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目的:研究成骨细胞中激活素受体样激酶2(activin receptor-like kinase 2,ALK2)对小鼠体内骨重塑的影响以及体外对成骨细胞分化、成骨细胞-破骨细胞相互作用的影响,并探讨其机理。材料与方法:首先采用Osterix-Cre建立成骨细胞中Alk2条件性基因敲除小鼠模型,于出生后21天处死。采用micro-CT观察骨量的变化;取材不同部位骨组织,进行固定、脱钙、脱水、石蜡包埋,切片后采用H&E染色和抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色观察骨组织形态学变化。体外培养小鼠前成骨细胞,通过基因沉默的方法沉默Alk2基因,采用分子生物学和细胞生物学等方法检测Alk2基因沉默对前成骨细胞的增殖和分化的影响。将小鼠前成骨细胞分别与骨髓单核细胞和破骨细胞共培养,检测小鼠前成骨细胞内Alk2基因沉默对破骨细胞分化和骨吸收功能的影响,探讨Alk2基因沉默对成骨细胞-破骨细胞间相互作用的影响。结果:以Osx-Cre;Alk2fx/fx基因型小鼠为实验组,以同窝出生的Osx-Cre;Alk2fx/+基因型小鼠为对照组。出生后21天的实验组小鼠体型较对照组小鼠明显变小;micro-CT结果显示基因敲除小鼠的骨皮质增厚,骨密度增加,骨小梁数量增加;组织形态测量学分析结果与micro-CT结果一致,且基因敲除小鼠股骨远端的骨松质区域与对照组相比,成骨细胞数量减少,破骨细胞数量减少;real-time RT-PCR结果表明小鼠前成骨细胞Alk2基因沉默后成骨细胞分化的早期基因(Col1、Alp、Runx2)表达升高,而成骨细胞分化的晚期基因(Ocn)表达降低;茜素红染色结果表明小鼠前成骨细胞Alk2基因沉默后矿化能力明显降低;体外共培养实验结果表明小鼠前成骨细胞Alk2基因沉默后,骨髓单核细胞向破骨细胞分化过程被抑制,破骨细胞骨吸收能力也同时被抑制,破骨相关基因的表达也明显下降。结论:成骨细胞中ALK2对骨量起负性调控作用;ALK2可以促进骨形成;成骨细胞中ALK2介导的BMP信号通路可以通过成骨细胞-破骨细胞间的作用促进骨髓单核细胞向破骨细胞分化,并促进破骨细胞的骨吸收能力。