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目的:本研究旨在检测随年龄增长,人骨髓间充质干细胞成骨能力的改变以及细胞衰老程度;通过基因芯片技术检测不同年龄组人骨髓间充质干细胞差异基因表达情况,为骨髓间充质干细胞作为种子细胞在组织工程临床转化过程中提供理论依据。方法:1.不同年龄组人骨髓间充质干细胞(BMSC)收集、培养、鉴定按照年龄分为:胎儿组(fetal-BMSC,20周-24周,n=6),青年组(young/adult-BMSC,16岁-30岁,n=6),老年组(old-BMSC,>60岁,n=6),根据此年龄分组收集,分离获得细胞。流式细胞术检测间充质干细胞表面标志物。对分离所得细胞进行成骨、成脂诱导分化及茜素红、油红O染色。2.检测不同年龄组人骨髓间充质干细胞成骨分化能力培养不同年龄组骨髓间充质干细胞,进行成骨诱导分化2周,通过茜素红染色鉴定间充质干细胞成骨分化能力的变化,用Real-time PCR检测成骨相关基因表达水平变化。3.不同年龄组人骨髓间充质干细胞衰老程度的比较通过细胞衰老β-半乳糖苷酶染色检测不同年龄组人骨髓间充质干细胞衰老程度。通过Real-time PCR检测衰老相关基因P21、P16表达变化。通过流式细胞术检测各年龄组人骨髓间充质干细胞细胞周期情况。4.不同年龄组人骨髓间充质干细胞差异基因表达情况按照以上年龄分组,分别制备基因芯片样本,保存于-80℃,测序及生物信息分析。结果:1.流式细胞术检测细胞表面的标记分子结果显示CD90、CD44表达阳性,CD45、CD19表达阴性。成骨、成脂诱导分化2周后,茜素红染色阳性及油红O染色阳性。2.培养不同年龄组骨髓间充质干细胞,成骨诱导分化2周,茜素红染色定量结果显示胎儿组(fetal-BMSC)钙结节含量明显高于青年组(young-BMSC)与老年组(old-BMSC),老年组钙结节含量最低,具有统计学差异且P﹤0.01。Real-time PCR结果显示随年龄增加,成骨相关基因RUNX2、COL1A1和ALP表达呈递减趋势,具有统计学差异且P﹤0.01。3.光学显微镜下观察到变成蓝色的表达β-半乳糖苷酶的细胞数随着年龄增加而增加。Real-time PCR检测显示随着年龄增加,衰老相关标志基因P21、P16在老年组中表达明显高于青年组和胎儿组,胎儿组表达量最低,具有统计学差异且P﹤0.01。流式细胞术结果显示随着年龄增加,处在G1期的人骨髓间充质干细胞数目增加,具有统计学差异且P﹤0.01。4.筛选两两之间差异倍数≥2.0且P值≤0.05基因,结果显示:老年组与胎儿组相比上调的基因有601个,下调基因508个;青年组与胎儿组相比表达上调基因与下调基因分别为577个、550个;而老年组与青年组相比表达上调基因仅15个,下调基因仅7个。对三组之间共同的差异表达基因进行趋势分析,差异倍数≥1.2且P值≤0.05的基因共28个,其中3个随年龄增长表达增加;青年组、老年组与胎儿组相比表达下降,但老年组与青年组相比表达增加的基因为9个;随年龄增长表达下降的基因共16个;28个基因中有5个基因差异倍数≥2且P值≤0.05,分别为TACSTD2、PRKCQ-AS1、WFDC21P、NAP1L2、COL4A5。结论:1.分离所得细胞为人骨髓间充质干细胞。胎儿组成骨能力优于其他年龄组。2.随着年龄增加,人骨髓间充质干细胞衰老程度增加。3.青年组、老年组与胎儿组相比基因表达差异较大,青年组与老年组差异较小。三组差异表达基因趋势分析,差异倍数大于等于1.2且具有显著性的基因共28个,其中差异倍数大于等于2的基因有5个。