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成纤维生长因子受体3（Fibroblast growth factor receptor3）是受体酪氨酸激酶FGFRs家族成员之一。FGFR3功能增强型点突变可导致多种骨骼发育不良性遗传疾病，包括软骨发育不良（Achondroplasia, ACH），季肋发育不良（Hypochondroplasia，HCH）及致死性软骨不全（Thanatophoric dysplasia,TD）。这些疾病多表现为软骨内成骨过程发生变化。模拟人ACH的FGFR3功能增强小鼠(Fgfr3G369C/+)个体短小、头颅短圆、长骨生长板组织形态结构异常，进一步观察发现其软骨细胞增殖带短稀，软骨细胞增殖能力减弱、肥大软骨细胞明显减少。相反，FGFR3基因敲除小鼠（Fgfr3-/-）则表现为长骨过度生长，生长板软骨增殖、肥大带变宽、软骨细胞增殖活性增加。上述结果表明，FGFR3是软骨内成骨过程的负性调节因子，它主要通过抑制软骨细胞增殖、分化来阻遏骨骼发育过程中的软骨内成骨过程。除影响软骨内成骨外，目前有较多线索提示FGFR3可直接参与调控骨形成。Fgfr3-/-小鼠长骨钙化障碍，骨密度降低、骨质减少，易骨折；ACH小鼠骨小梁厚度及数量减少，矿化受抑制，Cbfa1、OC、OP等表达增强，提示FGFR3功能增强促进骨形成。FGFR3在成骨细胞中表达较低，但骨形成却有明显改变，且Fgfr3-/-小鼠与ACH小鼠都存在骨量减少的表型。近年研究发现，软骨细胞可分泌IHH、BMP4等分子影响成骨细胞进而影响骨小梁的发生。软骨内激活突变Col2-Fgfr3Y367C/+及全身激活突变小鼠CMV-Fgfr3Y367C/+表型类似。上述提示FGFR3在直接影响成骨细胞同时也可通过软骨细胞间接影响骨形成。骨折愈合过程与骨发育过程类似。许多骨折愈合的研究也同样表明FGFR3参与其中。FGFR3在负性调节骨发育的同时，同样能够抑制软骨形成从而延缓骨折愈合过程。那么在软骨内FGFR3功能缺失小鼠中，其骨折愈合过程是否存在变化？综上，我们通过建立软骨内敲除FGFR3小鼠(FGFR3fl/fl-Col2Cre)，观察其骨骼表型变化，并制作小鼠胫骨稳定性骨折模型观察其骨损伤修复，结合BMSC分化诱导等细胞学实验探讨FGFR3通过软骨间接影响骨形成及骨折愈合的机制。主要实验方法：一、软骨内FGFR3功能缺失对骨形成影响1.测量Fgfr3fl/fl-Col2Cre体重、身长、股骨长度、胫骨长度及尾长比较其和野生型发育情况；2.利用Micro-CT及X光等手段分析Fgfr3fl/fl-Col2Cre小鼠股骨骨量等指标，明确Fgfr3fl/fl-Col2Cre小鼠在成年期骨量变化；3.通过全骨架染色观察Fgfr3fl/fl-Col2Cre小鼠早期形态变化及颅底软骨连接有无改变，通过全骨架染色观察次级骨化中心出现时间有无改变，利用藏红固绿染色及H&E染色观察生长板形态变化；4.利用原代成骨细胞培养及BMSC了解矿化及成骨活性等指标变化；5.通过TRAP染色并进行形态计量从而观察破骨细胞功能活性有无改变确定引起骨形成改变的原因；6.利用原代软骨细胞培养定量检测软骨细胞分泌IHH、BMP、VEGF、Noggin等信号分子表达进而确定软骨细胞影响成骨细胞的可能机制。二、软骨内FGFR3功能缺失对骨折愈合影响1.建立小鼠胫骨稳定性骨折模型；2.利用X线扫描及Micro-CT确定骨折愈合快慢有无变化；3.利用藏红固绿及H&E染色观察骨折断端细胞形态；主要实验结果：一、Fgfr3fl/fl-Col2Cre小鼠通过间接作用引起骨形成改变1. Fgfr3fl/fl-Col2Cre小鼠早期及成年期形态均存在形态改变，鼠尾弯曲变形；2. Fgfr3fl/fl-Col2Cre小鼠骨形成过程加快1) X光及Micro-CT扫描分析Fgfr3fl/fl-Col2Cre小鼠在1m龄及4m龄均骨量增加，骨小梁区域长度增加。2) Fgfr3fl/fl-Col2Cre生次级骨化中心出现延迟但颅底软骨连接闭合无明显变化。生长板增殖软骨细胞活性增强，肥大软骨细胞带增宽。3)钙黄绿素荧光双标检测Fgfr3fl/fl-Col2Cre小鼠骨形成速率增加。4)原代成骨细胞检测发现ALP活性无变化，矿化无障碍。BMSC诱导成骨细胞后检测矿化无障碍，但ALP活性降低，增殖减慢。3. Fgfr3fl/fl-Col2Cre小鼠破骨细胞数量减少，破骨细胞活性降低；4.软骨内FGFR3功能缺失后间接影响骨形成原代软骨细胞培养后定量PCR检测mRNA表达，IHH表达升高，VEGF降低，BMP2/7无明显差异但BMP抑制分子Noggin表达降低。二、Fgfr3fl/fl-Col2Cre小鼠骨折愈合加快1. Fgfr3fl/fl-Col2Cre小鼠骨折愈合加快X线及Micro-CT扫描发现，Fgfr3fl/fl-Col2Cre小鼠在术后7天时已进入骨痂形成期，而野生型小鼠仍处于血肿机化期。在术后14d时Fgfr3fl/fl-Col2Cre小鼠已有钙化骨痂出现而野生型小鼠仍以大量软骨痂覆盖于骨折断端。术后21d时Fgfr3fl/fl-Col2Cre小鼠已几乎愈合而野生型小鼠仍有大量骨痂存在。2. Fgfr3fl/fl-Col2Cre小鼠软骨细胞增殖活性增加，肥大软骨细胞功能增强藏红固绿及H&E染色结果可见，在术后7天Fgfr3fl/fl-Col2Cre小鼠骨折断端周围出现肥大软骨细胞；野生型小鼠骨折断端处则主要是增殖软骨细胞。术后14天可见Fgfr3fl/fl-Col2Cre小鼠骨痂内可见松质骨形成，其周围附着大量肥大软骨细胞，增殖软骨细胞少见；野生型小鼠软骨痂明显较少，增殖软骨细胞较多，新生松质骨少见。在术后21天，Fgfr3fl/fl-Col2Cre小鼠形态已接近恢复仅存在少量肥大软骨细胞；而野生型小鼠软骨痂中仍有大量肥大软骨细胞。主要结论：一、软骨内FGFR3功能缺失小鼠骨形成加快1. Fgfr3fl/fl-Col2Cre小鼠四肢过度生长，鼠尾弯曲，骨量增加骨量增加；2.软骨内FGFR3功能缺失小鼠骨形成过程加快，次级骨化中心出现延迟，颅底软骨连接无改变，颅骨成骨细胞矿化无障碍，成骨活性无改变，BMSC矿化无障碍，ALP总活性降低但定量结果升高；生长板中肥大软骨细胞带增宽，增殖软骨细胞活性增强，骨形成速率加快；3.软骨内FGFR3功能缺失小鼠破骨细胞数量增加，活性增强；4.软骨内FGFR3功能缺失小鼠通过肥大软骨细胞分泌IHH、VEGF及BMP作用于成骨细胞影响骨形成；二、软骨内FGFR3功能缺失小鼠骨折愈合过程加快1.软骨内FGFR3功能缺失小鼠骨折加快，进程提前；2.软骨内FGFR3功能缺失小鼠软骨细胞增殖活性增强，肥大软骨细胞功能增强；