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目的研究探讨在骨髓衰竭小鼠中SDF-1/CXCR4轴对骨髓间充质干细胞迁移与定植到骨髓的作用。方法1、用慢病毒转染CXCR4-Luciferase融合基因片段,在健康人骨髓间充质干细胞稳定表达CXCR4(细胞标记为CXCR4-BMSCs);同时设立对照组,仅稳转Luciferase基因的细胞标记为Null-BMSCs。2、稳转后的细胞的CXCR4表达水平以Q-PCR、流式细胞术进行检测鉴定。3、对稳转细胞CXCR4-BMSCS的生物学特性进行研究鉴定:为检测细胞成骨成脂能力采用成骨成脂诱导实验;CCK-8实验检测细胞的活性;对细胞的周期与细胞凋亡率采用流式细胞术检测。4、在transwell体系中比较低氧培养BMSCs、川芎嗪预处理的BMSCs以及稳转细胞CXCR4-BMSCs细胞向SDF-1迁移的能力。5、通过Western blot实验比较稳转细胞CXCR4-BMSCS以及正常BMSCs的CXCR4蛋白表达水平。6、建立小鼠骨髓衰竭模型,采用血细胞计数以及骨髓涂片对模型小鼠的血象以及骨髓象进行检查分析。7、对各组小鼠进行不同的细胞输注治疗:正常组(输注CXCR4-BMSCs,细胞量2× 106/只);模型组1(仅输注相应量的PBS缓冲液);模型组2(输注Null-BMSCs,细胞量2×106/只);模型组3(输注CXCR4-BMSCs,细胞量2×106/只)。8、骨髓衰竭小鼠在细胞输注后第2天,采用活体成像系统示踪输注的细胞在小鼠体内的分布,以及小鼠骨髓中的阳性标记细胞比例通过流式细胞术检测。9、采集各组小鼠的外周血以及骨髓,外周血以及骨髓SDF-1的水平通过ELISA实验被检测。结果1、与 Null-BMSCs 相比,CXCR4-BMSCs 高表达 CXCR4。CXCR4-BMSCs 具有成骨、成脂肪的能力。CXCR4-BMSCs的细胞活性(106%±13%)、凋亡率(1.212%±0.357%)以及细胞周期与正常BMSCs无明显差异。2、与常规培养BMSCs相比,低氧培养的BMSCs和川芎嗪(100 μmol/L)预处理的BMSCs向SDF-1迁移的能力提高,稳转的CXCR4-BMSCs的迁移能力(163.4±20.452)显著提高。3、相比正常BMSCs,稳转细胞CXCR4-BMSCs的CXCR4蛋白表达上调。4、模型小鼠在造模后第3天三系血细胞均减少;骨髓象出现骨髓增生减低,非造血细胞增多,符合骨髓衰竭水平,骨髓衰竭模型构建成功。5、活体成像显示CXCR4-BMSCs集中分布在骨髓衰竭小鼠两侧股骨部位,比其他组小鼠相比,荧光信号集中、强度较高。流式细胞术的结果显示模型组3的小鼠骨髓中阳性标记细胞比例较多(23.650±2.489%),高表达CXCR4基因的细胞归巢到骨髓效率提高。6、与正常小鼠骨髓的SDF-1(222.963±14.908 pg/L)相比,模型小鼠骨髓的SDF-1水平(415.622±37.029 pg/L)显著增高,并且骨髓SDF-1水平比外周血SDF-1 水平(21.390±2.305 pg/L)高。结论1、慢病毒转染的细胞CXCR4-BMSCs高表达CXCR4基因,细胞生物学特性与正常的BMSCs无明显的差异,具有成骨成脂能力。2、BMSCs经川芎嗪作用后,CXCR4蛋白表达增加,细胞迁移能力提高,但经慢病毒转染后的细胞CXCR4-BMSCs因高表达CXCR4,细胞迁移能力更强。3、在骨髓衰竭小鼠体内,稳转细胞CXCR4-BMSCs向骨髓的迁移与定植能力明显提高。BMSCs输注后,SDF-1与CXCR4受体相互作用,引导BMSCs归巢。且骨髓衰竭小鼠的SDF-1水平比正常小鼠高。