目的1.机械应力载荷在调控骨重建稳态中起重要作用。然而,在许多关于机械应力载荷与成骨细胞分化的研究中,普遍存在载荷加载模型缺乏理论支持,加载模式随意性大,导致得出不尽相同,甚至截然相反的研究结果。本研究致力于探究机械应力载荷在体内和体外对于成骨细胞分化及骨重建的调控作用,以期构建一种稳定的有理论及实验依据支持的机械应力刺激诱导成骨细胞分化的模型。2.日益增多的证据显示microRNAs在维持骨重建内环境稳态中起重要调控作用。然而,机械应力载荷对成骨细胞分化中载荷敏感性miRNA表达的影响以及这些载荷敏感性miRNA在成骨细胞分化中的调控作用和机制目前尚不明确。本研究着力于探究在机械应力刺激介导的成骨细胞分化过程中相关miRNA的调控作用,miRNA对成骨分化过程中关键转录因子Runx2的调控,以及miRNA对于骨重建稳态的调控作用。3.目前关于研究小分子RNA在体内对于生理以及病理进程的功能及调控作用仍是研究热点。然而,关于miRNA在体内对骨重建稳态的研究仍尚处于起步阶段。本研究致力于探究miRNA在体内对于骨重建稳态的调控,以期将miRNA作为临床治疗应力相关性骨代谢疾病的潜在药靶。方法1.在体内外分别构建不同强度载荷下应力加载细胞模型和双后肢去负荷小鼠模型,检测成骨细胞分化相关特异性marker基因及关键转录因子表达,检测成骨表型,验证机械应力载荷对于成骨分化及骨重建作用。2.通过生物信息学方法筛选标靶miRNA并用q RT-PCR进行后续功能验证。通过过表达和敲除靶标miRNA的表达进行功能缺失性和功能获得性实验验证其在成骨分化中调控作用及作用机制。3.通过后肢去负荷模型小鼠体内给予外源性miRNA长效抑制剂下调靶标miRNA,分别通过micro CT,钙黄绿素双标,TRAP染色等方法检测骨重建中骨形成和骨吸收相关参数指标。结果1.结合前期有限元分析及机械应力应变载荷扩增机制,在体外水平,细胞应力加载模型上8%CMS（Cyclic Mechanical Stretch,CMS,8%形变,0.5 Hz,Sin）促进成骨细胞分化作用最为显著。在体内水平,后肢去负荷小鼠呈现骨质疏松表型,表明应力载荷的缺失将导致肢体骨量下降,导致废用性骨质疏松。2.生物信息学筛选并经q RT-PCR验证,我们发现miR-103a为机械应力刺激敏感性miRNA。miR-103a及其宿主基因PANK3在机械应力刺激介导的成骨细胞分化中均明显下调（8%CMS,0.5 Hz,Sin）。miR-103a的靶标基因为成骨分化关键转录因子Runx2。3.成骨分化相关marker基因检测及成骨分化表型显示miR-103a在机械应力刺激介导的成骨细胞分化中起负调控作用。在成骨分化及胞外基质矿化进程中,miR-103a起抑制作用。4.在后肢去负荷小鼠中miR-103a表达明显上调,其可能通过抑制Runx2表达在体内水平对骨形成起负调控作用,通过尾静脉给予其长效抑制剂模拟物antagomir-103a可部分挽救由应力缺失造成的骨质疏松表型。结论综上所述,我们的研究结果表明:在诸多调控成骨细胞分化的miRNAs中miR-103a作为一种新的调控成骨细胞分化的机械应力刺激敏感性miRNA而被首次发现,其主要通过直接靶标于成骨分化中的关键转录因子Runx2来实现其抑制成骨分化的调控作用。通过预给药治疗性抑制体内miR-103a的表达水平可部分缓解由载荷缺失所致骨量下降。提示miR-103a可能作为临床一种有效地治疗由于应力缺失导致的废用性骨质疏松的潜在药靶。