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目的:通过短发夹核糖核酸(short hairpin RNA,shRNA)沉默小鼠前成骨细胞和前脂肪细胞中胰岛素受体底物-1(insulinreceptor substrate,IRS-1)的表达,同时过表达核结合因子a1(corebinding factor alpha 1,Cbfa1)观察成骨细胞特异性分子标志物以及脂肪素的表达变化,检测IRS-1沉默后对二种细胞增殖的影响。探讨IRS-1对小鼠前脂肪细胞和前成骨细胞分化过程中的作用与机制。方法:针对小鼠IRS-1基因的三个不同区域构建shRNA质粒。体外培养小鼠前脂肪细胞3T3-L1和前成骨细胞MC3T3-E1,转染IRS-1的shRNA质粒以及Cbfa1过表达质粒,留取细胞培养上清和提取细胞总蛋白。Western blot检测三个shRNA片段对IRS-1的干扰效率以及脂肪素的表达,酶联免疫吸附定量检测碱性磷酸酶、骨钙素、骨形态发生蛋白2、骨保护素、骨连接素与骨桥素的表达变化。油红O染色观察IRS-1基因干扰后前脂肪细胞分泌脂滴的能力;维生素c和β-甘油磷酸钠诱导转染的小鼠前脂肪细胞向成骨细胞分化,矿化结节染色观察前脂肪细胞IRS-1基因干扰后的成骨能力,MMT检测细胞增殖能力的变化。结果:骨桥素、骨连接素和碱性磷酸酶在3T3-L1和MC3T3-E1中的表达量基本一致;IRS-1在这两种细胞中的表达因转染shRNA而沉默,小鼠前成骨细胞中IRS-1表达受阻后,其骨桥素、碱性磷酸酶、骨钙素、骨保护素、骨形态发生蛋白2表达明显下调(P＜0.05),但其对骨连接素的表达影响并不明显;小鼠前脂肪细胞中IRS-1表达受阻后,其骨保护素、骨钙素、骨形态发生蛋白-2和碱性磷酸酶的表达则明显上调,但骨桥素的表达降低。通过维生素C与β-甘油磷酸对小鼠前脂肪细胞进行诱导,然后进行Vonkossa s染色,发现IRS-1沉默(转染IRS-1MH质粒)以及过表达Cbfa-1 p56的小鼠前脂肪细胞中有矿化结节形成;油红O对细胞内外的脂滴进行染色发现:IRS-1沉默可以明显阻止小鼠前脂肪细胞向成熟的脂肪细胞分化,降低脂肪细胞脂肪素的表达。MTT实验发现,IRS-1沉默导致了两种细胞的增殖能力降低。结论:临床检验中骨桥素、骨连接素和碱性磷酸酶的检测作为衰老性骨质疏松的衡量指标不具备特异性:IRS-1能促进前成骨细胞和前脂肪细胞增殖、分化与细胞外基质的合成;IRS-1干扰能使小鼠前脂肪细胞分化受阻,同时其成骨分子标志物表达升高,小鼠前脂肪细胞向成骨细胞分化的潜能增加;而在成骨细胞中IRS-1干扰能使小鼠前成骨细胞分化受阻。IRS-1在前成骨细胞和前脂肪细胞双向分化调控中具有重要作用。