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目的：鉴定大鼠骨髓间充质干细胞(BMMSC)；通过检测仿生脉冲电磁场(BPEMF)对BMMSC成骨、成脂肪细胞分化相关基因表达影响，研究其促进成骨及抑制成脂肪分化的效应；在对BMMSC施加电磁场的基础上加用钙通道阻滞剂维拉帕米，检测胞内cAMP水平的变化，探讨第二信使对BMMSC的生物学特性的影响，并初步探讨其机制。
方法：选择体重为80-120g的wistar大鼠，雌雄不限，应用密度梯度离心+贴壁筛选法提取BMMSC，当细胞培养至第三代，用于实验。实验分为三组，空白对照组(A)、BPEMF组(B)、BPEMF+维拉帕米组(C)。应用MTT测定BPEMF刺激早期(3-9d)及后期(11-15d)细胞增殖情况；应用real time PCR方法测定BMMSC成骨细胞分化关键基因核心结合因子(RUNX2)的表达；应用RT-PCR测定BMMSC成脂肪分化基因过氧化物酶增殖因子激活物受体-γ(PPAR-γ)及调节成骨-破骨平衡相关基因骨保护蛋白(OPG)及核因子KB受体活化因子配基(rankle)的表达；应用Elisa测定BMMSC胞内cAMP、碱性磷酸酶(ALP)水平的变化。
结果：提取的细胞呈梭形或多角形，折光性良好。在成骨诱导三周后茜素红染色可见钙结节形成，成脂肪诱导两周后油红O染色可见多量脂滴形成，符合BMMSC多向分化的特性；MTT结果显示：BPEMF(B)组相比空白对照(A)组对BMMSC在早期有促进增殖的作用，在晚期促进增殖的作用减弱，BPEMF+维拉帕米组(C)组一定程度上抑制细胞增殖；real time PCR显示B、C组比A组成骨分化关键基因RUNX2表达明显上调；RT-PCR显示B、C组比A组成脂肪分化相关基因PPAR-γ2表达下调，骨保护素基因表达明显上调，RANKL基因表达影响并不明显；Elisa显示ALP、cAMP表达明显上调。
结论：BPEMF对BMMSC在刺激早期有促进增殖的作用，这种作用是Ca2+升高的结果并会随着刺激的进行而减弱；BEMF会刺激cAMP升高，cAMP起到抑制干细胞增殖并促进成骨分化的作用。BPEMF可以促进成骨分化相关基因表达，抑制促成脂肪分化相关基因表达，从而促进细胞的成骨分化及抑制成脂肪分化；可以促进OPG表达，提高OPG/RANKL比值，从而可能通过基因表达对细胞周围微环境成骨-破骨平衡起到调节作用。