交感神经系统(The sympathetic nervous system, SNS)经由β-肾上腺素受体(β-adrenergic receptors,β-ARs),在骨重建及脂肪代谢过程中起重要调控作用。现有关于SNS相关信号对骨作用的研究主要集中于对骨密度、骨生长或骨吸收的影响;对脂肪代谢的研究主要在脂肪分解和生热作用两个方面。成骨细胞和脂肪细胞主要来源于间充质干细胞(Mesenchymal stem cells, MSCs),且MSCs向成骨方向分化减弱、向成脂方向分化增强是导致老年人发生骨质疏松和肥胖的主要原因之一,所以充分了解MSCs成骨和成脂分化的分子机理及其调控是非常必要的。但迄今为止尚未有β-ARs是否在MSCs的成骨或成脂分化过程中起作用的相关报道。本论文以小鼠骨髓来源的MSCs为模型,在成功建立体外成骨和成脂分化体系的基础上,首先检测了MSCs及其向成骨或成脂方向分化过程中β-ARs的表达情况;然后观测β-AR激活剂或阻滞剂对其分化的影响;此外还研究了cAMP/PKA信号通路是否介导了β-ARs在MSCs分化中的作用。研究结果表明:(1)β2-和β3-AR的mRNA及蛋白表达量在MSCs的成骨或成脂分化过程中均具逐渐增高趋势;(2)β-AR激活剂可抑制而阻滞剂可促进MSCs的成骨分化,β-AR激活剂ISO对MSCs成骨分化的抑制作用可被PH、ICI或SR所拮抗,拮抗能力PH > ICI > SR,说明β2-和β3-AR均参与了MSCs的成骨分化,β2-AR是主要的功能性受体;(3)β-AR激活剂可抑制而阻滞剂可促进MSCs的成脂分化,ISO对MSCs成脂分化的抑制作用可被PH、ICI或SR所拮抗,拮抗能力PH > SR > ICI,表明β2-和β3-AR均参与了MSCs的成脂分化,β3-AR是主要的功能性受体;(4)激动剂或阻滞剂可影响细胞内的cAMP浓度,且PKA抑制剂H89可拮抗ISO的作用,表明β-ARs对MSCs向成骨细胞或脂肪细胞分化的作用至少部分是通过cAMP/PKA信号通路所介导的。以上结果表明,MSCs上表达有β-ARs,且β2-AR和β3-AR分别是MSCs成骨、成脂分化的主要功能性受体。β-AR激活剂可抑制而阻滞剂可促进MSCs的成骨或成脂分化,且cAMP/PKA信号通路介导了β-ARs在MSCs分化中的作用。本研究不仅可使我们对MSCs向成骨细胞和脂肪细胞分化的分子机理及其调控有更全面的认识,且可为防治骨相关疾病及肥胖提供一些新的思路。