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为了明确Bmi1淋巴细胞过表达是否能够通过改善造骨微环境,纠正或改善Bmi1基因缺失引起的生长阻滞和骨质疏松表型,我们构建了 Bmi1淋巴细胞特异性过表达的Bmi1基因敲除(EμBmi1-/-)小鼠模型。我们选取了 6周龄同窝WT小鼠、EμBmi1转基因小鼠、Bmi1-/-小鼠和EμBmi1-/-小鼠,通过大体分析、影像学、病理组织学和细胞分子生物学等方法比较分析了EμBmi1-/-小鼠与同窝WT、EμBmi1和Bmi1-/-小鼠的表型差异。结果发现:与WT小鼠相比,6周龄EμBmi1转基因小鼠体型增大,体重明显增加,胸腺和脾脏大小增大;Bmi1-/-和EμBmi1-/-小鼠体型明显缩小,体重明显降低,胸腺和脾脏大小明显减小。与Bmi1-/-小鼠相比,EμBmi1-/-小鼠生存期延长,体型增大,体重明显增加,胸腺和脾脏大小增大。这些结果说明Bmi1淋巴细胞过表达能够延长Bmi1全身缺失小鼠的寿命,改善其生长阻滞。为了明确Bmi1淋巴细胞过表达是否能够纠正或改善Bmi1基因缺失引起的骨骼生长阻滞和骨质疏松,我们利用X线摄影、微CT扫描及三维重建、组织学、组织化学、免疫组织化学和细胞学实验等方法,比较分析了 4种基因型小鼠的骨骼表型差异。结果发现:与WT小鼠相比,长骨大小和长度、生长板宽度、PCNA阳性软骨细胞百分率、骨密度、小梁骨骨容量/组织容量百分率、骨小梁数目、成骨细胞数以及、碱性磷酸酶(ALP)和Ⅰ性胶原(COL-I)阳性面积百分比、成纤维细胞集落(CFU-f)面积和ALP阳性(CFU-fALP)的细胞集落阳性面积,以及成骨相关基因Runx2、ALP、COL-I、OCN基因表达水平在EμBmi1小鼠均明显增加,而在Bmi1-/-和EμBmi1-/-小鼠均明显降低。与Bmi1-/-小鼠相比,上述指标在EμBmi1-/-小鼠均明显增加。与WT小鼠相比,TRAP阳性破骨细胞面和RANKL与OPG比值在EμBmi1小鼠和Bmi1-/-小鼠均明显增加,在Bmi1-/-小鼠更为显著,但在EμBmi1-/小鼠较Bmi1-/-小鼠明显降低。这些结果说明Bmi1淋巴细胞过表达能够通过促进软骨细胞增殖,促进BM-MSC增殖和向成骨细胞分化,刺激软骨内和成骨细胞骨形成,抑制破骨细胞骨吸收,从而发挥改善Bmi1缺失引起的骨骼生长阻滞和骨质疏松作用。为了明确Bmi1淋巴细胞过表达是否能够通过抑制氧化应激和细胞凋亡改善造骨微环境,抑制p16和p19/53信号分子表达,发挥纠正Bmi1缺失引起的早衰和骨质疏松表型,我们利用Real-time RT-PCR和Western blot等方法比较分析了四种基因型小鼠骨组织中抗氧化酶相关基因、p16和p19/53信号分子以及抗凋亡蛋白表达水平的变化。结果发现:与Bmi1基因和蛋白表达水平变化一致,抗氧化分子SOD1和SOD2基因以及SOD1和Sirt1蛋白表达水平,以及抗凋亡蛋白Bcl-2表达水平在EμBmi1-/-小鼠中较Bmi1-/-小鼠均明显上调,而p16和p19/53信号分子包括p16、p19和p53基因和蛋白表达水平在EμBmi1小鼠较Bmi1-/-小鼠均明显下调。这些结果说明Bmi1淋巴细胞过表达能够通过抑制氧化应激和p16/p19信号通路,促进骨髓间充质干细胞增殖和分化,从而发挥改善Bmi1基因缺失引起的骨骼生长阻滞和成熟前骨质疏松的表型。本研究率先建立了 Bmi1淋巴细胞过表达的Bmi1基因全身敲除的小鼠模型,揭示了 Bmi1淋巴细胞过表达能够通过改善造骨微环境,促进骨髓间充质干细胞增殖和向成骨细胞分化,发挥促进骨骼生长发育的作用机制。本文研究结果也将为以Bmi1为靶点的防治老年性骨质疏松的临床研究提供了新的理论基础和实验依据。