青少年特发性脊柱侧凸(AIS)是青少年常见的脊柱发育畸形，对青少年的身心健康有极大的影响。由于其具体的致病机理尚不明确，目前对此种疾病的预防和治疗方式比较简单。同时由松果体分泌的褪黑素被认为与青少年特发性脊柱侧凸的发生与疾病的进展息息相关。骨髓间质干细胞（BMSCs）是一种中胚层来源的具有多向分化能力的细胞群体，是骨形成过程中最重要的前体细胞，能够向成骨细胞和软骨细胞两个方向进行分化，而成骨细胞和软骨细胞则分别在膜内成骨和软骨内成骨中起重要作用，所以BMSCs分化能力的强弱对骨形成和发育过程均有重大影响。本研究从临床数据入手，首先通过测量了解青少年特发性脊柱侧凸患者横断面上的脊椎椎体、椎管、左右椎弓根和左右椎板长度和宽度并与同龄正常人进行比较，来全面了解侧凸患者椎体发育上与正常人的差异。发现患者椎弓根在长度和宽度上均比正常人小，且某些椎体的横径也小于同龄正常人，提示AIS患者在膜内成骨和软骨内成骨的过程可能存在异常。随后，本研究还通过分离和培养AIS患者和对照组的BMSCs，并用悬滴法进行体外软骨诱导培养，对比两者在干细胞层面上软骨内成骨的能力，并结合50nm褪黑素同时刺激两组细胞，然后分别检测其软骨、软骨肥大的标志基因表达并结合组织学染色和检测软骨特异性糖胺多糖的分泌量。结果发现AIS患者来源的BMSCs在经过21天软骨诱导后其各标志基因、标志蛋白的表达量和组织学染色的结果均显示与对照组没有明显差异，说明在干细胞水平上，AIS患者的软骨内成骨与正常人之间没有差别。在诱导过程中全程添加了50nm褪黑素则能有效促进正常人来源的BMSCs软骨标志基因的表达和特异性糖蛋白的分泌，同时还促进了软骨肥大相关基因的表达。这说明褪黑素在正常人中能有效的促进软骨内成骨过程的两个过程（软骨分化，软骨肥大）。而同样浓度的褪黑素却无法促进AIS患者的BMSCs中相关基因和蛋白的表达。综合前人的研究和本研究的结果，AIS患者成骨能力相对于其成软骨能力偏弱可能造成脊椎前柱椎体和后柱椎弓根发育不平衡，而AIS患者软骨内成骨过程对褪黑素刺激不敏感这一现象提示适当的补充褪黑素可能可以缓解这种发育不平衡现象从而治疗或缓解疾病的发展。