研究背景:颈腰痛是由椎间盘退变引起的一系列临床症状,是临床上常见的疾病之一,并且可以导致患者长期伤残影响患者的日常生活,增加了个人和社会医疗成本。椎间盘的结构特殊,周围环境呈高渗和低PH的状态,而且由于没有血管直接供应导致其营养和氧气供应远低于其他组织。随着椎间盘退变程度的增加,椎间盘内细胞微环境会发生变化,软骨终板出现钙化损害代谢途径,营养供应进一步减少,这些改变会进一步加重椎间盘退变,形成恶性循环。导致椎间盘退变的确切机制还没有被完全阐明。有研究显示椎间盘退变的关键因素是髓核细胞的数量和质量的下降。所以,现阶段针对椎间盘退变的治疗方向主要集中在增加并恢复髓核细胞的数量和质量。有研究表明人髓核之中含有髓核间充质干细胞（nucleus pulposus mesenchymal stem cells,NPMSCs）,具有多向分化功能并可自我更新,使它们成为椎间盘退变中细胞治疗的潜在候选细胞。通过刺激内源性NP-MSCs的再生和修复能为椎间盘退变的治疗带来了新途径。但是由于椎间盘低营养的微环境给髓核间充质干细胞的再生和修复增加了困难。因此探索椎间盘内营养供应变化对髓核间充质干细胞的生物学活性的影响尤为重要。研究目的:本研究拟在体外观察不同血清浓度对人正常髓核间充质干细胞生物学活性的影响,初步探讨椎间盘内营养供应的变化参与的椎间盘退变的机制。研究方法:选取先天性脊柱侧凸矫形患者的髓核组织（Pfirrmann分级为Ⅰ级或Ⅱ级）,体外分离培养NPMSCs。首先,利用流式细胞仪分别对细胞的表型进行检测（CD105、CD90、CD73、CD45、CD34和人类白细胞抗原（HLA）-DR）。再观察其向成骨、成脂和成软骨诱导分化能力。之后,取P3代NPMSCs在含有0%、5%和10%体积浓度胎牛血清的培养液中进行培养,分别对其细胞增殖能力、细胞周期、细胞凋亡率以及OCT4（octamer-binding transcription factor 4 OCT4）、Nanog、Jag1、Notch1干性基因和I型胶原（Collagen I）、II型胶原（Collagen II）、蛋白多糖（Aggrecan）和SOX9（SRY related HMG box-9）表达情况进行检测。研究结果:从正常髓核组织中分离培养的细胞可以呈纺锤状、贴壁生长,可体外扩增,流式细胞仪检测结果显示高表达CD73（98.9%）、CD90（97.9%）、CD105（98.9%）,低表达HLA-DR（3.11%）、CD34（1.83%）、CD45（1.19%）,且可以向成骨细胞、脂肪细胞及类软骨细胞分化。根据国际干细胞治疗协会（International Society for Cellular Therapy ISCT）评定标准,分离培养的细胞为NPMSCs。随着血清浓度的降低,细胞增殖率显著下降,凋亡率增加,而且可以显著延长G1期时长（P<0.05）。QRT-PCR结果显示:随着血清浓度的下降,干性基因（OCT4、Nanog、Jag1、Notch1）的相对表达量明显减少,I型胶原相对表达水平增加,II型胶原、蛋白多糖和SOX9的相对表达水平减少（P<0.05）。研究结论:血清浓度对人NPMSCs的生物学活性具有重要影响。血清浓度的降低,可显著抑制NPMSCs细胞增殖、干性基因及相关功能基因的表达。本研究不仅为椎间盘退变过程中NPMSCs保持“静默”提供理论基础,同时为其生物学治疗提供新思路。