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目的:椎间盘退变被认为是造成腰背痛的重要原因之一,但是它产生和发展的机制目前还没有彻底的明确。本次研究中,我们通过建立了一种大鼠尾椎间盘退变的模型,来探讨纳米级生物力学改变对椎间盘退变的影响,希望能为通过生物力学方法治疗椎间盘退变提供理论依据。方法:选取12周龄雄性SD大鼠40只,随机分为5组,其中一组为对照组,另外四组为退变组。在退变组中,用水合氯醛进行腹腔麻醉,X线辅助下定位尾椎Co6-Co11椎间盘位置,使用21G的针进行全贯穿穿刺,在术后3天、5天、7天、14天,分别进行X线检查和MRI检查,并对检查所得图像进行分析。随后对5组实验大鼠进行安乐死,取出目标椎间盘组织后进行HE染色,番红快绿染色,阿尔新蓝染色,观察组织形态,并对椎间盘退变的程度加以组织学评分。进行Ⅱ型胶原免疫荧光染色,观察Ⅱ型胶原在椎间盘髓核内的表达的变化。获取髓核组织分别提取mRNA和蛋白,通过RT-PCR检测髓核组织中相关基因的表达（MST1,LATS1,YAP,COL2,Aggrecan,Casepase-3）。通过Western blot检测髓核组织中蛋白的表达（MST1,LATS1,YAP,p-YAP,Casepase-3）。使用一步法TUNEL凋亡分析试剂盒,对石蜡切片进行TUNEL染色,检测石蜡切片椎间盘中髓核上的细胞凋亡情况。将髓核组织进行冰冻切片,使用原子力显微镜（AFM）对髓核组织的冰冻切片进行扫描,获得纳米级胶原纤维图像以及相应的胶原纤维弹性模量的数据。结果:X线的检查结果显示,与正常组椎间盘高度相比,3D、5D组的椎间盘高度未有显著降低（P＞0.05）。在7D和14D组,椎间盘高度明显下降（P＜0.05）。MRI检查显示正常组椎间盘呈现饱满完整的椭圆形高信号区域,退变组椎间盘信号强度降低,椎间隙变窄,且随着退变时间的增加,程度逐渐加重,最终呈现出低信号表现,椎间盘和上下终板的边界不清。使用Pfirrmann分级对椎间盘中水分含量进行评估,用来判断椎间盘退变的程度。随着退变时间的增加,椎间盘Pfirrmann分级也逐渐增加。HE染色结果显示,椎间盘经过针刺处理后,椎间盘发生明显退变,随着时间的增长,退变逐渐加重。番红快绿、阿尔新蓝染色显示,在退变组中随着时间的推移,尾椎间盘呈进行性退行性改变,正常的髓核结构逐渐消失,髓核内细胞外基质减少。组织学评分结果显示,在退变组中,随着术后时间的增加,组织学评分逐渐增加（P＜0.05）。根据免疫荧光的结果,随着退变时间的延长,Ⅱ型胶原的水平逐渐降低,证实椎间盘退变程度的加重。Ⅱ型胶原和蛋白聚糖的基因表达水平也表现出了与此相同的趋势。退变组大鼠尾椎间盘的胶原纤维弹性模量较正常组明显增加。退变3天时,胶原纤维弹性模量与正常组相比,尚未有明显的统计学差异（P＞0.05）。退变5天时,胶原纤维弹性模量与3D组相比,差异有统计学意义（P＜0.05）。退变14天时,髓核胶原纤维弹性模量增长到最大,从正常组的（154.54±19.27MPa）增加到（298.28±28.87MPa）。Histogram图显示,随着穿刺后椎间盘退变时间的增加,峰值的位置不断右移,说明胶原纤维弹性模量不断增加,胶原纤维变硬。从对髓核组织的检测来看,大鼠Hippo-YAP通路中的MST1及其下游LATS1在基因和蛋白水平的表达随着退变时间的增加而增加,而YAP的表达随着退变时间的增加而减少。p-YAP在蛋白水平的表达的表达随着时间的增加而逐渐增加。TUNEL染色的结果显示,在退变组中随着时间的增加,髓核细胞的凋亡增加,而促凋亡蛋白caspase3的在基因水平的表达增加,与TUNEL染色的结果相符合。结论:我们发现,经过针刺后,椎间盘结构会发生纳米级的生物力学改变,这种改变将会使椎间盘退变,髓核细胞凋亡增加,其可能的分子机制是通过Hippo-YAP这一力学信号通路。