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[研究背景]下腰痛是一种常见的人类疾病。椎间盘退变是导致下腰痛的主要原因,许多研究表明,炎性因素在椎间盘退变中发挥重要作用。白介素-1(IL-1)是导致椎间盘退变的最重要的炎性因子之一。目前关于IL-1在椎间盘退变中的作用仅限于对少数感兴趣靶基因和靶蛋白的研究,尚缺乏关于IL-1导致椎间盘退变的全基因组表达谱研究。作为MAPK信号通路家族的重要成员的细胞外调节激酶(ERK)信号通路是一条重要的炎性信号通路,在IL-1诱导的软骨细胞炎性基因和分解代谢基因表达中发挥重要作用,然而ERK信号通路在IL-1诱导的纤维环细胞退变中的作用尚无研究。[目的](1)明确IL-1刺激纤维环细胞后,全基因组表达谱改变,并明确IL-1对纤维环细胞的主要生物学效应。(2)明确ERK信号通路在IL-1诱导的纤维环细胞退变中的作用。[方法](1)原代分离培养大鼠纤维环细胞,并进行表型鉴定；(2)用全基因组表达谱芯片检测IL-1刺激纤维环细胞后,表达发生显著性变化的基因,并应用生物信息学方法对差异基因参与的生物学功能和信号通路进行分析。Real time PCR对16个有代表性的基因进行验证。(3)抑制ERK信号通路,Real time PCR检测IL-1刺激纤维环细胞后与椎间盘退变密切相关的基因表达改变；Western Blotting检测相应的蛋白表达改变,ELISA检测炎性介质的分泌。[结果](1)大鼠纤维环细胞呈圆形或多角形,甲苯胺蓝染色具有异染性,I、II型胶原表达阳性；(2)基因芯片结果显示,IL-1刺激纤维环细胞后,共筛选出1812个表达有显著性差异的基因,功能已知基因中,841个表达上调,643个表达下调,GO分析结果显示,上调基因参与的生物学功能主要有：炎性反应、免疫反应、氧化还原反应、MAPK信号通路激活、趋化反应等；下调基因参与的生物学功能主要有：细胞粘附、对低氧的反应、细胞-基质粘附、细胞生长调节等；KEGG pathway结果显示,上调基因参与的最主要的信号通路是：MAPK信号通路；下调基因参与的最主要的信号通路是：细胞外基质-受体相互作用信号通路；real time PCR结果证实了芯片结果的可靠性；(3)ERK信号通路抑制可显著降低IL-1诱导的纤维环细胞炎性基因和基质降解基因表达,显著逆转IL-1引起的基质组分基因和生长因子基因表达降低；Western Blotting结果显示,ERK信号通路抑制可显著降低IL-1诱导的纤维环细胞MMP-3, MMP-13蛋白表达增高；显著逆转IL-1诱导的TIMP-1, collagen II和aggrecan蛋白表达降低；ELISA结果显示,ERK信号通路抑制可显著降低IL-1诱导的纤维环细胞NO, IL-6, PGE2的分泌。[结论]:(1)IL-1对椎间盘纤维环细胞发挥广泛的生物学效应,MAPK信号通路是其发挥效应的主要信号通路；(2)ERK信号通路抑制可有效阻止IL-1诱导的纤维环细胞退变。