目的:筛选出在低氧环境下培养的大鼠CSPCs中,HIF-1α作用的靶基因;探究HIF-1α调控MMP-1在大鼠CSPCs缺氧应答的具体机制;最后,探究在经IL-1β诱导的OA软骨细胞模型中,HIF-1α通过调节MMP-1来控制CSPCs迁移、凋亡及分化的机制。方法:体外原代培养年龄7-14天大鼠膝关节来源的软骨浅层CSPCs细胞,将CSPCs置于1%O2低氧环境下诱导培养,培养基选用间充质干细胞完全培养基,在进行Ch IP染色质免疫共沉淀后进行DNA基因二代测序。应用质粒转染CSPCs细胞,过表达HIF-1α基因,检测MMP-1等相关基因及蛋白表达情况;应用si HIF-1α转染CSPCs细胞,沉默HIF-1α基因,检测MMP-1等相关基因及蛋白表达情况;Ch IP-q PCR、Luciferase双荧光素酶报告实验等方法验证HIF-1α与MMP-1基因启动子HRE区相互结合情况。应用IL-1β诱导体外OA软骨细胞模型,分别应用RT-PCR、Western Blot检测MMP-1基因及蛋白表达;沉默HIF-1α表达的si HIF-1α转染CSPCs细胞,应用Transewell检测细胞迁移,流式细胞学检测细胞凋亡;YC-1抑制HIF-1α表达,阿利新蓝染色检测成软骨诱导活性。结果:原代培养的大鼠CSPCs细胞中,筛选出一批能与HIF-1α直接结合的DNA序列,详见下文。其中,MMP-1基因在OA关节软骨中高表达,与软骨细胞的迁移、凋亡及代谢过程高度相关,其启动子区存在与HIF-1α结合HRE区（chr8:5702223-5702476）。在应用质粒转染过表达HIF-1α基因可以有效地抑制MMP-1的基因及蛋白的表达;应用si HIF-1α沉默HIF-1α的基因表达会提高MMP-1基因及蛋白的表达水平,HIF-1α与MMP-1之间存在负向调控关系,这种调控关系为非低氧依赖型。Ch IP-q PCR、Luciferase双荧光素酶报告实验等方法进一步验证了HIF-1α与MMP-1基因启动子HRE区存在直接结合作用。应用IL-1β诱导体外OA软骨细胞模型,经IL-1β诱导,CSPCs细胞迁移能力增强,凋亡增加,而成软骨能力受限,符合OA软骨内CSPCs基本特征。低氧环境能够有效减轻细胞凋亡,并限制细胞迁移能力的增加,但成软骨能力并无明显影响。但在IL-1β诱导的OA环境中,低氧能抑制细胞迁移与凋亡,促进成软骨分化,而上述作用均是由HIF-1α介导,当沉默HIF-1α表达时,HIF-1α正向保护作用会减弱。结论:在原代培养的大鼠CSPCs正常细胞中,HIF-1α与MMP-1基因启动子在低氧条件下存在直接结合作用。HIF-1α通过直接结合MMP-1基因启动子HRE区抑制MMP-1转录活性,进而抑制MMP-1基因及蛋白表达水平。缺氧对IL-1β诱导的CSPCs起到了正向保护作用,而该作用机制是通过HIF-1α对MMP-1基因的直接调控实现的。这种对CSPCs的迁移,凋亡和软骨形成等表型的缺氧调控机制是以HIF-1α依赖的方式进行的。