目的:近年来，有关内质网应激反应在细胞分化中的作用越来越受重视。本课题展开研究内质网应激在胶原诱导干细胞成软骨分化中的作用，为进一步探索胶原诱导干细胞成软骨分化的分子生物学机制提供实验基础。　　方法:先构建胶原水凝胶诱导干细胞成软骨分化体外模型，实验分为4组:阴性对照组、生长因子组、胶原材料组、阳性对照组。在7天、14天、21天进行以下指标检测:(1)细胞在材料中生存情况检测（DNA含量检测、FDA/PI染色）;(2)成软骨分化指标检测:番红0、HE、甲苯胺蓝、GAG含量检测、鬼笔环肽/33258、免疫荧光（一型胶原、二型胶原）、qRT-PCR(COLⅠ、COLⅡ、SOX9、ACAN)。　　然后通过基因芯片技术，筛选出与内质网应激相关的基因，具体如下:完成RNA测序后，从大批量数据中筛选出差异表达的具有显著性差异的基因，通过生物信息学技术手段，对差异基因进行分析，qRT-PCR验证应激相关基因表达(ATF4、HERPUD1、CHOP、DNAJB9、GRP78、GRP94)，并查阅相关文献，选出具有潜在意义的、创新性的基因ATF4和HERPUD1作为本课题的目的基因内质网。　　通过慢病毒转染技术，分别沉默目的基因ATF4和HERPUD1，具体如下:以慢病毒为载体转染干细胞，利用嘌呤霉素筛选转染成功的干细胞，通过荧光观察、qRT-PCR、SDS-PAGE凝胶电泳验证转染的效率。待转染成功后，在胶原水凝胶体外诱导模型上，培养正常干细胞和基因沉默的干细胞，通过DNA含量测定、HE、钙黄绿素/PI、鬼笔环肽/hoechst33258、GAG含量测定、免疫荧光染色、qRT-PCR等方法来进一步观察ATF4/HERPUD1对胶原诱导干细胞成软骨分化过程中的影响。　　结果:通过构建胶原水凝胶体外体外诱导模型，考察胶原材料能否成功诱导干细胞成软骨细胞分化，结果如下:(1)DNA含量检测、FDA/PI染色显示，随着时间的延长，细胞数量越来越多;(2)通过番红0染色、HE染色、甲苯胺蓝染色、鬼笔环肽/33258、GAG含量检测、免疫荧光（一型胶原、二型胶原）、qRT-PCR(COLⅠ、COLⅡ、SOX9、ACAN)结果可知BC组出现一系列软骨细胞特异性特征，能够分泌软骨细胞外基质（糖胺聚糖、硫酸软骨素等）和表达软骨特异基因(COLⅠ、COLⅡ、COLⅩ、SOX9、ACAN)，显示BC组的诱导效果优于BT组，接近BCT组，表明胶原材料能够在不加生长因子的情况下能够诱导干细胞成软骨细胞分化。　　基于基因芯片技术，通过一些生物信息学手段，对差异表达基因进行火山图分析、KEGG Pathway功能富集，筛选与内质网应激相关基因进行热图分析，并绘制KEGG Pathway通路图、蛋白互作网络图更直观了解与内质网有关的差异基因与干细胞分化的相互关联。qRT-PCR验证结果显示，每个组均能检测到内质网应激相关基因表达情况(ATF4、HERPUD1、CHOP、DNAJB9、GRP78、GRP94)，表明干细胞在分化为软骨细胞过程中发生内质网应激反应。　　选择ATF4、HERPUD1作为目的基因进行慢病毒转染沉默，经嘌呤霉素筛选，在培养10天后，绿色荧光表达明显，qRT-PCR测定ATF4和HERPUD1基因表达情况，基因沉默组的表达水平低于正常组(P＜0.05);SDS-PAGE凝胶电泳测定ATF4和HERPUD1蛋白分泌情况，基因沉默组的表达水平低于正常组(P＜0.05)，这些结果显示基因沉默成功。在胶原水凝胶体外诱导模型上考察内质网应激在胶原诱导干细胞成软骨分化过程中的作用，培养的正常干细胞和基因沉默细胞在21天时，正常细胞能够在组织诱导性材料中表达软骨相关基因SOX9、Col2a1、ACAN，与基因沉默组相比具有显著性差异(P＜0.05)，DNA含量测定、HE、钙黄绿素/PI、鬼笔环肽/hoechst33258、GAG含量测定、免疫荧光染色方法进一步证实qRT-PCR得出的结果。　　结论:通过上述实验结果，表明胶原材料具有很好的生物相容性，支持细胞在体外诱导支架上生存，并且胶原材料在不加生长因子的情况下能够诱导干细胞成软骨分化，基于基因芯片技术，筛选出目的基因，通慢病毒转染沉默相关基因，并进一步在胶原体外诱导模型上证实内质网应激在胶原诱导干细胞成软骨分化中的发挥一定的作用，推测内质网应激通过URP和ERAD途径参与胶原诱导干细胞成软骨分化过程，实验成果为探索生物支架材料胶原诱导干细胞成软骨分化的分子生物学机制提供实验基础，更好地将胶原用于软骨修复。