背景椎间盘退变是腰痛的主要病因,据统计在人群中有较高患病率,严重情况下会导致残疾,给患者带来沉重的社会经济负担。椎间盘是人体最大的无血管组织,由髓核,纤维环和软骨终板组成。椎间盘内氧浓度范围为(1%O_2-5%O₂),在椎间盘退变后可能使得氧浓度范围变得更低。干细胞存在于退变的髓核内,仍具有再生、分化能力等。然而在椎间盘退变的过程中内源性髓核间充质干细胞（nucleus pulposusmesenchymal stem cells,NPMSCs）为何保存“静默”状态,不向类髓核细胞分化修复退变组织,仍需深入研究。目的分离培养髓核来源的间充质干细胞,比较不同氧浓度下细胞的生物学特性（形态、干性、增殖能力、线粒体等相关基因的表达）,探索氧浓度对椎间盘退变机制的影响。方法用胶原酶消化法从腰椎骨折（外伤性）及先天性脊柱侧凸矫形患者手术摘除的4个腰椎间盘（Pfirrmann椎间盘退变分级为Ⅰ级或Ⅱ级）髓核组织中分离细胞,体外培养,传代,观察记录细胞形态。取P3代细胞,用流式细胞仪对分离得到的细胞表面抗原CD90、CD73、CD105、CD44和CD31、CD34、CD45的表达情况进行检测;用成骨、成脂A、成脂B、成软骨培养液诱导培养细胞,分别在21d、28d、21d用茜素红、油红O、甲苯胺蓝对细胞进行染色,观察其成骨、成脂、成软骨能力。基于国际干细胞治疗协会（ISCT）有关间充质干细胞（MSCs）的判定标准,对本实验得到的细胞进行综合评估鉴定。在三气培养箱的低氧条件（2%O₂、5%CO₂、37°C）,常规细胞培养箱的常氧条件（20%O₂、5%CO₂、37°C）下培养P3代细胞。通过细胞计数计算各时间点（1d、2d、3d、4d、5d、6d、7d、8d）细胞的数量,比较不同氧浓度的生长曲线。使用Architect c8000自动生化检测仪检测各时间点（1d、2d、3d、4d、5d）培养基的PH值、渗透压。实时荧光定量（qRT-PCR）检测不同氧浓度培养下细胞的干性基因POU5F1（OCT4）、NANOG、SOX2及扩增基因CCND1（CyclinD1）、MYC（c-Myc）、低氧诱导基因EPAS1（HIF1α）、能量基因ATP5A1、线粒体相关基因COX4I1、TFAM、MT-CO_1、MT-CO₂的mRNA表达情况。结果髓核来源的间充质干细胞呈典型的单层贴壁生长,纺锤样。P3代细胞免疫表型鉴定显示MSCs表面分子标记高表达CD90（80.4%）、CD73（99.9%）、CD105（99.8%）、CD44（95.9%）,低表达CD31（5.3%）、CD34（4.4%）、CD45（6.8%）。茜素红、油红O染色、甲苯胺蓝染色证实可向骨细胞、脂肪细胞、软骨细胞分化。根据ISCT有关MSCs的判定标准,分离培养的细胞即NPMSCs。低氧环境下细胞形态更小,形态更接近原始间充质干细胞。细胞增殖更快,有统计学意义（P<0.05）,低氧时倍增期为31.22±1.98 h,常氧时倍增期为39.56±2.02 h。不同氧浓度各时间点培养基的PH值、渗透压差异无统计学意义（P>0.05）,且皆处于适于细胞生成的范围。低氧培养细胞干性基因POU5F1（OCT4）、NANOG、SOX2较常氧培养显著升高（P<0.05）;扩增基因CCND1（CyclinD1）、MYC（c-Myc）较常氧显著升高（P<0.05）;低氧诱导因子HIF1α相关基因EPAS1显著升高（P<0.05）;核编码的能量基因ATP5A1（三磷酸腺苷合成酶）低氧时显著升高（P<0.05）;核编码的与线粒体合成等功能有关基因COX4I1（细胞色素c氧化酶IV亚基1型同工酶）、TFAM（线粒体转录因子A）低氧时明显降低（P<0.05）;线粒体编码的与自身生成、合成功能相关基因MT-CO₁（线粒体编码细胞色素c氧化酶I）、MT-CO₂（线粒体编码细胞色素c氧化酶II）低氧时明显降低（P<0.05）。结论低氧环境下人NPMSCs的形态更小、扩增能力更强、PH值、渗透压无明显影响,但促进干性、扩增、低氧诱导基因及合成能量基因的表达,抑制线粒体合成功能相关基因的表达。