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目的:通过软骨细胞体外研究及基因敲除小鼠的体内研究探索Ihh在腰椎软骨终板退变及异常钙化中的作用及其机制。方法:第一部分Ihh对体外培养软骨细胞异常钙化退变的作用及机制研究1.获取C57小鼠肋软骨细胞,通过番红O固绿染色、HE染色及免疫组化检测Ⅱ型胶原的表达来鉴定软骨细胞。2.通过RT-PCR分别检测ihh高表达组、ihh信号通路抑制组和空白对照组中的COLII、COLX、Runx2、OCN、ALP、AGG、ANKH、ENPP1等因子的mRNA表达差异。3.利用流式细胞仪分别检测抑制ihh和高表达ihh后对软骨细胞凋亡的影响。第二部分Ihh条件性基因敲除小鼠腰椎软骨终板异常钙化退变的分析研究1.利用ihhfUfl/fl;rosa和prxl-cre;ihhfl/-;rosa基因小鼠繁育出ihh-/-基因敲除小鼠并将其作为实验组,将ihhfl/f1基因小鼠作为对照组,观察各组基因小鼠大体形态;X线观察小鼠脊柱椎体高度的变化。2.micro-CT扫描各组基因小鼠的腰1-2椎间盘,观察结构模型指数、骨小梁数目、骨小梁厚度、骨小梁分离度等指标的变化。3.利用RT-PCR分别检测各组基因小鼠腰椎终板软骨中COLII、COLX、Runx2、OCN、ALP、AGG、ANKH、ENPP1等因子的mRNA表达差异。结果:第一部分Ihh对体外培养软骨细胞异常钙化退变的作用及机制研究1.Ihh高表达组与空白对照组相比ALP、OCN、Runx2、COLX表达增加,ANKH、AGG、COLⅡ、ENPP1表达降低,差异有统计学意义(P<0.05),ihh信号通路抑制组与空白对照组相比ANKH、ENPP1、COLⅡ、AGG表达增加,COLX、Runx2、OCN、ALP表达降低,差异有统计学意义(P<0.05)2.空白对照组凋亡率为9.85±0.39,ihh高表达组凋亡率为8.34±0.22,ihh信号通路抑制组凋亡率为14.48±1.23。ihh信号通路抑制组凋亡率高于对照组并有统计学意义,ihh高表达组凋亡率低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。第二部分Ihh条件性基因敲除小鼠腰椎软骨终板异常钙化退变的分析研究1.ihh基因敲除小鼠的整体形态及腰椎椎体的长度均短于同龄的ihhfl/fl基因小鼠。2.ihh基因敲除小鼠的骨小梁数目高于对照组,结构模型指数及骨小梁分离度低于对照组,骨小梁厚度无明显差别。3.实验组与对照组相比ANKH、ENPP1、COLⅡ、AGG表达增加,COLX、Runx2、OCN、ALP表达降低,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:Ihh可以通过上调COLX、Runx2、OCN及ALP基因的表达,抑制ANKH、ENPP1、AGG及COL Ⅱ基因的表达来促进软骨终板的异常钙化和退变。