目的：探讨兔纤维环沿径向不同区域的细胞形态、生化组成、基因表达及生物力学等方面的差异性。方法：获取6月龄新西兰白兔的椎间盘纤维环组织，将其沿径向分为内、中、外三个区，经胶原酶消化分离出各区纤维环原代细胞，比较各区细胞形态学差异，检测各区细胞的增殖情况，定量分析各区细胞I型胶原（Collagen-I）、II型胶原（Collagen-II）和聚集蛋白聚糖（Aggrecan）的基因表达，通过H&E、番红O-固绿染色、及Collagen-I和Collagen-II免疫组化染色考察各区组织中胶原和蛋白聚糖（PG）的分布，定量检测各区组织中DNA、糖胺聚糖（GAG）、羟脯氨酸（HYP）、Collagen-I和Collagen-II的含量，利用细胞牵引力显微术（Cell tractionforce microscope, CTFM）测定各区细胞的牵引力，通过纳米压痕和拉伸测试分别从微观和宏观方面测定各区组织的压应力和拉应力。结果：分离并培养得到纤维环内、中、外三区细胞，其中内区细胞主要呈圆形或类软骨细胞形态，外区细胞主要呈梭形或类成纤维细胞形态，中区细胞则具有内外区的混合细胞形态；三个区的细胞均具有很好的增殖能力；RT-qPCR检测结果显示内区Collagen-II和Aggrecan表达量最高，外区Collagen-I的表达量最高，而中区的这些基因表达则介于内外区之间；H&E染色发现纤维环组织内大部分分布的是胶原，番红O-固绿染色则显示内区被染成橘红色，表明PG的含量高，而外区被染成蓝绿色，表明主要为胶原纤维；免疫组化染色发现由内、中到外区Collagen-I表达量逐渐增高，而Collagen-II表达量则逐渐减少，这也与酶联免疫吸附剂测定（ELISA）的结果相一致；另外，组织学定量检测发现从内、中到外区DNA和HYP的含量逐渐增高，而GAG的含量逐渐递减；CTFM检测发现内区细胞牵引力最大，而外区细胞牵引力最小，中区细胞牵引力介于内外区之间；微观纳米压痕和宏观拉伸测试结果均显示由内、中到外区纤维环组织弹性模量呈递增趋势。结论：椎间盘纤维环在径向内、中、外区域其细胞类型、基质生化组成、基因表达和生物力学特性方面都存在明显的差异。目的：从兔纤维环中分离和鉴定纤维环组织特异性干细胞。方法：获取6周龄新西兰白兔的纤维环组织，经胶原酶消化后得到纤维环源细胞，培养至细胞集落相互接触后进行传代；测定细胞克隆集落形成率及最佳初始接种密度，并观察结晶紫染色的细胞集落和细胞形态，接着使用最佳初始接种密度完成后续干细胞鉴定实验。首先检测纤维环源集落形成细胞（Annulusfibrosus derived colony forming cells，AFDCFCs）的自我更新及增殖能力，RT-PCR和细胞免疫荧光检测典型间充质干细胞表面标志物的表达，并进一步鉴定AFDCFCs成骨、成软骨和成脂诱导分化潜能，最后检测AFDCFCs在不同弹性模量聚丙烯酰胺凝胶（PAG）上培养后的细胞形态、增殖情况、生化组成、基因表达和细胞力学测试。结果：兔纤维环源细胞在培养3-4天后形成细胞克隆集落，当初始接种密度为200cells/cm2时达到最佳的细胞集落形成率，约3.4%。MTT检测显示AFDCFCs具有强大的自我更新和增殖能力。基因检测发现干细胞表面标志物CD29、CD44和CD166为阳性表达，而CD4, CD8和CD14为阴性表达，进一步细胞免疫荧光显示Oct-4,Nucelostemin（NS）和SSEA-4的干细胞标志物表达为阳性。AFDCFCs经诱导培养后能向成骨、成软骨和成脂方向分化，分别经Alizarin Red S、Safranin O和Oil Red O染色后呈阳性，而各自相对应的基因表达，如成骨细胞的Runx-2和Collagen-I基因、软骨细胞的Sox-9和Collagen-II基因、脂肪细胞的PPAR-γ和LPL基因，均呈阳性表达。AFDCFCs在不同弹性模量PAG上培养后，细胞形态观察显示第1、4、7和14天在最软的凝胶基材上细胞较小多呈圆形，而在最硬的凝胶基材上细胞较大呈多边形或长梭形，中等硬度凝胶基材上生长的细胞多呈椭圆形或短梭形；CCK-8检测显示在各组凝胶上培养的细胞均能增殖；RT-qPCR定量检测结果发现Collagen-I表达量随着凝胶的弹性模量增大而逐渐增高，然而，Collagen-II和Aggrecan的表达量则逐渐减少；ELISA定量检测结果均发现Collagen-I含量随着凝胶的弹性模量增大而逐渐增高，然而，Collagen-II和GAG含量则逐渐减少；CTFM检测发现在越硬的凝胶上细胞牵引力越小，相反，培养在越软的凝胶上牵引力越大。结论：成功分离和鉴定了兔AFDCFCs，这些细胞表现出具有集落形成能力、可自我更新、表达间充质干细胞标志物、具有多向分化潜能等特性，与间充质干细胞的典型特征一致，另外，其分化具有基材弹性模量依赖性，据此将这类细胞定义为纤维环干细胞（Annulus fibrosus stem cells， AFSCs）。目的：制备具有不同弹性模量聚氨酯静电纺丝纤维支架。方法：首先选择四组化学成分相似而弹性模量不同的聚氨酯材料，通过拉伸测试和纳米压痕测试来明确四组聚氨酯材料的弹性模量；然后将聚氨酯溶于六氟异丙醇中，配置成一定浓度的溶液，抽取2ml的聚氨酯溶液置于微量注射泵上，接通高压直流电源，在15KV的高压电场中以0.8ml/h的速度喷射出纤维纺丝；使用扫描电子显微镜（SEM）观察静电纺丝纤维支架的微观结构，并将需要做细胞培养的静电纺丝纤维支架放入24孔板中，灭菌，分别用DMEM-LG培养液和含10%FBS的DMEM-LG培养液浸泡，待用。结果：通过拉伸测试和纳米压痕测试得到四组聚氨酯材料的弹性模量值，其中拉伸测试所获得的弹性模量分别为：2.5±0.4，5.1±0.4，6.8±0.5，13.4±0.7MPa；获得四组聚氨酯静电纺丝纤维支架；SEM观察发现四组弹性模量的聚氨酯静电纺丝纤维粗细及孔隙均匀一致，单根纤维直径约1-2μm。结论：成功制备出四组具有不同弹性模量聚氨酯静电纺丝纤维支架。目的：考察兔纤维环干细胞在不同弹性模量聚氨酯静电纺丝纤维支架上分化后的细胞形态、生化组成、基因表达和细胞力学状况，并与实际纤维环径向各区域对应的趋势比较。方法：将兔纤维环干细胞培养于四组不同弹性模量的聚氨酯静电纺丝纤维支架上，分别在第1、4、7、14天行免疫荧光染色观察细胞形态，检测各组细胞的增殖情况，RT-qPCR定量分析各组细胞的I型胶原（Collagen-I）、II型胶原（Collagen-II）和聚集蛋白聚糖（Aggrecan）的基因表达，定量检测各组细胞的DNA、糖胺聚糖（GAG）、Collagen-I、Collagen-II的含量，利用细胞牵引力显微术（CTFM）测定各组细胞牵引力（CTF）的大小。结果：兔纤维环干细胞在不同弹性模量的聚氨酯静电纺丝纤维支架上培养后，FITC-Phalloidin和DAPI染色显示第1、4、7和14天各组细胞形态不受到基材的弹性模量影响，呈多边形或不规则形；CCK-8检测显示在各组支架上培养的纤维环干细胞均能增殖；RT-qPCR定量检测结果发现Collagen-I表达量随着纤维支架的弹性模量增大而逐渐增高，然而，Collagen-II和Aggrecan的表达量则逐渐减少；ELISA定量检测结果均发现Collagen-I含量随着纤维支架的弹性模量增大而逐渐增高，然而，Collagen-II和GAG含量则逐渐减少；CTFM检测发现纤维环干细胞培养在越硬的纤维支架上CTF越小，相反，培养在越软的纤维支架上CTF越大。结论：兔纤维环干细胞培养在不同弹性模量聚氨酯静电纺丝纤维支架上后，细胞的基质组成、基因表达和细胞力学方面受到基材弹性模量的调控，并有着向纤维环径向各区域组织中所特有的细胞类型分化的趋势。