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目的:探明人黄韧带骨化(ossification of ligament flavum,OLF)的SUMO(small ubiquitin-like modifier)化修饰情况;通过诱导BMSCs(bone marrow stromal cells)成骨分化,建立OLF成纤维细胞骨化模型,弄清楚BMSCs被诱导成骨分化后SUMO表达情况及细胞分化情况,研究SUMO1对BMSCs成骨分化的影响;通过施加缺氧应激,获知SUMO1表达改变时,被诱导成骨分化后的BMSCs缺氧应激能力改变情况。方法:通过临床手术获取OLF患者及黄韧带正常的脊柱疾患患者黄韧带组织,采用Ⅰ型胶原酶消化法和组织块培养法二者结合方法分离培养出其中成纤维细胞,观察细胞形态;使用Western Blot方法检测OLF成纤维细胞的SUMO表达及SUMO化修饰情况;通过分离和培养小鼠股骨骨髓内BMSCs,使用骨化诱导试剂盒诱导其骨化,建立OLF细胞模型,检测骨化标记物ALP(alkaline phosphatase)、COL-I(collagen1)、OCN(osteocalcin)、Runx2(runt-related transcription factor 2)表达情况,分析成骨分化效果,进行细胞免疫荧光检测,研究诱导成骨分化前后SUMO1、SUMO2/3在细胞内表达和定位情况,同时使用Western Blot方法检测研究其成骨分化过程中SUMO表达情况;通过慢病毒转染,上调和下调SUMO1的表达水平,研究SUMO1对BMSCs成骨分化的影响;通过对被诱导成骨方向分化后的BMSCs施加缺氧应激,使用TUNEL法观察细胞凋亡情况,获知SUMO1表达水平改变时,被诱导成骨分化后的BMSCs缺氧应激能力改变情况。结果:1.选择OLF骨化韧带边缘交界部位组织,采用Ⅰ型胶原酶消化法和组织块培养法二者结合方法,顺利分离培养出OLF黄韧带成纤维细胞。2.Western Blot检测SUMO1蛋白的表达情况发现OLF来源成纤维细胞中结合的SUMO1蛋白低于正常组织来源成纤维细胞,SUMO1化修饰水平下调。3.选用BMSCs作为推测OLF发病的基础细胞模型,经诱导其成骨分化,BMSCs中骨化标记物ALP、COL-I、OCN、Runx2表达水平明显升高,诱导有效。4.进行细胞免疫荧光检测发现,在骨化诱导BMSCs前SUMO1的表达以细胞核为主,SUMO2/3表达在细胞核和细胞质中均存在。在骨化诱导BMSCs后,细胞核中SUMO1表达明显减弱,细胞质和细胞核中SUMO2/3表达明显减弱。5.BMSCs被诱导成骨方向分化时,结合的SUMO1在诱导BMSCs成骨分化后逐渐线性表达下降,而结合的SUMO2/3在诱导BMSCs细胞骨化后一过性高表达后保持表达水平不变。6.增强SUMO1表达可降低ALP表达,抑制诱导后BMSCs成骨分化,抑制SUMO1表达可提高ALP表达,促进诱导后BMSCs成骨分化。7.模仿OLF成纤维细胞骨化过程中缺氧应激发现,增强表达SUMO1可降低BMSCs成骨分化过程中凋亡率,提高细胞缺氧应激能力,低表达SUMO1可增高BMSCs成骨分化过程中凋亡率,降低细胞的缺氧应激能力。结论:1.采用Ⅰ型胶原酶消化法和组织块培养法二者结合方法,更加有利于组织块内部细胞迁出,可提高分离、培养黄韧带成纤维细胞的成功率。2.OLF成纤维细胞SUMO1化修饰水平下调。3.小鼠BMSCs可被诱导成骨分化的性能良好,可选用BMSCs作为推测OLF发病的基础细胞模型。4.结合的SUMO1蛋白在诱导BMSCs成骨分化过程中表达水平下降,主要在细胞核中发生作用。5.增强SUMO1表达可以抑制骨化诱导BMSCs后BMSCs发生成骨分化。推测人为增强OLF成纤维细胞SUMO1表达可能同样也会上调SUMO1化修饰,抑制其成骨分化。6.SUMO1上调表达参与BMSCs成骨分化后的缺氧应激,减少细胞凋亡。因此推测在OLF发病起始阶段,人为增强OLF成纤维细胞SUMO1表达,可以加强成纤维细胞应对缺氧应激,减少细胞凋亡,通过SUMO1基因转染后的干细胞移植,可能可以作为一种治疗OLF发病的潜在方式。