髓核组织（nucleus pulposus,NP）退变是导致椎间盘退变的主要因素。退变的NP内,胞外基质（extracellular matrix,ECM）合成能力下降,NP细胞发生凋亡和衰老,最终导致NP的结构和功能丧失。赖氨酰氧化酶（Lysyl oxidase,LOX）可以通过催化ECM中胶原蛋白和弹性蛋白共价结合来帮助ECM维持其稳定性和强度。研究发现,LOX可以促进软骨细胞ECM合成,对骨关节软骨的退变起到治疗作用。但是LOX对退变NP的作用目前还有待考证。因此,本文的研究目的是探究LOX对退变NP的作用及其调控机制。主要研究内容和结果如下:（1）LOX对NP细胞的抗凋亡作用及机制研究体外构建TNF-α诱导大鼠NP细胞凋亡模型,检测LOX对TNF-α诱导的NP细胞活力、凋亡和ECM合成的作用,并探索相关的分子机制。我们的结果显示,TNF-α诱导的NP细胞中LOX表达显著性下调;加入外源LOX显著性上调NP细胞的活力,ECM的合成;显著性下调NP细胞的凋亡。体内外研究结果表明,LOX通过显著性下调Fas/Fas L信号通路,同时LOX还可以转运至NP细胞核中,显著性下调p53的磷酸化来抑制NP细胞凋亡。（2）LOX对NP细胞的抗衰老作用及机制研究体外构建诱导NP细胞衰老的力学模型,通过课题组前期制作的硬度可控聚乙烯醇（polyvinyl alcohol,PVA）水凝胶来模拟正常（5 k Pa）和严重退变（20 k Pa）NP的基质硬度。原代大鼠NP细胞培养在不同基质硬度水凝胶上,检测LOX对NP细胞增殖能力、SA-β-Gal染色、细胞周期、端粒酶活性、NP细胞表面标志分子、杨氏模量和细胞骨架排布,并探索相关的机制。结果显示,NP细胞在硬基质上的增殖能力、端粒酶活性和NP细胞表面标志表达显著性下调。大部分NP细胞停留在G1期,SA-β-Gal阳性染色细胞比例显著性上调。NP细胞杨氏模量显著性上调,NP细胞形貌呈长梭形且生出大量板状伪足。加入外源LOX后NP细胞增殖能力、端粒酶活性和NP细胞表面标志分子的表达显著性上调。LOX促进了NP细胞由G1期向S期过渡,SA-β-Gal阳性染色细胞比例显著性下调。NP细胞杨氏模量显著性下调,NP细胞形貌呈多边形且生出丝状伪足。机制研究结果显示,LOX可以通过促进ECM分泌改善胞外的基质微环境,使得NP细胞整合素integrin-β1显著性上调,进而导致细胞周期素依赖性激酶（CDKs）cyclin D1显著性上调,促进NP细胞由G1期向S期过渡。（3）LOX对NP的抗退变作用基于上面两个部分的结果,本部分考察体内LOX对NP退变的作用。使用聚乳酸-羟基乙酸（poly（lactic-co-glycolicacid）,PLGA）纳米颗粒包裹LOX的琼脂糖水凝胶（PLGA-LOX-Agarose,PLA）制作LOX的缓释材料,未添加LOX的PLGA纳米颗粒琼脂糖水凝胶作为对照组（PLGA-Agarose,PA）。材料的表征结果表明,PLGA纳米颗粒的粒径在100-200nm之间,LOX的包封率和载药率分别为82.59%和1.02%。PLA在PBS中的累积释放曲线结果显示,在第30天时累计释放率达到87.93%。体外三维培养NP细胞,与PA组相比,PLA可以使NP细胞凋亡显著性下调,在长期培养下（42天）,PLGA水凝胶中NP细胞表面分子标志物CD24和brachyury可以稳定表达,ECM组分蛋白聚糖和二型胶原的沉积也比PA组显著性上调。将体外培养14天的PA和PLA水凝胶分别植入大鼠退变腰椎间盘中,4周之后染色结果显示,与对照组和PA组相比,PLA组可以部分恢复NP的结构,起到了抗退变的作用。PLA可以更好地维持NP细胞表面标志分子CD24和brachyury的表达。此外,PLA还能促进NP蛋白聚糖和二型胶原的沉积。综上所述,本文的研究结果表明,LOX可以通过显著性下调Fas/Fas L和p53磷酸化来抑制TNF-α诱导的NP凋亡,促进NP细胞ECM合成。此外,LOX可以通过上调integrin-β1-cyclin D1来延缓基质硬度诱导的NP细胞衰老,促进NP细胞ECM合成。体内结果显示,LOX能够对NP起到抗退变的作用。本文的研究结果有助于更进一步了解LOX在细胞生理功能上的调控作用,同时也为以后LOX在临床椎间盘退变的治疗提供了理论依据和实验基础。