In Brief Study Design. A cross-sectional population study of magnetic resonance imaging (MRI) changes. Objective. To examine the pattern and prevalence of lumbar spine MRI changes within a southern Chinese population and their relationship with back pain. Summary of Background Data. Previous studies on MRI changes and back pain have used populations of asymptomatic individuals or patients presenting with back pain and sciatica. Thus, the prevalence and pattern of intervertebral disc degeneration within the population is not known. Methods. Lumbar spine MRIs were obtained in 1043 volunteers between 18 to 55 years of age. MRI changes including disc degeneration, herniation, anular tears (HIZ), and Schmorl’s nodes were noted by 2 independent observers. Differences were settled by consensus. Disc degeneration was graded using Schneiderman’s classification, and a total score (DDD score) was calculated by the summation of the Schneiderman’s score for each lumbar level. A K-mean clustering program was used to group individuals into different patterns of degeneration. Results. Forty percent of individuals under 30 years of age had lumbar intervertebral disc degeneration (LDD), the prevalence of LDD increasing progressively to over 90% by 50 to 55 years of age. There was a positive correlation between the DDD score and low back pain. L5–S1 and L4–L5 were the most commonly affected levels. Apart from the usual patterns of degeneration, some uncommon patternsof degeneration were identified, comprising of subjects with skip level lesions (intervening normal levels) and isolated upper or mid lumbar degeneration. Conclusion. LDD is common, and its incidence increases with age. In a population setting, there is a significant association of LDD on MRI with back pain. This large scale population study of magnetic resonance imaging changes of the lumbar spine between the ages of 18 and 55 years showed that lumbar intervertebral disc degeneration was found to be common and age dependent. Magnetic resonance imaging changes of degeneration are associated with low back pain. Some unusual patterns of degeneration were identified.

Two lines of evidence suggest that the Sry-related gene Sox9 is important for chondrogenesis in mammalian embryos. Sox9 mRNA is expressed in chondrogenic condensations in mice, and mutations in human SOX9 are known to cause skeletal dysplasia. We show here that mouse SOX9 protein is able to bind to a SOX/SRY consensus motif in DNA and contains a modular transcriptional activation domain, consistent with a role for SOX9 as a transcription factor acting on genes involved in cartilage development. One such gene is Col2a1, which encodes type II collagen, the major structural component of cartilage. We have compared, in detail, the expression of Sox9 and Col2a1 during mouse development. In chondrogenic tissues the expression profiles of the two genes were remarkably similar. Coexpression was detected in some nonchondrogenic tissues such as the notochord, otic vesicle, and neural tube, but others such as heart and lung differed in their expression of the two genes. Immunohistochemistry using an antibody specific for SOX9 revealed that expression of SOX9 protein mirrored the distribution of Sox9 mRNA. Our results suggest that SOX9 protein is involved in the regulation of Col2a1 during chondrogenesis, but that this regulation is likely to depend on additional cofactors.

According to current dogma, chondrocytes and osteoblasts are considered independent lineages derived from a common osteochondroprogenitor. In endochondral bone formation, chondrocytes undergo a series of differentiation steps to form the growth plate, and it generally is accepted that death is the ultimate fate of terminally differentiated hypertrophic chondrocytes (HCs). Osteoblasts, accompanying vascular invasion, lay down endochondral bone to replace cartilage. However, whether an HC can become an osteoblast and contribute to the full osteogenic lineage has been the subject of a century-long debate. Here we use a cell-specific tamoxifen-inducible genetic recombination approach to track the fate of murine HCs and show that they can survive the cartilage-to-bone transition and become osteogenic cells in fetal and postnatal endochondral bones and persist into adulthood. This discovery of a chondrocyte-to-osteoblast lineage continuum revises concepts of the ontogeny of osteoblasts, with implications for the control of bone homeostasis and the interpretation of the underlying pathological bases of bone disorders.

Identifying mutations that cause specific osteochondrodysplasias will provide novel insights into the function of genes that are essential for skeletal morphogenesis. We report here that an autosomal dominant form of Stickler syndrome, characterized by mild spondyloepiphyseal dysplasia, osteoarthritis, and sensorineural hearing loss, but no eye involvement, is caused by a splice donor site mutation resulting in "in-frame" exon skipping within the COL11A2 gene, encoding the alpha 2(XI) chain of the quantitatively minor fibrillar collagen XI. We also show that an autosomal recessive disorder with similar, but more severe, characteristics is linked to the COL11A2 locus and is caused by a glycine to arginine substitution in alpha 2(XI) collagen. The results suggest that mutations in collagen XI genes are associated with a spectrum of abnormalities in human skeletal development and support the conclusion of others, based on studies of murine chondrodysplasia, that collagen XI is essential for skeletal morphogenesis.

Despite the high prevalence of intervertebral disc disease, little is known about changes in intervertebral disc cells and their regenerative potential with ageing and intervertebral disc degeneration. Here we identify populations of progenitor cells that are Tie2 positive (Tie2+) and disialoganglioside 2 positive (GD2+), in the nucleus pulposus from mice and humans. These cells form spheroid colonies that express type II collagen and aggrecan. They are clonally multipotent and differentiated into mesenchymal lineages and induced reorganization of nucleus pulposus tissue when transplanted into non-obese diabetic/severe combined immunodeficient mice. The frequency of Tie2+ cells in tissues from patients decreases markedly with age and degeneration of the intervertebral disc, suggesting exhaustion of their capacity for regeneration. However, progenitor cells (Tie2+GD2+) can be induced from their precursor cells (Tie2+GD2−) under simple culture conditions. Moreover, angiopoietin-1, a ligand of Tie2, is crucial for the survival of nucleus pulposus cells. Our results offer insights for regenerative therapy and a new diagnostic standard. Back pain and sciatica are often caused by intervertebral disc degeneration. Sakai and colleagues identify a subset of nucleus pulposus progenitor cells from the intervertebral disc and show that loss of these progenitor cells correlates with ageing and intervertebral disc degeneration.

Scott and colleagues show that expression of the transcription factor Sox9 is closely correlated with the transition from neuroepithelial cell to neural stem cell (NSC) during embryogenesis. Expression of Sox9 in early neuroepithelium elicited premature generation of NSCs. In the adult brain, Sox9 was necessary for the maintenance of NSCs and ependymal cells. Neural stem cells (NSCs) are uncommitted cells of the CNS defined by their multipotentiality and ability to self renew. We found these cells to not be present in substantial numbers in the CNS until after embryonic day (E) 10.5 in mouse and E5 in chick. This coincides with the induction of SOX9 in neural cells. Gain- and loss-of-function studies indicated that SOX9 was essential for multipotent NSC formation. Moreover, Sonic Hedgehog was able to stimulate precocious generation of NSCs by inducing Sox9 expression. SOX9 was also necessary for the maintenance of multipotent NSCs, as shown by in vivo fate mapping experiments in the adult subependymal zone and olfactory bulbs. In addition, loss of SOX9 led ependymal cells to adopt a neuroblast identity. These data identify a functional link between extrinsic and intrinsic mechanisms of NSCs specification and maintenance, and establish a central role for SOX9 in the process.