特发性脊柱侧凸的表观遗传学研究

特发性脊柱侧凸（Idiopathic Scoliosis，IS）是一种病因复杂的多基因遗传性疾病，受环境等危险因子修饰。既往的病因学研究重点在基因序列改变所致基因表达水平变化，如基因突变、基因多态性等，虽然已筛查出一些易感因素标志物，但还很难真正解释特发性脊柱侧凸的发生发展机制。表观遗传学( epigenetics）是研究基因序列不发生变化的情况下生物的表型发生可遗传改变的一门学科，已在多项领域开展研究并取得取得一定突破。研究提示特发性脊柱侧凸具备表观遗传学特征，但目前国内外尚未开展特发性脊柱侧凸的表观遗传学研究。本研究拟采用表观遗传学策略进行特发性脊柱侧凸发病及转归机制的探索性研究，寻找与特发性脊柱侧凸发病及转归相关的表观遗传修饰及环境因素，并进一步分析"环境-表观遗传（DNA甲基化）-IS发病"的关系，为IS的预防、早期诊断和早期治疗提供依据。

特发性脊柱侧凸是一种病因复杂的多基因遗传疾病，既往病因学研究虽已筛查出一些易感因素标志物，但还很难解释特发性脊柱侧凸的发生发展机制。表观遗传学是研究基因序列不发生变化情况下生物表型发生可遗传改变的一门学科，但目前国内外尚未开展特发性脊柱侧凸的表观遗传学研究。本研究采用表观遗传学策略进行特发性脊柱侧凸DNA甲基化研究，寻找与特发性脊柱侧凸发病及转归相关的表观遗传修饰及环境因素，分析"环境-DNA 甲基化-IS 发病"的关系，覆盖科学家研究发现的一些其它重点区域，如：CpG island以外的CpG位点、在人类干细胞中观察到的非CpG岛甲基化位点、多种肿瘤样品与正常样品间有差异的甲基化位点、miRNA启动子区域等。长链非编码RNA方面，选取2013年北京协和医院的20例 AIS患者和20例正常对照。利用 Agilent human lncRNA+mRNA Array V3.0微阵列芯片检测4例 AIS患者和4例年龄匹配的正常对照的lncRNAs和mRNAs表达，并进行GO、Pathway分析，构建lncRNAs和mRNAs共表达网络。发现AIS患者中差异表达lncRNAs有139条，差异表达的mRNAs 546条。差异表达mRNAs产物主要参与蛋白结合、调节转录、RNA剪切等。差异表达的mRNAs主要参与细胞黏附分子、Wnt通路、Toll样受体通路。7条lncRNAs可能通过调节mRNAs的表达参与了AIS的发病。此外，本研究对从AIS外周血中挑选的lncRNA在椎旁肌中的表达水平进行分析。收集AIS患者（21例）及对照组（4例）的椎旁肌肉。发现在AIS患者中5条在外周血中存在差异性表达且在功能上与肌肉、骨骼相关的lncRNA表达水平较对照组均有不同程度降低；在病例组及对照组自身椎旁肌的左、右侧对比中，表达水平无明显差异；在对AIS患者组通过月经初潮年龄、Risser征、Cobb角分组后，发现ENST00000440778.1及TCONS_00028768在月经较早组椎旁肌表达水平较低,ENST00000602322.1在骨骼发育程度较高组中的表达水平低。HIT000067310在Cobb角<47°的患者中表达水平较低。本研究揭示了IS疾病中lncRNAs表达轮廓，对进一步研究和探讨其发病机制具有重要意义。对于将来发掘IS患者的特异性诊断和预后标记具有重要的指导意义。