青少年特发性脊柱侧凸发病机制中非编码RNA的相关研究

Adolescent idiopathic scoliosis has been accepted as a multifactorial disease with genetic predisposing factors. Available studies are focusing on the changes of genes and abnormal genetic hormone level. Several genes and hormones have been found to be associated with the disease, but the unambiguous effect and relationship of abnormal genes and hormones in pathogenesis of idiopathic scoliosis has not been verified. Recently, non-coding RNA (ncRNA) has been found to be key players in many aspects including replication, translation, RNA metabolism and modification, and protein transportation. Studies indicated that idiopathic scoliosis is characteristic of epigenetic inheritance. However, there is no epigenetic study related to ncRNA in pathogenesis of AIS both home and abroad. We plan to high-throughput sequence ncRNA in AIS and certify significant expression by real-time PCR, explore specific ncRNA related to pathogenesis and development of AIS and further analyze the role of ncRNA in epigenetics and pathogenesis of AIS, aiming at earlier diagnosis and treatment of AIS.

青少年特发性脊柱侧凸（Adolescent Idiopathic Scoliosis，AIS）是一种病因复杂的多基因遗传性疾病。既往的病因学研究重点在于基因序列改变所致激素水平变化，虽然已筛查出一些基因位点和激素，但还未明确基因与激素水平的相关性，以及二者在特发性脊柱侧凸的发生发展中的作用。非编码RNA（non-coding RNA）在许多生命过程中如染色体复制和转录、RNA加工与修饰以及蛋白质的转运等都发挥着重要作用。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ncRNA的表观遗传研究。本研究拟采用高通量测序和实时定量PCR等技术进行特发性脊柱侧凸发病机制中ncRNA的探索性研究，寻找与特发性脊柱侧凸发病及发展相关的ncRNA，并进一步分析"ncRNA-表观-AIS发病"的关系，为AIS的早期诊断和早期干预提供依据

背景：长链非编码 RNA（lncRNAs）是真核细胞中一类长度超过 200核苷酸的非编码 RNA分子，其在青少年特发性脊柱侧凸（AIS）的表达情况尚不清楚。.目的：分析AIS患者外周血中lncRNAs在AIS发病中的可能作用；分析AIS患者椎旁肌lncRNAs在AIS发病中的可能作用；分析骨髓间充质干细胞在成骨及成软骨分化过程中LncRNAs表达的差异并分析其作用。.方法：芯片检测AIS患者和正常对照组的lncRNAs和mRNAs表达，进行GO、Pathway分析，预测lncRNAs的可能调控靶点；收集AIS患者及对照组的椎旁肌肉，对所筛选出来的IncRNA进行qPCR检测其在椎旁肌中表达水平；对人骨髓间充质干细胞进行培养，分别进行成骨及成软骨诱导分化，利用芯片技术对各组之间差异表达的lncRNAs和mRNAs进行筛选，进行Gene Ontology、Pathway分析、CNC网络图等生物信息学分析，筛选与定向分化有关的IncRNAs，并检测其定向分化过程中的动态表达情况。.结果与科学意义：AIS患者中差异表达的 lncRNAs有139条，靶基因预测发现7条lncRNAs可能通过调节mRNAs的表达参与了AIS的发病；4条LncRNAs在AIS患者椎旁肌中的表达水平降低，在AIS自身椎旁肌凹凸侧的表达水平不存在差异性，在AIS不同的临床表现人群中IncRNA在椎旁肌中的表达水平存在差异性；成骨分化组与未分化组间、成软骨分化组与未分化组间均有有多条LncRNAs差异表达，通过GO、Pathway分析及CNC网络图构建，对相关的incRNAs进行了分析及生物学功能的预测。分别对IncRNA-H19和uc022axw.1在成骨分化过程中以及IncRNA-ZBED3-ASl和CTA-941F9.9在成软骨分化过程中的动态表达情况进行了观察，提示其可能参与MSCs的定向分化过程。