脊柱骨骺发育不良伴进行性假性关节炎高危人群WISP3基因突变筛查及突变功能研究

脊柱-骨骺发育不良伴进行性假性关节炎（PPD）是主要累及关节软骨常染色体隐性遗传病，由WISP3基因突变所致。患者多于3岁后出现关节畸形并进行性加重，最终丧失运动能力，迄今无药物治疗。我们前期研究证实两个PPD家系中分别存在该基因3号外显子G46X与C114Y突变和存在"建立者效应"（Founder effect），高度提示与上述家系有血缘关系的家族成员中存在致病基因携带者。为此，我们于2007-2009年获得39家与上述家系有血缘关系的家系成员559例，拟开展上述两个突变位点筛查，鉴定突变携带者等，开展遗传咨询等干预，切实降低该遗传病的发病率。同时，鉴于迄今WISP3基因突变致软骨病变机制尚未阐明，本项目拟构建WISP3基因突变体，研究转染突变体的C20/A4细胞株其软骨细胞生物学行为变化和突变体对人软骨细胞β-catenin信号通路之影响，为阐明PPD发病机制提供实验依据。

脊柱-骨骺发育不良伴进行性假性关节炎(progressive pseudorheumatoid dysplasia) (PPD)，由Wynne-Davies于1982年首次报道，是Wnt1诱导信号通路蛋白3（WISP3）基因突变导致的常染色体隐性遗传病。病变主要累及关节软骨，致残率高，且目前尚无有效药物治疗。另外，由于PPD患者3岁之前不发病，症状、体征多于3-8岁时出现。因此，在高危人群中早期筛查出尚未发病的患儿和致病基因携带者至关重要。藉此可尽早进行相关骨骼和关节矫形、功能康复等处理，避免致残发生；并对携带者指导婚配、开展遗传咨询，实施产前诊断，阻断该疾病的遗传链，切实降低发病率。由于PPD的确切发病机制尚未明确，制约了可治疗该疾病的相关药物研发。因此，通过对致病基因突变功能验证，观察WISP3基因突变对软骨细胞分化影响，有助于进一步阐明PPD发病机制、发现药物作用靶点，为研发治疗药物奠定基础。研究内容：1. 高危人群致病基因筛查；2. WISP3基因突变功能研究。本研究发现：我们在高危人群中检测出大连家系先证者新出生的弟弟（6个月男婴）存在WISP3（G46X）位点突变，未检测出其他新发患者及致病基因携带者。我们通过构建稳定过表达野生型和突变型（C114Y）WISP3的鼠胚胎间充质干细胞C3H10T1/2细胞株，并诱导C3H10T1/2细胞向软骨细胞分化，显示WISP3-C114Y突变体软骨分化能力较野生型组（WISP3-WT）明显下降，说明C114Y位点突变极大的影响了WISP3在促软骨分化中的作用，导致了软骨功能的退化和成熟度的下降。而SOX9，COL2，Aggrecan和Has-2等软骨标志物的表达情况在分子水平进一步证明WISP3-C114Y突变体软骨细胞的分化能力明显下降，在分子水平上说明了C114Y位点突变对软骨分化进程的影响，为揭示PPD发病机制提供一定实验依据。在部分基金赞助下，我们新确诊两个PPD家系，发现外显子5上两个新突变：p.Glu243AspfsX13（家系1）和p.Cys223Gly/Arg（家系2）；并对家系2先证者进行了人工股骨头置换手术，对其股骨头组织进行MicroCT扫描，观察股骨头局部骨组织微观结构，显示骨小梁稀疏断裂，空间建构破坏，呈现骨质疏松表现，该研究对进一步认识该疾病，了解其复杂发病机制具有重要意义。