强直性脊柱炎( ankylosing spondylitis AS)最终病理变化是在以脊柱为主的中轴关节骨化,导致脊柱的骨性强直。前期实验发现AS患者椎旁纤维母细胞、成骨细胞表达多种成骨因子。利用抑制性消减杂交(suppression subtractive hybridization, SSH )技术比较性的研究AS患者与非AS患者椎旁组织细胞基因表达差异时,克隆到3条AS患者特异性表达基因片段。杂交鉴定显示其中1条仅在AS患者椎旁纤维母细胞中表达,正常组织未见阳性反应。初步断定其为与AS患者椎间骨化诱导相关的表达基因。对该基因的进一步研究有助于从基因水平揭示AS的发病机制,进而为临床治疗寻找新的途径和方法。为此,本项目拟采用RACE、基因测序等方法扩增该基因全长序列,并对其进行结构分析和功能预测,进一步通过基因克隆表达,观察表达产物对纤维母细胞、成骨细胞增殖的影响,探讨新基因的功能。
ankylosing spondylitis;differentially expressed gene;gene cloning;transforming growth factor β;
本研究旨在通过cDNA末端快速补齐技术(RACE)克隆到前期研究发现的差异表达基因片段的基因全长,并探讨其在强直性脊柱炎(AS)骨化过程中的作用。对AS组织的组织病理学检测表明,AS棘上韧带基质破坏、胶原纤维改变、有骨形成趋势;构建AS棘上韧带的5’- RACE ready cDNA文库,采用基于PCR的RACE技术,通过基因特异性巢式引物对S15、S29和S32片段进行克隆,成功获得3条基因的全长序列;进而对其中的S29全长(干扰素调节因子7,IRF-7)、S32全长(转化生长因子-β受体III,TBRIII)以及其它7条基因在AS棘上韧带中的表达进行检测,realtime PCR表明9条基因均在AS棘上韧带中表达显著高于正常对照,进一步的western blot检测也表明其中的6个蛋白,包括IRF-7、TBRIII、转化生长因子β受体I(TBRI)、血管内皮生长因子(VEGF)、基质金属酶3(MMP-3)和骨形成蛋白2(BMP-2),均在AS组织中高表达;IRF-7蛋白原核表达纯化后,其蛋白饲喂对成纤维细胞NIH-3T3的细胞增殖、细胞骨架、矿化均无明显影响,提示其不参与AS病理进程;而在NIH-3T3中过表达TBRIII后,较正常和低表达TBRIII细胞明显促进细胞增殖、膨大和细胞矿化,提示其可能参与了AS病理进程中软组织增生、骨化的过程。本研究为AS发病的分子机制研究提供了一个可能的新致病基因,有望成为AS药物干预的一个候选靶点。本研究圆满完成实验计划,并投送SCI论著2篇,其中接收1篇,另一篇修回中,发表中文核心期刊论著5篇及综述1篇,授权实用新型专利1项,申请发明专利1项。