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目的异位骨化是一种在肌肉和/或关节周围形成新骨的病理过程,多继发于外伤、颅脑外伤、烧伤等创伤之后。虽然已有大量的临床和基础研究探索骨形成的前体细胞,但异位骨的细胞来源和潜在的形成机制一直充满争议,继而对异位骨化的早期预防和治疗成为当前临床亟待解决的重要问题。本课题拟利用体内和体外实验利用BMP4和TGF-β2联合诱导异位骨形成来确定创伤性异位骨化的细胞来源和形成机理,利用大量临床数据选出匹配的临床对照研究表明验证所筛选基因在创伤异位骨化患者的不同时期的表达,并与骨折愈合患者和未形成异位骨化患者相比较,为临床创伤后异位骨化的预防和治疗提供新方法及理论依据。方法取出手术患者的异位骨对比正常人创伤截肢后的松质骨进行荧光免疫共定位染色,探索异位骨的细胞来源。同时通过microRNA基因芯片筛选出异位骨化患者在异位骨未成熟和成熟期时的血清表达差异,并且与正常人群血清相比较验证。其次,构建小鼠异位骨化模型,验证所筛选出的microRNA和其预测的靶基因,并检验其在异位骨发育过程中的作用,并进行影像学评价、组织切片观察异位骨的结构。利用所筛选出的microRNA在异位骨化患者,创伤后骨折愈合过程的患者,肘关节松懈术后未发生异位骨化的患者这三组人群中在不同时期进行年龄性别相匹配的临床对照研究,并进行统计学分析。结果免疫荧光共定位染色显示异位骨中的内皮细胞特异性标志物和MSCs标志物呈明显共表达,而松质骨无类似表达。MicroRNA芯片显示miR-630等基因在异位骨化的未成熟期表达降低。通过验证,MiR-630具有显著统计学意义。在体外细胞实验和小鼠异位骨化的创伤模型中,验证miR-630靶向Slug基因在异位骨化形成的内皮间充质转化过程中起了重要的抑制作用。匹配的临床对照试验显示miR-630在异位骨化患者创伤早期下调显著(p<0.05),而随访期中与其他两组患者并无统计学差异。结论创伤后异位骨化患者的异位骨早期来源于内皮细胞,并经过内皮间充质转过过程形成异位骨。MiR-630在异位骨发生早期显著下调,抑制了Slug基因,对该疾病的发生起了重要的调控作用。匹配的临床对照研究表明miR-630在异位骨化患者的创伤早期特异性下调,相对于骨折愈合患者和未形成异位骨化患者具有明显统计学意义。我们的实验结果揭示了一种创伤性异位骨化形成的潜在机制和明确了miR-630在其早期的临床预警作用,具有重要的临床意义。