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强直性脊柱炎(ankylosing spondylitis,AS)是一种自身免疫性疾病，其病理特征主要是累及中轴关节和肌腱韧带附着点的炎性改变。自Brewerton1973年报道，HLA-B27与AS的发生和发展密切相关以来，其发病机制研究至今尚无明显进展。AS的早期诊断和及时干预在临床上非常重要。但由于缺乏一些实验室的诊断金标准，现阶段主要依赖于临床症状和骶髂关节的影像学检查，因此，发现和验证一些新的临床生物标记物作为AS的诊断标准，具有重要的临床价值。本课题应用相对和绝对定量的等量异位标签(isobaric tags for relative and absolutequantitation,iTRAQ)和Solexa高通量测序技术，结合生物信息分析学，对强直性脊柱炎患者外周血单个核细胞（peripheral blood mononuclearcells, PBMCs）蛋白质组和小RNA(small RNA,sRNA)关联性进行研究，通过比较AS患者和健康对照组样品间的蛋白和微小RNA（micro-RNA,miRNA）差异表达水平，筛选特异性诊断生物标志物，以及寻找治疗AS药物靶点，进一步揭示差异表达蛋白和miRNA在AS疾病发生发展中的作用，并运用生物信息学分析，关联分析同一pathway通路上差异表达蛋白和miRNA预测靶基因，以探究AS的发病机理。第一部分基于iTRAQ技术研究强直性脊柱炎患者外周血单个核细胞蛋白表达谱目的应用iTRAQ技术对AS患者PBMCs中蛋白进行鉴定和定量分析，获得AS患者PBMCs差异蛋白表达谱，寻找特异性蛋白标志物，揭示差异表达蛋白在AS疾病发生发展中的作用。方法分别收集9例健康体检者(对照组)和10例AS患者，运用Fecoil分离液提取PBMCs，并利用细胞裂解液提取PBMCs中的蛋白;采用iTRAQ标记技术结合串联质谱分析方法，检测AS患者和对照组PBMCs蛋白表达谱，应用Mascot软件筛选差异蛋白表达;同时通过GO(GeneOntology)注释信息对差异表达蛋白进行生物学功能分析，并运用传统Western blot方法验证部分差异表达蛋白。结果在AS患者和对照组PBMCs中，共鉴定出1232种蛋白，差异蛋白183种，其中上调蛋白105种，下调蛋白78种；19种属于急性反应期蛋白；有5种组织蛋白激酶G、血清白蛋白1亚型、中性粒细胞防御素3、蛋白酪氨酸磷酸酶受体和过氧化物酶-1）差异表达蛋白参与“细胞杀伤”生物过程，运用Western blot方法验证的结果与iTRAQ检测结果具有相同的变化趋势。结论iTRAQ技术结合串联质谱分析可有效地运用于AS患者PBMCs差异蛋白表达谱研究，为诊断AS提供有意义的临床生物标记物；参与“细胞杀伤”差异表达蛋白可能参与AS疾病的发生发展。第二部分基于Solexa高通量测序技术研究强直性脊柱炎患者外周血单个核细胞miRNA表达谱目的应用高通量技术分析AS患者PBMCs中差异表达miRNA，为临床诊断AS提供新的生物标志物，并探讨差异表达miRNA在AS发病机理中的可能作用。方法收集9例健康体检者(对照组)和10例AS患者，运用Fecoil分离液提取PBMCs，并通过TRIzol试剂提取PBMCs中RNA；构建AS患者组和对照组小RNA(small RNA,sRNA)文库，采用Solexa高通量测序方法分析PBMCs中miRNA表达谱；运用SOAP2.0软件将序列与人基因组序列进行比对分析，再将匹配序列分别与基因组重复序列GenBank数据库和Rfam(10.0)数据库进行比对，进一步运用miRNA预测软件Mireap对两组样品中miRNA作差异统计分析，判断两样品之间的miRNA表达量是否存在显著性差异；并通过实时荧光定量RT-PCR进一步验证部分差异miRNA表达。结果在AS患者组与对照组中小RNA文库中，共获得sRNA总量分别是7,511,859和10,178,958个，并比对上基因组部分sRNA分别是6,052,911(80.58%)和8,476,243(83.27%)个；测序结果显示，AS患者组与对照组的已知miRNA分别是267和231个，通过miRNA差异表达分析，在AS患者组中存在129个上调miRNA和28个下调miRNA，其中包括许多家族性miRNA和主要的miR-146a、miR-182、miR-155、miR-181a、miR-223等差异表达；同时，利用stem-loop qRT-PCR验证了let-7b-3p、miR-146a-5p、miR-155-5p、let-7g-5p和miR-323a-5p差异表达水平与Solexa测序结果相符。结论高通量测序技术结合生物信息分析可以有效地研究AS患者PBMCs中差异miRNA表达谱；差异表达miRNA一方面可为临床诊断AS提供特异性的生物标记分子，另一方面也为基因靶向治疗AS提供了新的思路；差异表达miRNA可能参与了AS发病的免疫调节紊乱。第三部分强直性脊柱炎患者外周血单个核细胞蛋白组与小RNA关联分析目的基于京都基因和基因组百科全书（Kyoto encyclopedia ofGenes and Genomes，KEGG）pathway通路，研究AS患者PBMCs中差异表达蛋白和差异表达miRNA的关联性，以求发现生物学过程中sRNA-蛋白质相互作用关系，寻找验证差异表达蛋白的生物学意义。方法分别利用The miRanda、TargetScan和PicTar3种计算方法预测AS患者差异表达miRNA共有的靶基因，再与iTRAQ分析中差异表达蛋白编码基因取交集，通过生物信息学方法，进行同一pathway通路上预测miRNA靶基因与差异表达蛋白质关联分析。结果对AS患者组266个小RNA进行预测，发现靶基因31187个，靶基因关联到的蛋白数为1222个；生物信息学分析结果显示，miR-0121-5p的预测靶基因是Ras相关肉毒素底物2（ras-related C3botulinum toxin substrate2, RAC2）和基质金属蛋白酶-9(matrixmetalloproteinase-9, MMP9)，分别与丝裂原活化蛋白激酶(mitogenactivated protein kinase, MAPK)、趋化细胞因子和白细胞跨内皮细胞迁移三条信号通路上的RAC2和MMP-9蛋白关联；miR-0069-3p的预测靶基因蛋白酪氨酸激酶C型受体(protein tyrosine phosphatase, receptor typeC, PTPRC)，关联到T细胞受体(T cell receptor, TCR)和原发性免疫缺陷两条信号通路上的PTPRC蛋白。结论从sRNA-蛋白相互作用关联分析发现，MAPK、TCR、趋化因子等信号通路在AS发生中可能发挥重要调控作用；RAC2、PTPRC和MMP-9蛋白可能参与了AS的免疫调节紊乱，有望成为AS的特异性诊断标记物。