一、研究目的研究青少年特发性脊柱侧凸(Adolescent Idiopathic Scoliosis,AIS)主胸弯椎旁肌Ⅰ、Ⅱ型肌纤维凹凸侧差异及其调控机制。二、研究方法1、椎旁肌样本切片染色分析收集46例AIS手术患者主胸弯不同水平的凹凸侧椎旁肌样本,冰冻切片后进行ATP酶染色,测算肌纤维参数并比较其凹凸侧、不同椎体水平间的差异,同时对肌纤维参数与患者临床资料进行相关性分析。2、椎旁肌转录组测序及验证分析选取5例临床参数匹配的AIS患者主胸弯顶椎区椎旁肌样本,进行转录组高通量测序,筛选凹凸侧差异表达的基因,并通过大样本量RT-q PCR及Western-blot验证测序中Log2 Fold Change绝对值最大的6个基因凹凸侧表达情况,同时对凹凸侧基因m RNA表达差异量与肌纤维参数进行相关性分析。3、从表观遗传学的角度探究MYOZ2凹凸侧差异表达的机制利用Meth Primer软件预测MYOZ2启动子附近Cp G岛存在情况,探究甲基化调控MYOZ2凹凸侧差异表达的可能性。利用MicroRNA高通量测序,筛选凹凸侧差异表达的MicroRNA,并通过大样本量RT-q PCR验证测序中Log2 Fold Change绝对值最大的5个MicroRNA凹凸侧表达情况,同时对凹凸侧MicroRNA表达差异量与肌纤维参数进行相关性分析,探究MicroRNA调控MYOZ2凹凸侧差异表达的可能性。三、研究结果1、AIS主胸弯顶椎区凸侧Ⅰ型肌纤维比例、横截面积以及张力因子均明显高于凹侧;Ⅱ型肌纤维比例明显低于凹侧。AIS主胸弯上端椎凸侧Ⅰ型肌纤维比例明显高于凹侧,Ⅱ型肌纤维比例明显低于凹侧。顶椎区Ⅰ、Ⅱ型肌纤维凹凸侧差异指数均低于上端椎和下端椎。顶椎区凸侧Ⅰ/Ⅱ肌纤维优势比明显高于上、下端椎区。顶椎区凹侧张力因子明显低于上、下端椎。2、AIS主胸弯顶椎区Ⅰ、Ⅱ型肌纤维凹凸侧差异指数与Cobb角、顶椎偏距、年进展角度成负相关;凸侧Ⅰ、Ⅱ型肌纤维优势比与Cobb角、顶椎偏距、年进展角度成正相关,但凹侧Ⅰ、Ⅱ型肌纤维优势比与Cobb角、顶椎偏距、年进展角度成负相关。3、通过m RNA高通量测序筛选出凹凸侧椎旁肌中差异表达的基因有32个,其中凸侧表达水平较凹侧高的有17个,凹侧表达水平较高的有15个。大样本量RTq PCR及Western-blot验证显示仅MYOZ2凹凸侧表达存在显著差异且与测序结果相一致。此外,MYOZ2凹凸侧表达差异量与Ⅰ、Ⅱ型肌纤维差异指数成负相关,与凸侧Ⅰ/Ⅱ型肌纤维优势比成正相关。4、通过软件预测发现MYOZ启动子附近并无Cp G岛存在。5、通过MicroRNA高通量测序筛选出凹凸侧椎旁肌中差异表达的MicroRNA有21个,其中凸侧表达水平较凹侧高的有10个,凹侧表达水平较凸侧高的有11个。大样本量RT-q PCR验证显示仅mi R-499-5p和mi R-133a-3p凹凸侧表达存在显著差异且与测序结果相一致。此外,mi R-499-5p凹凸侧表达差异量与凸侧Ⅰ/Ⅱ型肌纤维优势比成明显正相关,与凸侧张力因子成正相关。mi R-133a-3p凹凸侧表达差异量与Ⅰ、Ⅱ型肌纤维差异指数成负相关。四、研究结论1、AIS患者主胸弯Ⅰ、Ⅱ型肌纤维存在相互转化且以顶椎区最为显著。虽然这种转化可能是凹凸侧张力负荷差异作用下的继发性改变,但它与AIS角度的进展密切相关。2、MYOZ2在AIS顶椎区凹凸侧椎旁肌表达存在显著差异,且MYOZ2凹凸侧表达差异量与凹凸侧Ⅰ、Ⅱ型肌纤维转化密切相关。3、mi R-499-5p、mi R-133a-3p在AIS顶椎区凹凸侧椎旁肌表达存在显著差异,且凹凸侧mi R-499-5p、mi R-133a-3p表达差异量与凹凸侧Ⅰ、Ⅱ型肌纤维转化密切相关。综上所述,本团队从AIS椎旁肌病理学入手明确了青少年特发性脊柱侧凸主胸弯凹凸侧椎旁肌肌纤维转化的现象,并进一步提出mi R-499-5p、mi R-133a-3p可能通过影响凹凸侧MYOZ2的差异表达来调控椎旁肌肌纤维类型的转化。针对肌纤维转化的治疗理念为预防和控制AIS的进展提供了新的思路和方向。