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目的:先天性小耳畸形是一种严重的出生体表缺陷,其中大部分患者是散发的非综合征型小耳畸形患者,针对其病因学的研究较少。本研究以非综合征型小耳畸形患者作为研究对象,在转录组和蛋白组两个组学层面上对发育差异的软骨进行联合分析,通过生物信息学分析可能与疾病相关的信号通路,并在细胞水平上进行了验证,探讨其可能的发病机制。通过本研究,可以加深对多组学联合分析技术的理解,也可为小耳畸形发病机制的研究提供新的证据和方向。方法:1、采用基因芯片技术和质谱技术在转录组和蛋白质组水平上初步对先天性小耳畸形的正常耳廊软骨和异常耳廓软骨分别进行实验,利用GO、KEGG、David等数据库分别对两个组学检验结果进行分析;2、在转录组和蛋白质组的基础上,将差异表达的mRNA和蛋白质进行整合分析和关联研究,寻找在两个组学中均有差异表达的基因,并通过生物信息学手段对表达差异的基因进行网络化分析,寻找其富集的信号通路,并通过RT-PCR和Western Blot进行验证,对富集的信号通路通过蛋白质磷酸化信号通路芯片进行验证和分析;3、通过构建载有integrinβ1过表达和integrinβ1 siRNA的慢病毒,分别利用两种慢病毒感染残耳软骨细胞和正常耳廓软骨细胞构建integrinβ1过表达和抑制表达的细胞模型,检测integrinβ1对耳廓软骨细胞的凋亡、分泌的影响,以及相关信号通路中其他因子表达量的变化。结果:1、转录组中按照P值≤0.05,差异倍数的绝对值≥1.5的条件进行筛选,共有630个,其中110个表达上调,520个表达下调。在蛋白质组学结果中按照P值≤0.05,差异倍数的≥1.5或≤0.067的条件进行筛选,蛋白个数为254个,其中蛋白质表达上调的为172个,下调的为82个。分别对差异表达的mRNA和蛋白质进行GO注释、功能分析和KEGG通路富集分析;2、我们对两个组学的数据进行了整合分析,在两个组学中均有表达差异的基因共有47个,整合素β1在两个组学中均表现为下调并进行了荧光定量PCR和WB的验证,对47个差异基因进行GO注释和KEGG通路富集分析,在两个组学中均表现为差异的为PI3k-AKT通路,同时在蛋白质磷酸化信号通路芯片中PI3k-AKT通路也表现为差异磷酸化蛋白的高度富集;3、在构建的整合素过表达和降低表达的软骨细胞模型中进行PI3k-AKT通路上PI3K、AKT1和FAK的表达水平与整合素β1表达水平变化一致,在软骨细胞生物学特性相关的实验中,整合素β1的上调可以促进Ⅱ型胶原的分泌,对GAG的分泌无明显作用,可以抑制细胞凋亡。结论:在转录组和蛋白组水平对差异发育的耳廓软骨进行检测和联合分析,整合素β1在两个组学水平中均表现为下调,且其所在的PI3k-AKT信号通路在两个组学中也表现为差异基因高度富集,在体外的软骨细胞模型中发现,整合素β1能促进软骨细胞分泌Ⅱ型胶原并抑制其凋亡。我们推测软骨细胞的差异发育可能与integrinβ1的差异表达有关而且可能通过PI3K-AKT信号通路调节软骨细胞的凋亡、分泌和维持软骨细胞表型稳定。