强直性脊柱炎(ankylosing spondylitis, AS)是以侵犯中轴关节为主的慢性进行性、类风湿关节炎(rheumatoid arthritis, RA)类疾病,主要病变表现软骨坏死、骨坏死以及关节周围韧带组织的破坏与骨化。临床上骶髂关节最先受到侵犯,以后向上蔓延至脊柱骨突和脊柱周围软组织,晚期发生脊柱强直和畸形。约31%的患者病变向下蔓延累及髋关节,其中91%为双侧,髋关节韧带发生骨化造成整个髋关节融合,导致髋关节功能障碍或丧失,给患者带来极大的痛苦。由于发病年龄大多在15-30岁,给患者和家庭造成的负担相当长久和沉重。目前强直性脊柱炎病因尚未完全阐明。强直性脊柱炎的治疗主要是物理治疗,药物治疗,以及肿瘤坏死因子拮抗剂等生物治疗手段。此外还有手术治疗,即对于髋关节严重病变导致关节疼痛及功能障碍的患者可行人工全髋关节置换术。目前对于抑制强直性脊柱炎病程发展的治疗尚无根本性的特效药物,只能缓解症状,所用药物和其他一些风湿免疫性疾病差别不大。因此对强直性脊椎炎进行全基因组学研究,尤其是针对髋关节韧带骨化的机制进行深入研究,为临床上早期诊断和有效治疗韧带骨化,具有十分重要的意义。研究目的探索与强直性脊柱炎髋关节韧带骨化的发生发展密切相关的致病基因,为临床寻找抑制韧带骨化的治疗靶点,控制疾病病理进程提供坚实的前期实验数据。研究方法利用基因芯片技术筛查正常人和强直性脊柱炎患者髋关节韧带组织差异表达的基因,结合生物信息学分析手段从中选择5个表达(与正常对照相比,2个高表达的基因:B4GALT3和RBP5;3个低表达的基因:PDLIM3、MFAP5和FLJ90650)显著差异的基因进一步在mRNA和蛋白水平进行验证,并进而探讨其表达与疾病严重程度之间的相关性。收集2009-2010年在我科行人工髋关节置换术的7例强直性脊柱炎患者的髋关节韧带作为病例组研究对象,所有患者均符合84年强直性脊柱炎纽约修订的诊断标准。另外选取4例因股骨颈骨折在我科行人工髋关节置换术患者(排除其他各种骨关节疾病)的髋关节韧带作为正常对照组。采用上述韧带组织标本,抽提RNA,利用real-time PCR检测其mRNA水平的表达变化;提取蛋白质,用Western Blot检测其蛋白水平的表达变化;同时运用免疫组织化学技术在组织细胞水平进一步验证上述结果。结果病例组与正常对照组的基因芯片结果显示,在已知功能基因中:P <0.05时,差异基因434个,其中上调基因238个,下调基因196个;P <0.01时,差异基因43个,其中上调基因31个,下调基因12个。实时荧光定量PCR结果表明,B4GALT3基因在病例组的表达是正常对照组的4.90倍,RBP5基因在病例组的表达是正常对照组的2.92倍,HLA-B27基因在病例组的表达是正常对照组的12.81倍,即三者在病例组的表达均显著增高。PDLIM3基因在正常对照组的表达是在病例组的15.05倍,MFAP5基因在正常对照组的表达是在病例组的12.49倍,FLJ90650基因在正常对照组的表达是在病例组的6.04倍,三者在病例组的表达均显著降低。Western Blot及免疫组化的结果与实时荧光定量PCR结果相一致。结论多种病因引起强直性脊柱炎病人髋关节韧带骨化。其中,B4GALT3基因刺激韧带中硫酸角质素合成过度增多,促进细胞外基质的钙盐沉积,FLJ90650基因则通过特异消除某些蛋白导致髋关节韧带异常骨化;编码肌动蛋白的结构域蛋白,与细胞骨架有关的PDLIM3基因,纤微丝相关糖蛋白的MFAP5基因及视黄醇结合蛋白类的RBP5基因可能在强直性脊柱炎病人促使髋关节韧带骨化的过程中,也起着重要的作用。这些基因与强直性脊柱炎病人髋关节韧带骨化的关系均未经报道,具体机制有待进一步深入研究。