骨代谢相关基因标签snps与onfh发病风险及临床表型的相关性研究

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1、中文摘要股骨头坏死(osteonecrosisofthefemoralhead，ONFH)是由遗传因素与环境因素共同作用引起的复杂病。ONFH病理过程复杂，病因及发病机理尚不完全清楚，早期诊断困难，最终不得不进行人工关节置换,一直是骨科临床难治性疾病之一。鉴于近年来ONFH发病率呈逐年增加的趋势，及早阐明ONFN分子病因学及其分子发病机理，使其防治时段前移，是控制ONFH发病率的关键。近年来ONFH分子发病机理研究进展的重要标志之一，是陆续提出了纤溶酶原激活/抑制系列、血管生成系列、脂代谢系列、Ⅱ型胶原系列、细胞因子系列、生长因子系列等数十个基因多态性与ONFH的发病风险相关，它们或者

2、与另外一些基因形成连锁不平衡共同影响ONFH的发病，或者影响其他易感基因的表达功能，在ONFH的发生发展中起协同作用。这些遗传分子病因学研究结果清晰地提示，ONFH属于多个微效基因联合参与、并由环境因素诱导的复杂病。与符合孟德尔遗传规律的单基因病不同，在一个ONFH患病的个体中究竟存在多少个易感基因？每组易感基因对应的临床表现型是什么？需要多少个易感基因的累积最终引起或加重ONFH的发生发展？这些问题的回答要比孟德尔遗传病复杂得多。基因多态性的信息是海量的，寻找ONFH易感基因的研究往往需要大样本量多基因位点的分析，并确认其与ONFH发生发展及其临床表型的相关性，这也是ONFH分子发病

3、机理研究较为滞后的原因之一。目前，国内外关于ONFH的基因多态性研究领域存在的主要瓶颈问题：①零散研究基因位点的资料多，系统研究多基因位点的资料少，不利于多种微效基因联合致病的分子病因学与分子发病机理的阐述；②仅限于单纯的SNPs位点分型的多，与ONFH临床表型的相关研究少，难以确认SNPs位点与ONFH发生发展的联系；③单纯报告基因突变位点的研究多，对基因突变后的表达效率及基因功能的阐述较少，无法进一步明确突变基因位点在ONFH发生中的作用。④尤为重要的是骨代谢重要信号通路的发现与功能研究，为阐述ONFH的分子病变基础提供了前所未有的机遇，但是到目前为止，尚未见到相关骨代谢信号通路系

4、列基因多态性与ONFN发病风险的报告。这些瓶颈问题难以使ONFHI分子病因学的最新成果与临床防治实施对接，是阐述ONFH分子发病机理进展的束缚，也是ONFH分子病因学研究亟待解决的关键问题。本文建立在ONFH分子发病机理进展与存在瓶颈问题的基础上,联合应用临床分子诊断技术的创新集成，分别阐述：①优选骨代谢关键基因启动子区或编码区的TagSNPs作为研究的靶位点，系统阐述其基因分型、等位基因频率、单倍体型、多基因之间的交互作用与ONFH发病风险的关联，阐述ONFH遗传易感分子靶点；②研究TagSNPs基因分型、等位基因频率、单倍体型与ONFH临床表型的相关性，阐述遗传性易感位点在ONFH

5、发生发展中的作用，解析TagSNPs多态性与临床表型的内在联系；③分析不同基因分型及单体型之间蛋白水平表达的差异，观察基因突变对表达效率及其功能的影响，从整体水平阐述突变位点与基因功能的相关性；④选择骨代谢信号通路系列关键基因TagSNPs作为研究的靶位点，原始创新性地阐述TagSNPs靶位点分子遗传学与临床表型之间的内在关系,筛查ONFH发生发展密切相关的分子靶点，为建立ONFH的分子水平防治对策提出关键分子靶标，促进分子病因学的研究成果与ONFH的人群防治及早对接。本文研究主要获得如下结果：1.应用LDR及分子测序技术在361例ONFH组及健康对照组体系中成功完成了SREBP-2、

6、IGFBP3、SOX9基因7个TagSNPs的基因分型、等位基因频率及单体型分析，结果显示SOX9基因rs1042667(A/C)-rs12601701(A/G)A-A单体型在ONFH组的分布频率显著低于对照组（P=0.03），提示A-A单体型为保护性单体型，携带A-A单体型的个体可能减低ONFH发病风险。此外，SREBP2rs1052717（A/G）-rs2267439(C/T)-rs2267443(A/G）A-T-G与G-T-A单体型在ONFH组的分布分别具有明显低于对照组（P=0.063)和高于对照组的趋势（P=0.076)。TagSNPs之间交互作用的分析结果发现SREBP2r

7、s1052717（A/G）与IGFBP3rs3110697(A/G)位点之间交互作用与ONFH风险相关（P=0.037),为ONFH多个微效基因联合致病提出了科学依据。2.应用免疫酶联技术分析IGFBP3、IGF-1、SREBP2及SOX-9基因蛋白水平表达的结果,发现ONFH患者组血清IGFBP3蛋白表达水平明显高于对照组（P=0.045），血清IGF-1蛋白表达水平也显著高于对照组（P=0.007）；ONFH组血清SOX9蛋白表达水平极显著