慢性骨髓炎患者骨组织的转录组特征分析

目的：采集和分析慢性骨髓炎患者骨组织的转录组信息,为探究慢性骨髓炎发病的分子机制,明确MAPK信号通路在慢性骨髓炎发病过程中的作用。方法：收集2019年6月至2020年6月就诊的四肢创伤性骨髓炎4例,病灶骨样本(Necrosis组)以及正常骨组织(Control组),使用Illumina HiSeq Xten高通量测序平台采集转录组信息,并采用FPKM方法计算基因在骨组织中的表达量。通过对比病灶组织与正常组织的转录本水平,筛选差异基因,并进行GO富集和KEGG富集。采用大鼠骨髓炎动物模型,选取细胞外信号调节酶MAP3K7(mitogen-activated protein 3 kinase 7)、活化T细胞核因子1(nuclear factor of activated T cells 1,NFATC1)做差异靶点的免疫组化学的验证。结果：高通量测序共获得5 548个差异基因,其中Necrosis组上调 2 701个,下调2 847个。筛选正常骨组织和病灶骨的差异基因中富集到MAPK信号通路的基因,并与破骨细胞分化(osteoclast differentiation)信号通路相关的基因取交集,共有基因为核因子κB激酶亚基β抑制剂IκBKβ(inhibitor of nuclear factor kappa B kinase subunit beta)、MAP3K7、NFATC1、核因子κB亚基2(nuclear factor kappa B subunit 2,NFκB2)。在大鼠骨髓炎模型中,MAP3K7、NFATC1在骨髓以及损伤骨组织周围高表达。结论：基于转录组学分析显示慢性骨髓炎的发病和MAPK信号通路相关,IκBKβ、MAP3K7、NFATC1、NFκB2有可能成为新的临床诊断和疾病治疗的靶点。