大骨节病是一种变形性、软骨退行性损伤的骨关节病，目前该病病因及发病机制尚未明确，《科学》杂志曾报道称大骨节病为“中国医学未解之谜”。该病主要病理特征表现为儿童生长与发育阶段软骨内化骨型透明软骨深层坏死，造成患者不同程度关节增粗、变形，严重者可导致畸形并导致残疾。
西安交通大学公共卫生学院地方病研究所郭雄教授团队王溪副教授与陕西省地方病防治研究所、西安市红会医院、英国利物浦大学生命科学学院科研人员合作，在大骨节病单细胞与肠道微生物研究领域取得重要进展，为揭示大骨节病病因发病机制提供了新的科学依据。
健康人对照、大骨节病和骨性关节炎软骨细胞组织样本的单细胞转录组测序结果
课题组采用单细胞测序技术，系统地比较了大骨节病、骨性关节炎和正常对照软骨细胞亚型及特定软骨细胞的鉴别标记基因，这些标记基因可能是软骨损伤修复重要靶点或这两种疾病的发病机制中的关键分子，发现一种新亚型软骨细胞-线粒体软骨细胞（mitochondrial chondrocytes，MTCs）在大骨节病软骨细胞中显著增多。拟时间序列分析发现，正常软骨细胞位于伪空间轨迹起始部位，而大骨节病与骨性关节炎软骨细胞分别位于两个不同方向的轨迹，提示正常对照、大骨节病及骨性关节炎软骨细胞类型及状态存在显著差异。该研究成果以《通过单细胞测序分析比较骨关节炎、大骨节病和健康软骨细胞群》（Comparison of the major cell populations among osteoarthritis, Kashin-Beck disease and healthy chondrocytes by single-cell RNA-seq analysis）为题，在国际权威期刊《细胞死亡与疾病》（Cell Death & Disease）在线发表。王溪副教授为该研究第一作者，郭雄教授为通讯作者。论文第一作者与通讯作者单位均为西安交通大学医学部公共卫生学院。
大骨节病肠道微生物多样性和结构分析
此外，课题组采用宏基因组测序技术分析了大骨节病患者肠道菌群构成与多样性特征，同时结合血清代谢组学探索肠道菌群与代谢物之间相关关系，结果发现大骨节病患者梭杆菌（Fusobacteria）与拟杆菌（Bacteroidetes）丰度值显著升高。在属类菌水平上共鉴定出56个显著差异菌群，其中普雷沃菌属（Prevotella）菌群在大骨节病患者中显著升高，大骨节病患者血清中不饱和脂肪酸与甘油磷脂等代谢物水平均发生异常改变。研究结论为肠道微生物在大骨节病病因发病机制研究中的重要作用提供了新的科学依据。该研究成果以《中国地方性骨关节炎—大骨节病患者肠道微生物群和代谢产物变化》（Alterations in the gut microbiota and metabolite profiles of patients with Kashin-Beck disease, an endemic osteoarthritis in China）为题，在国际权威期刊《细胞死亡与疾病》（Cell Death & Disease）在线发表。王溪副教授为该研究第一作者，论文第一作者单位为西安交通大学医学部公共卫生学院。
论文链接：
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34711812/
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34045450/