肌腱异位骨化是以肌腱组织中出现成骨细胞并形成骨组织为特征的临床难治性疾病,常继发于肌腱损伤或手术创伤。肌腱异位骨化可导致不同程度的疼痛、水肿、关节活动受限、肌腱力学性能下降甚至断裂,严重影响患者生活质量。目前,临床上常采用局部注射非甾体类抗炎药、糖皮质激素或冲击波治疗等方法来缓解症状,尚无有效疗法能够治愈肌腱异位骨化。虽然近年来针对肌腱异位骨化的研究揭示了损伤、炎症等因素在病理过程中的重要作用,对新型治疗方案的开发有一定的指导意义,但目前仍存在两个关键问题有待解决:1)肌腱异位骨化过程中的关键转录调控因子是什么?2)肌腱异位骨化过程中的关键转录因子如何调控肌腱细胞亚群命运?针对这两个问题,本文立足于课题组前期关于肌腱细胞分化调控的研究基础,进行了系统性探究。主要内容如下:第一章通过数据挖掘和免疫荧光分析,发现转录因子Mohawk（Mkx）在异位骨化肌腱中表达降低。基因敲除小鼠分析发现,Mkx敲除导致肌腱成软骨和成骨相关基因表达升高,跟腱、髌腱和尾腱发生异位骨化,表明Mkx能够维持肌腱稳态、抑制异位骨化。第二章利用双分子荧光互补技术,筛选获得与Mkx互作的蛋白列表,发现Mkx与组蛋白以及组蛋白结合相关蛋白存在互作关系。表观修饰和转录组分析显示,Mkx敲除导致血管、软骨和骨谱系关键基因H3K27ac修饰水平和基因表达水平升高,提示Mkx可能通过调控肌腱细胞表观修饰影响基因表达。第三章利用单细胞测序对正常和Mkx敲除肌腱细胞进行转录组分析,发现二者细胞亚群的异质性结构相似。基因差异表达分析显示Mkx敲除后所有细胞亚群均高表达血管形成相关基因,肌腱祖细胞高表达成软骨相关基因,成肌腱细胞和肌腱细胞高表达成骨相关基因,表明Mkx敲除通过促进血管形成并特异性升高不同细胞亚群成软骨和成骨相关基因的表达从而导致异位骨化。第四章基于以上研究发现,探讨了小分子药物用于肌腱异位骨化治疗和预防的可行性和有效性。结果表明,成血管抑制剂BIBF1120能够缓解Mkx敲除和损伤导致的肌腱异位骨化,是潜在的异位骨化防治药物。综上所述,本文以疾病为切入点,从分子和细胞层面阐释了肌腱异位骨化的病理机制,获得系列新发现和潜在的可用于治疗肌腱异位骨化的小分子药物,为深入理解肌腱异位骨化的病理机制提供了新角度,为创新研发肌腱异位骨化的治疗药物提供了新思路。