973項目申報書-感音神經性聾發病機制及干預措施的基礎研究-資料下載頁

【導讀】高我國常見感音神經性聾的早期診斷和治療水平提供實驗依據。感音神經性聾的基礎研究和臨床防治研究的國際競爭力。聾機制中的相互作用；中科院“百人計劃”入選人才共3-5名；教育部“新世紀人才計劃”6-8名。IF≥20的論文1篇以上。用，探索老年性聾的發病機制。遺傳、老化因素所致毛細胞及螺旋神經節神經元。定向分化，研究植入干細胞定向分化為毛細胞及螺旋神經節神經元的分子機制，細胞再生，鑒定再生毛細胞的功能，為細胞再生途徑重建聽覺功能提供理論依據。2）遺傳性耳聾基因型和聽力表型的相關研究：聯合耳聾基因篩查與聽力篩查，歸類研究建立不同遺傳性耳聾的基因型-表型關聯聯系。應靶基因和信號通路的變化，以及耳蝸干細胞的分化情況。30基因修復Cx26及Cx30突變鼠耳蝸損傷。素易感性，針對易感基因測序，發現新的核基因和線粒體基因突變。

　　

【正文】 變，闡明鞏膜細胞外基質合成和降解的動態過程及其調控機制 收集兩個大型高度近視家系和兩個大型并發 CNV家系，并提取 DNA，收集 800例單純性近視 800 度的樣本和 900 例近視 50 度的對 照樣本，收集 500 例并發CNV樣本，并提取 DNA。完成豚鼠誘導近視模型和小鼠誘導近視模型鞏膜組織的轉錄組測序和甲基化測序，確定導致近視發生的轉錄組變化和甲基化變化 系統發現并獲得與近視相關的非編碼RNA分子和信息 建立穩定的病理性近視 CNV 動物模型；系統認識病理性近視 CNV 和后鞏膜葡萄腫的發生發展過程； 研究內容 預期目標 第 二 年 學齡期兒童近視干預措施的有效性， 近視發生發展的信息調控途徑和調控機制 通過對白化病豚鼠和多巴胺 D2 受體敲除小鼠進行形覺剝奪和鏡片誘導，觀察多巴胺代謝等和受體異常對實驗性近視的影響 。結合局部注射多巴胺 D1 受體和 D2受體的激動劑和拮抗劑或體內注射 RNAi干預特定受體，了解多巴胺受體亞型對屈光發育和實驗性近視的影響。引進TH:RFP 轉基因小鼠 。 研究各種影響鞏膜細胞外基質的變化及對屈光的影響。并研究細胞外基質基因表達調控及可能的藥物干預機制 。 建立和完善病理性近視并發癥的動物模型。觀察正常動物及近視眼動物 CNV 形成過程的異同，以探討近視眼動物對新生血管誘導因素的易感性。 理性近視家系連鎖分析，關聯分析樣本收集 ，開始 病理性近視全基因組關聯 分析。 研究 DNA 甲基化與組蛋白修飾等表觀遺傳調控 機制對近視相關非編碼 RNA 的調節作用 。 建立光學矯正、界面曲率改變、調節變化、藥物使用或眼保健操等干預措施的隨機對照試驗人群，闡明 光學像質或調節與視覺信息認知的關系 建立白化病豚鼠和多巴胺 D2 受體敲除小鼠近視模型。進一步明確多巴胺減少和多巴胺受體亞型在近視發生發展中的作用。逐步明確多巴胺 D1 和 D2 受體與近視發生發展的關系。引進 TH:RFP 轉基因小鼠并繁殖 明確鞏膜細胞外基質改變對屈光的影響；尋找影響基質金屬蛋白酶基因家族、膠原基因家族的轉錄因子及藥物。 通過全基因組 SNP 芯片對收集到的兩個大型高度 近視家系和兩個大型并發 CNV家系進行連鎖分析，確定候選區域。設計序列捕獲探針，對候選區域進行重測序，確定致病突變。繼續收集 900 例單純性近視 800度的樣本和 900例近視 50度的對照樣本，收集 500 例并發 CNV 樣本，并提取 DNA，開始 病理性近視全基因組關聯 分析 闡明 DNA 甲基化與組蛋白修飾等表觀遺傳調控機制對近視相關非編碼 RNA 的調節作用 建立缺氧誘導的近視眼 CNV 動物模型；闡明病理性近視發生發展過程中血管抑制因子與血管生成因子的平衡維持與破壞情況；初步闡明缺氧在病理性近視 CNV發生發展中的作用； 研究內容 預期目標 第 三 年 學齡期兒童近視干預措施的有效性， 近視發生發展的信息調控途徑和調控機制 分析實驗性近視動物模型視網膜細胞內外多巴胺的含量對近視進展的影響。利用多巴胺合成減少的白化豚鼠、 D2 基因敲除小鼠，結合局部注射多巴胺 D1 受體和D2 受體的激動劑和拮抗劑或體內注射RNAi 干預特定受體，了解多巴胺受體亞型對屈光發育和實驗性近視的影響。利用TH:RFP 轉基因小鼠建立近視動物模型。研究基因敲除小鼠鞏膜細胞外基質的合成及降解及其機制。采用病理性近視 CNV模型，在 RNA 及蛋白質水平檢測病理性近視 CNV 以及后鞏膜葡 萄腫發生發展過程中視網膜以及鞏膜組織神經遞質多巴胺及其受體的表達情況。采用體外細胞培養方法，探討多巴胺對鞏膜基質細胞細胞外基質代謝的影響。 病理性近視全基因組關聯分析及、重癥患者基因組功能區域測序 ，開始病理性近視候選基因 Ultra Deep Resequencin。 研究近視相關非編碼 RNA 對近視相關細胞生物學性狀的影響 。 初步分析干預措施對防治學齡期兒童近視的效果， 驗證中樞調控機制的存在、作用強度及其與局部調控的關系 對近視動物視網膜多巴胺濃度以及其在細胞內外的分布進行動態實時檢測，明確多巴胺濃 度、多巴胺在細胞內外的分布的改變對近視進展的影響。闡明多巴胺 D1和 D2 受體與近視發生發展的關系。建立TH:RFP 轉基因小鼠形覺剝奪近視模型，準備進一步進行多巴胺無長突細胞功能、形態和活動的研究。 明確鞏膜細胞外基質合成和降解相關的基因對屈光發育的影響。 完成各 500： 500 的高度近視全基因組關聯分析和并發 CNV 關聯分析，并在各500： 500 的擴大樣本中驗證，確定導致高度近視發生和 CNV 發生的易感因素；完成 10 例高度近視重癥患者的非冗余 50X測序，分析獲得致病基因。 闡明近視相關非編碼 RNA 對鞏膜成纖維細胞生物學性狀的影響 闡明多巴胺及其受體系統在正常眼以及病理性近視眼球組織中的表達。闡明多巴胺及其受體系統異常與病理性近視并發癥的相關性。 研究內容 預期目標 第 四 年 學齡期兒童近視干預措施的機制， 近視發生發展的信息調控途徑和調控機制 通過細胞形態學研究，明確近視誘導后實驗動物視網膜多巴胺能無長突細胞的形態學（細胞和亞細胞水平）改變。利用TH:RFP 轉基因小鼠近視模型，運用loosepatch clamp、全細胞膜片鉗技術以及鈣成像技術，研究形覺剝奪對多巴胺能無長突細胞自發放電、對光反應、膜電位、受體和轉運體 的影響。并探討各種多巴胺藥物對近視模型的作用，研究藥物干預近視的可能 。 建立體外培養鞏膜成纖維細胞細胞系和鞏膜組織培養。利用系統生物學、基因功能等技術，研究膠原 I， II，和V及 MMP 等合成調控機制，從細胞信號傳遞通路的機制上來進一步闡明在體的實驗結果。根據篩選的病理性近視的基因，制作轉基因、基因敲除或基因敲減小鼠。 探討多巴胺神經遞質對脈絡膜中血管抑制因子及血管生成因子平衡的調節作用。利用細胞培養方法，研究多巴胺及其受體系統對血管內皮細胞增殖與凋亡、細胞遷移、管腔形成的影響 。 病理性近視 候 選 基 因 Ultra Deep Resequencing，相關細胞 ChIAPET 測序，并建立隨訪隊列 。 篩選并鑒定與近視相關非編碼 RNA 相互作用的蛋白質 。 初步分析各種近視干預方法的異同及其機制， 獲得眼局部 和 視覺中樞 的 信息加工處理對近視的影響機制 和作用效率 明確近視進展過程中多巴胺能無長突細胞的形態在細胞和亞細胞水平上的改變。明確近視進展過程中多巴胺能無長突細胞功能以及電活動的改變。闡明多巴胺延緩近視進展的可能 在細胞水平上闡明鞏膜細胞外基質合成和降解的調控機制及細胞信號通路。并建立與病理性近視基因相關的轉基因、基因敲 除或基因敲減的小鼠。 完成 500： 500 的高度近視樣本的候選基因區域重測序，確定致病突變和突變組合。建立鞏膜和視網膜基因組遠程調控序列圖譜；著手建立人群隨訪隊列，建立病例資料和收集血液樣本。 闡明與近視相關非編碼 RNA 相互作用的蛋白質 闡明多巴胺對血管抑制因子 /血管生成因子平衡的調控作用。闡明多巴胺對血管內皮細胞的細胞生物學調控作用。 研究內容 預期目標 第 五 年 分析我國學齡期兒童近視的動態發病率、視相關的危險因素和保護因素，獲得學齡期兒童近視干預措施的有效性及其機制 。 利用 TH:RFP 轉基因小鼠近視模型 運用loosepatch clamp、全細胞膜片鉗技術以及鈣成像技術，研究形覺剝奪對多巴胺能無長突細胞神經元之間信號通路、膜受體和離子通道的影響。研究病理性近視基因相關的轉基因或基因敲除小鼠的屈光發育情況。并通過構建定點突變或表達載體方法研究病理性近視的易感基因對人的鞏膜成纖維細胞膠原和金屬蛋白酶合成及降解的影響。探討外源性應用多巴胺或多巴胺受體拮抗劑等對病理性近視并發癥的干預研究。 完成病理性近視的隊列建設 。 研究近視相關非編碼 RNA 參與及影響的細胞內信號傳導通路 。 總結、整理，補充實驗，結題 獲得我國學齡兒童近視的動態患病率和發病率及主要危險因素和保護因素，客觀準確評價近視干預措施的有效性并分析其機制 闡明視覺信號處理、傳遞加工異常在近視中的作用及其機制 ，明確形覺剝奪過程中視網膜多巴胺能無長突細胞與其他神經元所形成的網絡連接，如神經元間信號通路、膜受體和離子通道的改變。明確多巴胺無長突細胞傳遞視覺神經信號的通路。 在體和離體水平上闡明病理性近視基因對屈光的影響。在細胞水平上闡明某些人類病理性近視的發病機制。進一步闡明細胞外基質在近視發生發展中的作用 建立一套高度近視易感因素基因組標記物；對 隊列樣本進行易感位點檢測，確定隊列個體疾病患病風險。 闡明近視相關非編碼 RNA 參與及影響的細胞內信號傳導通路 初步闡明外源性應用多巴胺或多巴胺受體拮抗劑對病理性近視并發癥的預防和治療作用。 一、研究內容 本項目將緊緊圍繞 “視覺信息加工與處理，視網膜到鞏膜的信號級聯和傳遞 ”這一近視形成的關鍵環節和科學問題，在環境、基因及其相互作用，在眼球視網膜、鞏膜 乃至視覺中樞 的作用及其相互聯系，在臨床表現和干預等 數 個相互獨立而又密切聯系的層面上開展深入研究 。 為闡明和解決近視發生發展過程中的關鍵科學問題，申請者 提出：首先從紛繁復雜的視覺線索中篩選出和影響眼球發育、包括近視發生相關的視覺刺激和其它的環境因素，以及與之相關聯的遺傳因素；其次，探索相關環境因素（特別是視覺刺激）以及遺傳因素是如何影響視覺信號傳遞及加工通路， 視覺信息加工與處理 異常如何引發 視網膜神經遞質和鞏膜生化的改變 及其途徑和機制 ，以及兩者是如何相互作用 的機制；進而對環境和遺傳因素是如何 進一步引起鞏膜細胞外基質以及纖維形態的改變從而導致了近視的發生，以及在該途徑中視網膜和鞏膜的基因表達和調控機制進行深入的研究；再者，對這些環境和遺傳因素是否通過中樞途徑對 視覺信號通路和加工產生影響，如經過視網膜的模糊適應和調節等機制對眼球的發育進行中樞調控及機制進行探索性研究；此外，對于病理性近視，除了從上述兩個方面入手外，還需要深入研究視覺信號通路和加工異常對視網膜本身的影響以及其對鞏膜的進一步改變，最終又是如何逆向影響到視網膜等部位，從而產生視網膜等部位的并發癥。在闡明上述問題的基礎上，最終提出具有科學理論基礎的近視干預方案。