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鳃-耳-肾综合征耳聋基因的斑马鱼模型构建及功能研究
鳃-耳-肾综合征耳聋基因的斑马鱼模型构建及功能研究
| 成果信息 |
| 项目年度编号： |
2600140643 |
| 限制使用： |
国内 |
| 省市： |
甘肃 |
| 中图分类号： |
R764.43 |
| 成果类别： |
基础研究 |
| 成果公布年份： |
2025 |
| 关键词： |
耳聋基因
鳃耳肾综合征
遗传性致病因素
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| 成果简介： |
1.研究意义：鳃耳肾综合征(branchio-oto-renal syndrome，BOR)为常染色体显性遗传性疾病，外显率接近100%。主要临床表现有鳃裂发育异常、耳前瘘管、听力损失以及肾脏疾病。虽然该病在新生儿中发病率为1/40000，但是在重度及极重度聋儿中的发病率为2%。
由于遗传和表型多样性，鳃耳肾综合征容易漏诊或误诊，很容易单纯性诊断为耳前瘘管，而忽略了对综合征性耳聋的诊断。鳃耳肾综合征具有较高的外显率，但由于遗传异质性和不同基因突变的表型谱，以及婴幼儿受语言及言语能力的影响，许多鳃耳肾综合征患者被误诊或延迟诊断。因此对鳃耳肾综合征的基因检测及蛋白组表达进一步研究意义重大。
甘肃省乃至西北地区尚无其他鳃耳肾综合征相关报导。课题组在甘肃省发现了一个3代21人家系，6名患者具有鳃耳肾综合征相关症状，系谱分析符合常染色体显性遗传特征。
2.项目的研究内容.研究目标：
该项目研究内容：
(1)己获取的家系资料的基础上，进一步获取更详尽的临床资料，了解所有患者听力下降的程度及耳聋表型。
(2)Sanger测序验证：进行家系成员验证，如出现表型和基因型共分离时即为高度可疑的致聋基因。
(3)利用致聋基因敲除果斑马鱼模型观察听觉系统发育的形态学变化利用构建的斑马鱼模型检测突变斑马鱼模型的耳蜗整体结构及内、外毛细胞的功能，阐明聋病基因的主要生理机能及致聋机制。
该项目研究目标：研究该BOR家系致病基因位点在听觉生理中的作用及变异体导致听力损失的分子机制和功能影响，为阐明遗传性耳聋的致病机制提供新的证据。
3.主要论点与论据：
1)EYA1 c.1075_1077delinsAT突变是中国BOS家族的致病变异：在该研究中，课题组收集到一个常染色体显性遗传性听力下降伴第二鳃裂异常的家系，共3代6人，4个患者。所有研究参与者都签署知情同意书，18岁以下受试者获得父母的知情同意。
先证者3岁，主因新生儿听力筛查未通过，前来该院门诊。查体见：双侧耳廓畸形，双耳前瘘管、外耳及耳道未见明显异常，双侧鼓膜正常。双侧耳前瘘管，左侧颈部胸锁乳突肌前缘可见瘘口，有无色粘液分泌，周围皮肤无红肿。听力学检查提示：声导抗：双耳B型曲线；DPOAE双耳未引出；ABRs)：骨导ABR双耳听阈25dBnHL；气导ABR检查提示左耳75dBnHL，右耳65dBnHL，双耳骨气导差约40-50dBnHL，行为测听结果与ABR检查相符。听力学检查显示双侧混合型听力损失。颞骨CT显示双侧中耳异常，耳蜗发育不全。肾脏B超未见明显异常。根据先证者病史资料、临床表现、听力学检查以及体格检查及影像学资料，符合BOS的三个主要常见表型特征。家族史显示先证者的3个亲属有类似表现。
取先证者及其父母外周血，行下一代靶向测序发现：EYA1基因(NM_000503)中存在一个新的移码突变c.1075_1077delinsAT(p.G359fs)。进一步采集家系中其他亲属血样，行Sanger测序验证发现，其祖母、大伯和父亲具有相同的突变，但其祖父和母亲具有野生型EYA1，提示该突变在家系中共分离，另外，在充分知情告知的情况下，对建立的聋病资源库内的家系外100例听力正常、无血缘关系的听力正常人进行应基因位点验证，均未发现该突变。
2)构建实验模式动物eya1斑马鱼模型：购置根据目的基因eya1的mRNA设计的由Gene Tools公司生产吗咻代寡聚核甘酸(Morpholino，MO)试剂。将MO-ATG试剂在显微镜下注射入斑马鱼胚胎后构建eya1基因敲低的斑马鱼模型，提取不同发育期的斑马鱼DNA后进行PCR反应扩增目的片段。结果显示，注射了MO-ATG试剂的斑马鱼胚胎自10dpf期开始目的片段的条带明显变弱。随着发育的推迟，mRNA的相对表达量呈明显上升的趋势，说明体内的吗嘛代寡核酸试剂随着胚胎发育被逐渐降解，而由其造成的异常表型也逐渐被体内正常的mRNA表达所矫正，这也进一步说明了已经成功构建了eya1基因敲低的MO斑马鱼模型。
侧线神经丘系统是斑马鱼特有的一个听力器官，斑马鱼可以通过其感知水流、气压等的变化，还可以躲避猎物的追捕。FM1-43FX活体染料可以标记有功能的毛细胞，该研究中随机挑选48hp f-120hpf发育期间各一定数量的不同基因型斑马鱼进行FM1-43FX活体染色，在显微镜下观察并对腹部侧线神经丘的数量进行了统计分析。结果提示eya1基因的缺失导致腹部侧线神经丘数量的减少。
总之，EYA1 c.1075_1077delinsAT突变是中国BOS家族的致病变异，尽管其外显率在患者中存在差异。由于遗传和表型多样性，因此对BOR综合征的基因检测及蛋白组表达进一步研究意义重大。
4.创见与创新：根据该项目的研究结果，为耳科医生明确BOR患者的诊断致病原因提供了重要的诊断和咨询的方法，并对对家系的患者及家属进行该病的遗传方式讲解，家系成员经三代试管婴儿技术顺利怀孕，后期将进一步跟进新生儿听力及基因筛查等方面知识的宣讲。
5.社会效益：随着公共卫生条件的改善及遗传性致病因素检出率的提高，由环境因素所致的耳聋患者比例相对下降，遗传因素致聋所占比例相对增加，因此，遗传性病因的检测发现对耳聋的防治至关重要。通过基因筛查和诊断明确遗传风险及耳聋分子病因，有助于阻断遗传性耳聋在家系内的垂直传递，是耳聋防控的有效手段。在明确耳聋患者的遗传性致病因素基础上，通过遗传咨询和婚育指导，借助于产前诊断和胚胎植入前诊断等技术，可减少聋儿出生。
6.历年获奖情况：无。
7.成果简介：该研究发表论文2篇。 |
| 申报信息 |
| 登记号： |
9622024J0991 |
| 相关人信息 |
| 完成单位： |
甘肃省妇幼保健院 |
| 完成人： |
王肃旸 邢占奎 丁文娟 王佳 郭玉芬 |
| 行业及专利信息 |
| 应用行业名称： |
医院 |
| 应用行业码： |
851 |
| 转让信息 |
| 投资信息 |
| 推广信息 |
| 联系信息 |
| 联系单位名称： |
甘肃省妇幼保健院 |
| 联系单位地址： |
甘肃省兰州市七里河区七里河北街143号 |
| 邮政编码： |
730050 |
