圆锥角膜双胞胎家系新致病基因的鉴定及功能研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81500763
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    18.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H1301.角膜及眼表疾病
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Keratoconus (KC) is a common blinding corneal disease, and heredity plays a key role in its development. Detection and identification of the pathogenic gene has being a research hotspot and difficulty in this field. However, the reported pathogenic genes explain only a small percentage of KC. The etiology of most patients is still unknown. Our previous study found that the reported genetic Loci in abroad cannot be repeated in Chinese keratoconus population, which suggested that there may be novel genetic loci in our population. . Our group collected two KC twins pedigrees, and excluded the reported candidate gene mutation by sequencing. Therefore, we did exome sequence on eight core members of these two families (twins and their parents) to find a new candidate gene. Through bioinformatics analysis, including data integration, filtering, function prediction and annotation, we detected 332 functional variations preliminarily. Next, we plan to further analyze the data (including genetic models, novel mutations and twin difference analyses), and find out the possible pathogenic gene mutations. Moreover, the gene will be validated in additional independent 500 sporadic KC cases and 500 normal controls in order to evaluate the contribution of the gene to KC. Finally, study the gene function in vivo and in vitro models and reveal the underlying pathogenic mechanism. This research will further clarify the mechanism of keratoconus and provide new clues for diagnosis and treatment of keratoconus.
圆锥角膜是一种常见的与遗传相关的致盲性角膜疾病。其致病基因的发掘与鉴定一直是圆锥角膜研究领域的热点和难点。已报道的致病基因仅能解释很少一部分人的发病,大部分病人的病因仍是不明。我们前期研究发现,国外已报道的相关位点在中国圆锥角膜人群中不能重复,提示中国群体中极可能有新的相关基因区域。临床上我们诊断了两个圆锥角膜双胞胎家系,前期基因筛查排除了已报道致病基因突变致病的可能。因此课题组利用全外显子组测序技术对2个家系中的8名核心成员进行了测序,并通过位点的整合、过滤、功能预测及注释等生物信息学手段初步筛选出了332个功能性变异,下一步拟对数据进一步分析(遗传模式、新生突变及双生子差异分析),以找出新的致病基因突变;并在500散发病例和500正常对照中进行验证,确定致病基因突变谱;最后通过体内外模型研究其作用机制。本研究将进一步阐明圆锥角膜的发病机理,为圆锥角膜早期诊断及治疗提供新靶点和思路。

结项摘要

圆锥角膜是一种常见的与遗传相关的致盲性角膜疾病。其致病基因的发掘与鉴定一直是圆锥角膜研究领域的热点和难点。临床上我们诊断了两个圆锥角膜双胞胎家系,课题组利用全外显子组测序技术对2个家系中的8名核心成员进行了测序,并通过位点的整合、过滤、功能预测、注释、遗传模式及新生突变等生物信息学手段进行了筛选分析,在两个家系中分别找到了新的致病基因突变TUBA3D c.C31T(p.Q11X)和FGA c.T709C(p.F237L);随后在200散发病例和200 正常对照中对上述两个基因进行验证,结果分别在2 例散发病人中检测到了位于TUBA3D及FGA的其他杂合突变,在正常人中都未检测到变异,验证了其致病性。.进一步功能机制研究发现:1)TUBA3D突变双胞胎病人与其正常父母相比TUBA3D 基因表达水平降低,尿激酶型纤溶酶原激活物(UPA)及基质金属蛋白酶1(MMP1)表达升高;2)TUBA3D基因突变后,其蛋白变得不稳定,并且可导致人角膜成纤维细胞基质金属蛋白酶的高表达和氧化压力升高,从而减少了角膜中的细胞外基质,导致了圆锥角膜的发生;3) FGA突变双胞胎病人与其正常父母相比FGA基因表达水平升高, 与正常人原代角膜成纤维细胞(HCF)相比,先证者HCF 胶原蛋白 IV型表达降低; 4) FGA突变后可导致人角膜成纤维细胞基质金属蛋白酶的高表达,从而减少了角膜中的细胞外基质,导致了圆锥角膜的发生。总之,本研究通过外显子组测序发现了圆锥角膜的2个新的致病基因,并通过功能研究探讨其致病机制,进一步阐明了圆锥角膜的发病机理,为圆锥角膜早期诊断及治疗提供新靶点和思路。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
De novo mutations of TUBA3D are associated with keratoconus.
TUBA3D 的从头突变与圆锥角膜相关
  • DOI:
    10.1038/s41598-017-13162-0
  • 发表时间:
    2017-10-19
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Hao XD;Chen P;Zhang YY;Li SX;Shi WY;Gao H
  • 通讯作者:
    Gao H
Decreased Integrity, Content, and Increased Transcript Level of Mitochondrial DNA Are Associated with Keratoconus.
线粒体 DNA 完整性、含量降低和转录水平升高与圆锥角膜相关
  • DOI:
    10.1371/journal.pone.0165580
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    PloS one
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Hao XD;Chen ZL;Qu ML;Zhao XW;Li SX;Chen P
  • 通讯作者:
    Chen P
Mutations in the TMCO3 Gene are Associated with Cornea Guttata and Anterior Polar Cataract.
TMCO3 基因突变与角膜点滴和前极白内障有关
  • DOI:
    10.1038/srep31021
  • 发表时间:
    2016-08-03
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Chen P;Hao X;Li W;Zhao X;Huang Y
  • 通讯作者:
    Huang Y

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其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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