【摘 要】
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高度近视及其并发症,是我国不可逆性视力受损以及致盲的重要原因。因此,寻找高度近视尚未明确的致病因素,探索发病分子机制,对于其有效防控具有重要意义。为探究高度近视的发病机制,本论文从遗传学角度发现疾病基因、体外体内功能实验探索疾病基因在近视中的作用。现将本论文研究结果总结如下:1、针对高度近视的候选基因进行关联性分析验证。以中国西南地域汉族高度近视人群为研究对象,探寻FGF10、PDGFRA、PAR
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高度近视及其并发症,是我国不可逆性视力受损以及致盲的重要原因。因此,寻找高度近视尚未明确的致病因素,探索发病分子机制,对于其有效防控具有重要意义。为探究高度近视的发病机制,本论文从遗传学角度发现疾病基因、体外体内功能实验探索疾病基因在近视中的作用。现将本论文研究结果总结如下:1、针对高度近视的候选基因进行关联性分析验证。以中国西南地域汉族高度近视人群为研究对象,探寻FGF10、PDGFRA、PARP8、ZC3H11B、SEMA4F和SPTBN1基因中17个单核苷酸多态位点(SNP)与高度近视的关系。FGF10基因中rs12517396(AA)和rs10462070(GG)位点的纯合基因型携带者显示出较低的近视易感性(P=0.048,OR=0.370;P=0.032,OR=0.346);PDGFRA基因中的rs2114039位点也与高度近视显著相关(P=3.02×10-08,OR=0.579);还证实ZC3H11B、SEMA4F与SPTBN1基因中7个SNP位点与西南地域汉族高度近视人群之间没有显著相关性。2、VIPR2基因在近视形成中作用研究。体外研究结果如下:(1)完善疾病基因图:通过全基因外显子组测序与扩大正常样本测序验证后发现,仅有4个突变位点(G103A,G946A,G541A,A320T)仅存在于高度近视患者中,生物信息学分析显示,这四个突变位点均位于序列保守区域。(2)探索VIPR2在胶原合成过程中的作用:人源的原代巩膜成纤维(HFSF)细胞是巩膜中最重要的细胞,敲低VIPR2后,发现HFSF细胞中I型胶原蛋白表达降低;VIPR2突变体(G103A与A320T)导致I型胶原蛋白的表达减少。VIPR2基因在体内近视发生发展中的作用研究结果如下:(1)形觉剥夺近视小鼠模型证实VIPR2参与近视的形成,通过RT-PCR与WB检测,发现形觉剥夺小鼠实验眼的视网膜组织中的VIP蛋白表达增加,而VIPR2蛋白表达有所减少。(2)Vipr2基因敲除(Vipr2-/-)小鼠出现屈光漂移、眼轴增长趋势的近视表征;长时间的追踪观测发现,正常的循环光照环境(12h光照/12h黑暗)中Vipr2-/-小鼠昼夜节律仍然存在,但较野生型小鼠节律周期变短;Vipr2-/-小鼠屈光发育进程被打乱,且始终处于近视屈光漂移范围。(3)纯黑暗环境(24h黑暗)诱导,Vipr2-/-小鼠的昼夜节律几乎完全消失,屈光发育进程几乎完全被破坏;较循环光照环境,其屈光漂移与眼轴增长更明显;我们进一步对小鼠的巩膜组织结果进行观测,在循环光照环境中,Vipr2-/-雄性小鼠的巩膜结果维持正常状态;而在纯黑暗环境中,其巩膜成纤维细胞出现细胞器丢失、胶原表达量减少以及胶原束稀疏等显著改变。(4)VIPR2对昼夜节律调控相关蛋白的影响,Vipr2基因缺失,在视网膜组织中导致同一时刻的Per2、Per3基因表达显著降低。综上,我们通过动物模型证实了VIPR2基因参与近视的形成。VIPR2基因功能的缺失,可能通过影响昼夜节律,破坏眼组织正常的内源性昼夜节律,同时使得巩膜胶原合成受阻,破坏巩膜重塑机制、打断眼睛屈光发育的进程,从而导致近视发生。3、关于PARP8基因在近视中的功能探索。PAPR8基因中的部分连锁位点(rs1195438,rs2404958,rs282544,rs32396与rs27243)与汉族高度近视人群密切相关,其连锁产生的ACTAA单倍体分析结果提示,具有此单倍体携带者患近视风险显著增加(P=2.00×10-04;OR=1.294)。在高度近视患者与正常对照人群检测比较,较正常对照,近视人群PARP8基因表达降低,而hsa-mi RNA-410-3p表达增加;构建近视小鼠模型,其视网膜组织中PARP8表达降低,再次明确近视与PARP8基因的关联。体外实验则证实,rs27243-AA基因型与hsa-mi RNA-410-3p的结合,可通过负反馈调节PARP8蛋白表达;PARP8表达降低后会导致细胞形态改变、核纤层蛋白(Lamin A/C)表达降低以及凋亡相关的CHK1、CHK2蛋白表达发生改变;再进一步通过质谱分析、CO-IP验证,发现PARP8与ALYREF相互作用,ALYREF在m RNA转录、DNA损伤修复过程中具有重要作用。推测PARP8功能缺失,会导致ALYREF蛋白介导的m RNA出核转录过程受阻,造成细胞活力降低,进而影响近视的发生发展。本论文从遗传学角度发现疾病基因,结合当前研究的热点和难点,利用分子生物学等多个方法,体外体内功能实验探索疾病基因在近视中的作用,为高度近视在未来的精准靶点治疗提供依据与方向。
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