《遲發進展性遺傳性聾致病基因SCD5的鑑定與功能分析》是依託北京大學，由劉玉和擔任負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：遲發進展性遺傳性聾致病基因SCD5的鑑定與功能分析
- 項目負責人：劉玉和
- 依託單位：北京大學
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
遺傳性聾新基因的克隆與功能研究是耳聾發病機制研究的重要內容。本課題組前期工作在一大常顯遲發進展性遺傳性聾家系中發現SCD5基因新突變與表型共分離，蛋白結構預測為致病突變，SCD5表達蛋白硬脂醯輔酶A脫氫酶5是脂質代謝的關鍵酶，主要分布在腦組織，參與神經細胞的增殖分化和調控縫隙連線蛋白功能，提示SCD5突變可能導致遲發進展性遺傳性聾。本項目在研究SCD5蛋白在內耳的表達分布和體外細胞模型證實該突變導致硬脂醯輔酶A脫氫酶5功能改變的基礎上，擬構建SCD5基因表達選擇性耳蝸敲低鼠模型和SCD5突變基因敲入鼠模型，檢測SCD5在內耳和聽覺神經通路的表達及突變鼠內耳細胞和聽覺神經通路的形態學變化，聽覺電生理改變，分析SCD5的相互作用分子及其功能，以及SCD5突變對內耳脂質代謝的影響，探索SCD5突變導致遲發進展性遺傳性聾的分子機制，期望為闡明遲發進展性遺傳性聾的發病機制提供思路。
結題摘要
SCD5基因和HOMER2基因突變均可引起常染色體顯性遺傳非綜合徵性耳聾，患者表現為遲發進展性聾。SCD5在豚鼠及人胎兒耳蝸螺旋神經節細胞和Corti器中表達，c.626G＞C突變可抑制SCD5基因的促細胞增殖作用。本課題還研究了另一耳聾家系致病基因HOMER2的突變致病機制與聽力表型的關係。通過構建HOMER2基因不同突變型表達載體，套用RT-PCR, 還原性、非還原性Western Blot，及免疫細胞螢光等技術，探討HOMER2的突變對HOMER2多聚化功能的影響。套用CRISPR/Cas9基因編輯技術構建和人HOMER2基因c.840_841insC突變相對應的Homer2突變基因敲入模型小鼠。通過檢測小鼠聽力表型，及對小鼠耳蝸組織的研究，進一步在體內研究HOMER2基因在聽覺通路中的作用及突變致聾的機制。實驗研究發現HOMER2的插入突變導致蛋白截短，多聚化CC功能區及與CDC42結合功能區被破壞，蛋白表達量降低。截短的HOMER2蛋白的多聚化功能較野生型和已報導點突變型HOMER2蛋白顯著降低。共聚焦顯微鏡觀察三種HOMER2蛋白的亞細胞表達，發現野生型及已報導突變型HOMER2蛋白傾向於聚集成團分布，而該家系突變型HOMER2更傾向於瀰漫性分布。與兩家系的聽力表型相符。HOMER蛋白多聚化是其發揮調控鈣信號轉導所必須的，蛋白多聚化功能的降低可能影響鈣信號轉導，進而影響耳蝸細胞功能導致耳聾。模型鼠相關實驗尚在進行中，該部分實驗的完成將會進一步揭示HOMER2基因在聽覺中通路中的作用，及其突變導致耳聾的機制。本研究中的202家系是目前全球發現的第二個HOMER2基因突變導致的耳聾家系，該家系的發現充分佐證了HOMER2基因是人維持正常聽力所必須的，豐富了耳聾基因譜。SCD5與HOMER2基因存在諸多共性，HOMER2相關研究的進行也有利於SCD5基因的致聾機制研究的推進。
