BACH2基因在视网膜色素变性疾病发病中的作用机制研究

Retinitis pigmentosa (RP) is a group of hereditary blinding retinal diseases involving progressive degeneration of the retinal photoreceptors and retinal pigment epithelium. There is no effective means of treatment for RP. There are still 40% RP patients with no known disease genes/loci identified. By whole exome sequencing analysis, we identified a new RP gene BACH2 and the pathogenic mutation p.Q672* in a arRP pedigree. In another RP patient, we found a second BACH2 mutation p.E114V. BACH2 encodes a basic leucine zipper transcription factor with BTB and CNC homology structure. In this project, we aim to investigate the role of BACH2 in RP pathogenesis through the following experiments: (1) to identify the DNA binding sequence of BACH2 and the target gene by ChIP-Seq technology; (2) to investigate interaction proteins and their related signaling pathway by pull-down and Co-IP technology; (3) to study the function of Bach2 in the retina cells in vivo by using retina-specific Bach2 knock out mouse model.

视网膜色素变性（retinitis pigmentosa, RP）是视网膜光感受器细胞及色素上皮细胞进行性受损为主要特征的一组遗传性致盲疾病。RP的防治手段极其有限，其致病机制尚不明确；目前仍有40%RP患者致病基因/位点待确定。通过全外显子组测序分析，我们在一个常染色体隐性遗传RP家系中发现了新RP致病基因BACH2，致病突变为p.Q672*。我们还在另一个RP病人中找到BACH2点突变（E114V）。BACH2是编码有BTB/POZ结构域的碱性亮氨酸拉链转录调节因子。本课题中我们将用以下方法研究BACH2在RP致病中作用：（1）采用ChIP-Seq技术筛选与BACH2结合的DNA序列，明确其调控靶基因；（2）采用Pull-down与CoIP方法研究BACH2的相互作用蛋白及其所处信号通路途径；（3）通过视网膜特异性基因敲除小鼠模型研究Bach2基因缺失对视网膜感光细胞形态和功能的影响。

视网膜色素变性疾病（RP）是遗传性致盲的主要原因，临床主要以视网膜感光细胞进行性退化变性为主。我们此研究主要是在收集RP家系和散发病例的基础上，用外显子测序，基因位点验证和体外功能实验研究为手段，寻找新的RP致病基因及突变位点。在本项目中，我们找到在FAM161A基因上的一个新的纯合移码突变p.R592FsX2；发现了CRB1基因的新的纯合剪切突变位点c.2129-1G>C，新的纯合突变位点p.G1310C以及新的复合杂合突变位点p.N629D和p.A593T；我们还发现了在AHR基因上的一个新的纯合剪切突变位点c.1160+1G>A。为了对AHR进行基因功能研究，我们用了细胞生物学实验和视网膜条件性AHR基因敲除小鼠模型进行研究。在体外实验中，我们发现突变型AHR不能激活XRE荧光素酶活性并且阻碍下游靶基因的激活。在视网膜条件性AHR基因敲除小鼠模型中，我们检测到Ahr KO小鼠在12个月的时候ERG的a，b波明显降低，同时Ahr KO小鼠视网膜组织学染色显示视网膜外核层明显变薄。本项目的研究为RP疾病的发病机制提供了新的理论基础，并为RP疾病的诊断和治疗提供了新的靶点。