新致聋基因的鉴定及其致聋机制研究

新致聋基因的发现及其致聋机制研究对耳鼻咽喉科基础研究的发展及耳聋的预防有全局影响。申请人在美国工作期间曾在国际上首次克隆了遗传性耳聋眼盲综合征基因PCDH15，回国后的八年中一直潜心于遗传性耳聋大家系研究，在多年扎实工作的基础上，课题组近两年来连续发现了两个新致聋基因PRPS1和DFNA62，PRPS1的初步研究结果已发表于2010年第一期Am J Hum Genet（影响因子11.3）。本申请项目拟深入研究这两个新致聋基因所编码蛋白质的功能，明确其致聋机理，并对已定位于1p13-14.1和3p13-14.3两个新位点的非综合征性耳聋大家系进行新致聋基因的搜索、鉴定及致聋机制研究。本项目的研究成果不但可揭示重要的科学问题- - -新致聋基因功能及致聋机制，使我国的聋病基因研究跻身于国际前沿水平，还将有助于为遗传性耳聋家族提供可靠的基因诊断和遗传咨询，为临床提供预防耳聋出生缺陷的新型诊断技术。

新致聋基因的发现及其致聋机制研究对耳鼻咽喉科基础研究的发展及耳聋的预防有全局影响。本项目实施四年中，本课题组鉴定了一个六代相传耳聋巨大家系新的致病基因: SMAC/DIABLO c.377C>T 突变。对此基因功能的深入研究揭示了Smac 突变体非同寻常的致聋机制，即SmacS71L 突变体可引起细胞内野生型和突变型Smac 大量降解，引发线粒体膜电位慢性损伤，最终导致内耳毛细胞死亡。此研究发现提示应用保护线粒体膜电位的药物，如Pfizer 公司用于治疗Alzheimer’s 病的Dimebon 或尚处于研发阶段的P3C7等药物有望延迟DFNA64 耳聋的发展速度。此研究发现为迟发性耳聋群体的药物干预研究开辟了一个新的方向，研究论文发表于Am J Hum Genet, 2011， IF: 10.6。对来自X连锁遗传性非综合征型耳聋DFNX1家系GZ-Z052家系8个成员的红细胞和皮肤成纤维细胞PRPS1酶活性测定发现患者的红细胞和成纤维细胞的酶活性分别是正常对照者酶活性的56%和55%。原核表达的8个PRPS1突变体酶相对于野生型酶活性均下降。通过对PRPS1 致聋机制的深入研究，我们发现药物干预有可能实现DFNX1 型耳聋的症状前预防（PRPS1 是体内嘌呤和嘧啶核苷酸从头合成途径的重要酶类），并找到了比较理想的候选药物S-腺苷蛋氨酸（SAM），此部分工作正在进行论文撰写。对Smac/Diablo TALEN 3-22周小鼠听力学检测结果显示，杂合型和野生型小鼠没有显著差异，听力接近正常水平，纯和型小鼠18周以后出现听力下降， click下降在35dB以上，toneburst以8000Hz以上的高频听力下降为主，下降幅度在15dB左右。对三个新的耳聋大家系致聋基因的鉴定和功能研究工作已发表在Ann Hum Genet.，2014和J Hum Genet，2014上。本项目研究工作不足之处是DFNX1和DFNA64 knockin小鼠模型的建立工作进展比预期缓慢，目前只拿到了Smac/Diablo TALEN小鼠，DFNX1和DFNA64 knockin 小鼠模型即将拿到剔除筛选序列的阳性F1小鼠。本项目的研究成果不但可揭示重要的科学问题---新致聋基因功能及致聋机制，使我国的聋病基因研究跻身于国际前沿水平，还将有助于为遗传性耳聋家族提供可靠的基因诊断和遗传咨询。