听觉相关蛋白Taperin的致聋分子机制和基因调控研究

Taperin是表达在耳蜗毛细胞静纤毛锥体区的一种听觉相关蛋白质，目前已发现其突变可导致常染色体隐性遗传性聋79型（DFNB79），但其在听觉中的具体作用及其致聋病理机制尚未明确。本研究从体外实验，将siRNA与质粒载体结合经电穿孔法转染至体外培养基底膜上的毛细胞将Taperin基因敲低；体内实验采用构建的Taperin基因敲除小鼠；观察两种途径抑制Taperin基因表达后毛细胞的形态和生理改变。通过cDNA芯片技术筛选和鉴定Taperin的相互作用基因和蛋白，并应用蛋白质组学技术确定。采用基因芯片和DNA测序法在中国非综合征性耳聋人群中进行Taperin基因突变检测。综合以上研究确定Taperin基因在听觉产生和耳聋病理中的作用和调控因素，以及其突变在中国非综合征遗传性聋人群中的分布特点。

第一部分，中国非综合征型聋人群Taperin基因突变检测.为明确中国人非综合征型聋患者中Taperin基因的突变频率和特点，课题组应用基因芯片联合DNA测序法对184例患者进行了TPRN基因的突变检测。在2名患者中发现559G>T（A187S）杂合突变，在家族中也检出携带了上述突变的杂合子。经同源性比对分析，A187S发生在保守的氨基酸残基，可能与耳聋有关。此外，在患者组和对照组中发现两种多态157C>T和318C>T。在中国人非综合征型耳聋患者中Taperin基因的突变携带率约为1.49%。.第二部分，体外培养小鼠耳蜗基因转染实验.为研究Taperin基因在毛细胞中的作用，课题组构建了针对Taperin基因的siRNA重组质粒，准备经电穿孔法转染体外培养的小鼠耳蜗毛细胞，观察Taperin基因敲低后毛细胞形态和电生理改变。预实验中，我们采用荧光标记质粒通过电穿孔法转染毛细胞以验证转染效率，发现转染效率比较低，而且转染后毛细胞死亡率高，存活时间短。在目前技术条件下，课题组还无法解决毛细胞转染成功率低和细胞生存时间短的问题，此部分研究未达预期目的。由于基因敲除小鼠已经构建成功，可更好研究Taperin基因功能，课题组将研究重点由体外基因敲低实验转至基因敲除动物体内实验。.第三部分，Taperin基因敲除小鼠的听功能及内耳形态学观察和Taperin相互作用基因的筛选和鉴定.为研究Taperin基因的功能，课题组订购Taperin基因敲除小鼠，通过DNA测序证实。对出生后15，30和90天的纯合型基因敲除小鼠进行脑干听觉诱发电位检查，各个月龄的小鼠各频率听力都有下降，表现为随年龄增大逐渐加重的感音神经性聋，成年后表现为重度感音神经性聋。间接免疫荧光染色后光镜及扫描电镜观察3，15，30和90天的小鼠耳蜗，发现出生15天后内毛细胞静纤毛出现部分缺失和广泛排列紊乱，外毛细胞静纤毛排列紊乱，30天后静纤毛病变明显。根据形态学观察，推测静纤毛的形态和功能改变是导致Taperin基因敲除小鼠耳聋的原因。为研究Taperin基因功能，课题组通过cDNA芯片技术比较Taperin基因敲除小鼠和野生型小鼠的基因表达谱，筛选出基因敲除后表达上调和下降的多个基因，取得的数据正在分析中，结果将进一步揭示Taperin基因功能。