LRP6基因在家族性渗出性玻璃体视网膜病变过程中的功能研究

Familial exudative vitreo-retinopathy（FEVR) is a severe heritable retina vascular disease that can lead to blindness. There is no cure for this disease. Four genes (FZD4, LRP5, Norrin, TSPAN12), all of which are part of Wnt signal pathway, have been shown to be responsible for FEVR. However, these four genes can only explain about 50% of FEVR patients. We preliminarily identified LRP6 as a causative gene for three FEVR pedigrees by whole exome sequencing. LRP6 mutations identified in these patients lead to loss of LRP6 activity. But the role of LRP6 in FEVR has not been established yet. In this proposal, we propose to investigate the role of LRP6 in FEVR through the following experiments: in vitro experiments to assess interaction of LRP6 and FZD4/Norrin; effect of LRP6 mutations on expression levels of downstream Wnt signaling genes such as Dsh, Axin, beta-Catenin. We will assess the role of LRP6 in FEVR using Lrp6 mutant mice. We will also examine cell types in which LRP6 is required using tissue-specific knocking-out of Lrp6. This study will elucidate the role of LRP6 in FEVR and provide valuable information for disease mechanism studies and treatment of FEVR.

家族性渗出性玻璃体视网膜病变(Familial exudative vitreo-retinopathy, FEVR)是严重的视网膜血管疾病，可导致失明，至今尚无有效治疗手段。FEVR多为遗传性疾病，已有四个基因被证明为致病基因,且这四个基因均在Wnt信号通路上。但这四个基因仅能解释约一半的病例。我们通过全外显子测序和家系样本验证，初步鉴定了LRP6在三个FEVR家系中有致病突变，突变的LRP6蛋白丧失了活性；但LRP6在FEVR发病过程中的功能还未明确。本课题拟通过下述实验来阐明LRP6在FEVR中的功能：体外细胞实验研究LRP6与FZD4、Norrin相互作用和LRP6突变对Wnt信号通路下游基因表达的影响；Lrp6突变小鼠研究其在视网膜血管发育中的作用；组织特异性敲除小鼠研究所需LRP6功能细胞类型。此研究将明确LRP6在FEVR病变过程中作用，为FEVR致病机理和治疗研究奠定基础。

视网膜玻璃体渗出性家族性渗出性玻璃体视网膜病变(Familial exudative vitreo-retinopathy, FEVR)是一种严重的视网膜血管疾病，可导致失明，至今尚无有效的治疗手段.我们通过全外显子测序和家系样本验证，在三个FEVR家系中初步鉴定了三个LRP6突变，突变的LRP6蛋白丧失了活性。但项目实施过程中通过基因敲入模型和血管内皮细胞敲除模型，发现LRP6突变或缺失后视网膜血管发育无明显异常；我们的数据排除了LRP6在FEVR病变中的作用。在课题实施过程中我们鉴定了多个FZD4和LRP5 新致病突变，扩展了FEVR突变频谱。鉴定了一个新FEVR疾病基因CTNNA1, CTNNA1突变导致结合beta－Catenin能力降低，beta－Catenin表达增加，Norrin／beta－Catenin活性增加，视网膜顶细胞数目增加，血管密度增加，但发育异常，无法形成深层血管。为视网膜深层细胞供血，导致新生血管增生和渗漏，与FEVR病人临床表型类似。研究结果证明Norrin／beta－Catenin活性增加导致FEVR，有原创性，论文在投稿中。另外还构建了Tmem30a血管内皮细胞特异敲除小鼠模型，发现Tmem30a 缺失后血管生长缓慢，血管密度下降，血管发育前沿顶细胞数目减少。通过转录组研究发现，Tmem30a缺失后内皮细胞细胞增值有缺陷，VEGFA／VEGFR2 信号降低，影响了顶细胞增值分裂。研究成果发表已经被Journal of Cell Science 接收(February 2019).本课题实施过程中发表SCI论文12篇（通讯作者，含并列通讯作者），获得国家发明专利一项。