基于周边眼轴长度的多性状全基因组关联研究

Myopia is the most common eye disorder in Chinese teenagers and would be accompanied by many visual-threatening complications latter in life. It is becoming one of the most topic health problems in China. The etiology of myopia keeps elusive. Peripheral eye shape plays a critical role on myopic onset and progression, while peripheral eye length is the best parameter reflecting peripheral eye shape. Multivariate genome-wide association study (mGWAS) is a method that uses two or more disorder-related phenotypes to detect susceptive genes of the disease. We have developed a validated software for mGWAS analysis. In the proposed study, we are going to collect axial length, peripheral eye length of the temporal 40°and nasal 40°of the first-born twin from Guangzhou Twin Eye Study and explore susceptive genes of myopia using our software for mGWAS analysis. Furthermore, we use CRISPR/Cas9 technology to mutate the SNPs, to built the rice with the altered gene, use CO-IP and mass-spectrometric technique to detect the different protein expression level between wild-type and mutation-type rice, examine the retina and sclera thickness using pathological technique, it will validate those SNPs effect the myopia at protein level.

近视是我国青少年常见的眼病，会引起致盲性并发症，已经成为我国重要的公共卫生问题。近视的病因不明，近年来发现周边眼球形态影响近视的发生和进展，我们已经提出一种测量周边眼轴的有效方法，并发表于《Ophthalmology》上。多性状全基因组关联研究是分析某个疾病的多个表型，研究疾病的易感基因位点，我们已经开发一款可信度高、具有“可视化”信号源的分析方法。在前期研究基础上，我们拟利用广州双生子研究中的大双生子为对象，收集其颞侧40°和鼻侧40°周边眼轴，以及中央眼轴，利用我们自行开发的分析方法，发现近视的易感基因位点。进一步地，我们利用CRISPR/Cas9 技术定点突变发现的SNPs位点构建SNPs型小鼠，应用CO-IP技术和质谱技术检测其与该蛋白的结合蛋白种类在野生型和突变型小鼠中的差异，同时结合病理检查对比两种小鼠的视网膜和巩膜的厚度和形态，从而说明SNPs是否在蛋白水平影响近视的进展。

近视是我国青少年最常见的眼病，其病因涉及复杂的遗传和环境因素。在遗传方面，近视是一种多基因遗传病，全基因组关联研究（GWAS）研究其易感基因的最常用方法。既往近视GWAS研究中，定义近视表型的方法有：基于等球镜的连续变量，或者近视的二分类变量，以及将中央眼轴长度多做为中间表型分析。但是由于统计软件的局限性，既往研究是基于某一个表型的单性状GWAS研究，我们的研究是将近视的多个中间表型，中央眼轴长度和鼻侧周边眼轴长度和颞侧周边眼轴长度，采用我们团队开发的专门分析软件，进行多性状GWAS分析，试图发现更多的近视相关的易感基因位点，并通过CRISPR/Cas9 技术定点突变发现的SNPs位点构建SNPs型小鼠，验证发现的易感基因位点。.按照原研究计划，2017年，我们收集了466例12-27岁青少年右眼的中央眼轴长度、颞侧40度周边眼轴长度，鼻侧40度周边眼轴长度，并利用RegUDA的多性状GWAS分析软件进行数据分析，研究没有发现预期的显著统计学位点，为了避免经费资源的浪费，该项目既定的动物模型研究部分并没有如期进行。该研究结果已经在2018年年度报告中做出说明，并上报国家基金委审核。 针对该问题，2019年，我们组织专家讨论，拟选择近视GWAS研究中，最先发现，也是最恒定发现的易感基因--GJD2基因进行相关的动物模型研究。目前，该部分动物实验正在进行中，这就导致了经费支出的延迟。在进行该课题同时，我们的基因型数据共享至全球的近视GWAS研究联盟--CREAM中，并作为Collaborators作者发表论文于Nature Genetics上。同时，该国家自然科学基金也资助了在本人在近视的其他相关研究，并发表论文在Invest Ophthalmol Vis Sci杂志上。最后，该基金剩下的研究内容和经费支出将于接下来的2年内完成。