一种新发现的先天性白内障致病基因的突变及功能研究

后极性白内障（CTPP）属于先天性白内障的一种类型。我们在一个常染色体显性的中国人CTPP大家系中将致病基因定位在1p36区域4 Mb范围内并发现EPHA2基因突变；同时，我们还在一个英国人CTPP家系和一个澳大利亚全白内障家系中发现EPHA2基因突变。本项目拟在此发现基础上，继续在家族性和散发先天性白内障病例中筛查EPHA2基因致病突变；利用基因转染和免疫共沉淀等分子细胞生物学技术研究致病突变对晶状体上皮细胞迁移和凋亡以及对EPHA2结合LMW-PTP蛋白能力的影响；制备晶状体靶向表达转基因小鼠探讨EPHA2基因突变导致先天性白内障的机制。本项目是项目组前期重要发现的工作延伸和扩展，具有原始创新性。完成项目研究工作，不仅可发现一个新的先天性白内障致病基因，还将有助于全面揭示Eph-Ephrin信号传导系统在晶状体发育和白内障发病中的重要作用。

本项目题为“一种新发现的先天性白内障致病基因的突变及功能研究”是针对EPHA2基因突变导致遗传性白内障家系的临床基础研究。项目组利用三个分别来自中国、英国和澳大利亚的家系，通过连锁分析、突变筛查和初步功能分析，发现定位于染色体1p36的EPHA2是导致常染色体显性先天性后极性白内障（posterior polar cataract）和全白内障（total cataract）的一个新的白内障致病基因 [1]。本项目拟在此前期工作基础上，深入开展EPHA2基因致病突变检测和突变基因功能研究。本项目研究内容主要分为三部分：1、EPHA2基因表达对晶状体上皮细胞迁移和凋亡的影响； 2、晶状体靶向表达EPHA2突变体转基因小鼠的制备及表型分析；3、先天性白内障家系和散发病例中EPHA2基因突变的检测。第1部分得到的重要结果是：①外源转染突变型EPHA2对人类晶状体上皮细胞SRA01/04的迁移力没有显著影响； ②外源转染三种突变型EPHA2对人类晶状体上皮细胞的凋亡无明显促进或抑制作用；③三种突变可能使EPHA2蛋白变得不稳定而容易发生降解； ④三种突变可能使突变型蛋白较野生型更容易与自身形成同源二聚体[2]。 这部分研究结果对于探讨EPHA2突变导致遗传性白内障发表机制是十分重要。 第2部分得到的结果是：将c.2826-9G>A产生的C71突变型EPHA2的cDNA克隆到骨架为pSV0-CAT且能驱动晶状体上皮细胞特异表达的质粒载体中，于该载体多克隆位点插入片段，转基因载体经KpnI内切酶线性化后，通过采用C57BL/6J小鼠受精卵雄原核注射，使编码C71突变体的EPHA2 INS cDNA序列随机整合至C57BL/6J小鼠基因组DNA中。现已获得转基因阳性小鼠15只。小鼠晶状体切片HE 染色及EPHA2蛋白特异性抗体免疫荧光染色，正常小鼠晶体上皮细胞呈规律四短两长六边形结构，EPHA2蛋白主要分布于短边；转基因阳性小鼠晶体上皮细胞排列及EPHA2蛋白分布杂乱无序等异常改变。从组织病理学上表明了转基因阳性小鼠晶状体上皮细胞结构已经发生了病理性改变，与EPHA2转基因阳性表达结果一致。第3部分：在完成了6个新遗传性白内障家系基因突变筛查工作中，发现了2个新的白内障基因突变，另外2个家系已将致病基因定位在染色体限定的区域内。这对于扩展白内障致病基因突变数据库是十分有帮助的。