CRYAA基因DNA甲基化在年龄相关性白内障发病中的作用研究

Age-related cataract (ARC) is the leading cause of blindness in the world. The molecular chaperone function of αA crystallin (CRYAA) plays an important role in maintaining the transparency of lens. Our preliminary study found that the DNA methylation of CRYAA gene promoter is significantly increased in ARC, and then proposed the hypothesis that "DNA methylation of CRYAA is increased with aging, leading to reduced CRYAA expression, declined total chaperone activity, and development of cataract". This project intends to take the anterior capsule of different type cataract, with anterior lens capsule from eyes of our eye bank without cataract with same age group as control. We will measure the DNA methylation level of CRYAA using bisulfite sequencing PCR, detect CRYAA gene expression level using RT-PCR and western blot, and reverse the DNA methylation using zebularine in the tissue level. The purpose of this project is to clarify the role of DNA methylation of CRYAA genes in the development of ARC, and propose a new intervention strategy for ARC.

年龄相关性白内障（ARC）是全球首位致盲眼病。本项目组前期研究验证了αA晶状体蛋白（CRYAA）分子伴侣功能与ARC的发病密切相关，同时发现随着ARC病变程度加深，CRYAA蛋白表达量降低，其基因启动子区DNA甲基化程度明显增加，据此提出"随着年龄增加，CRYAA基因DNA甲基化程度增加，导致CRYAA表达降低，总的分子伴侣活性下降，出现白内障"的假说。本项目拟在白内障术中取不同类型、不同浑浊程度白内障前囊膜，以眼库中年龄匹配无明显白内障眼球的晶状体前囊膜为对照，提取基因组DNA，使用重亚硫酸盐测序法定量分析CRYAA基因DNA甲基化程度变化规律，检测CRYAA基因表达水平以进一步验证该假说，并在组织水平检测DNA甲基化抑制剂Zebularine的干预效果。从而阐明CRYAA基因DNA甲基化在ARC发病过程中的作用机制，并为ARC提出新的干预策略。

年龄相关性白内障（age related cataract, ARC），又称老年性白内障，是世界范围内的首位致盲眼病。由于年龄相关性白内障尚未找到安全有效的药物治疗方法，手术仍是其唯一有效的治疗途径。年龄相关性白内障的手术和耗材费用对患者和国家都是沉重的负担。深入研究年龄相关性白内障发病机理，找到发病原因，进行早期干预，对于最大限度地保护患者的视功能、提高生活质量、减少患者、社会以及国家的负担具有重要意义。.本项目组在本国家自然科学基金支持下，深入研究了DNA甲基化在年龄相关性白内障发病过程中的作用机制及其干预效果。发现ARC前囊膜晶状体上皮细胞CRYAA基因DNA甲基化程度的变化，发现随着ARC病变进展，CRYAA基因DNA甲基化程度增加，阐明了ARC发病及进展过程中CRYAA基因DNA甲基化变化规律。发现了ARC前囊膜晶状体上皮细胞CRYAA基因表达的变化规律，CRYAA基因启动子区DNA甲基化将影响转录因子与启动区的结合，导致基因表达受抑制。在mRNA水平与蛋白水平进一步确证启动子区DNA甲基化对CRYAA基因表达的影响。证实DNA去甲基化药物Zebularine对前囊膜晶状体上皮细胞有很好的干预效果，发现DNA去甲基化药物Zebularine能够抑制晶状体上皮细胞的DNA甲基化关键酶DNMT1。项目组进一步取不同类型与严重程度的ARC患者的晶状体前囊膜，在组织水平验证DNA去甲基化药物Zebularine逆转晶状体上皮细胞DNA甲基化的可行性。.项目组通过研究ARC发病及进展过程中CRYAA基因DNA甲基化变化规律。以及该变化导致的CRYAA基因表达改变，从而阐明了CRYAA基因DNA甲基化在ARC发病及进展过程中的作用这个关键科学问题。. 本研究结果发表在了生物学权威杂志The FASEB Journal（205年IF=5.043）等杂志上，并在文中标明了本国家自然科学基金资助及编号。