小窝蛋白脂筏通路在原发性开角型青光眼中的作用和机制研究

Primary open angle glaucoma (POAG) is one of the most important causes of irreversible blindness, which has a large genetic component. Our recent genome-wide association study found caveolins (CAVs) as novel POAG associated genes, and further evidence suggested that lipid-raft-related pathway containing CAV1 and CAV2 may affect POAG development. Therefore, we hypothesized CAVs may participate in development of POAG through lipid-raft pathway. We proposed to do target sequencing of CAV-related pathway to perform RNA-seq, to identify novel susceptibility loci or disease-causing mutation, analyze its correlation with eye biometric parameters in patients, and gene-gene interaction. Based on our previous work in cell and animal models, the new CRISPR/Cas9 genome editing and system biology will be used in CAVs knockout study, and network analysis of POAG development. The current study aims to elucidate the role of CAVs in development of POAG, identify novel genes or loci, and provide new methods or targets of therapy.

原发性开角型青光眼（POAG）是不可逆性致盲的重要原因，遗传因素是其主要危险性因子之一。我们近期一项全基因组关联研究发现新的POAG关联小窝蛋白基因，并且它所在的脂筏相关通路可能与POAG的发病机制有关，但具体机制尚未明确。据此我们提出假说，小窝蛋白可能通过影响脂筏的结构和功能参与POAG发病。本研究拟利用高通量靶测序技术对POAG进行小窝蛋白全通路靶测序，寻找新的易感位点或致病性突变，分析其与临床病人眼生物学参数之间的关联，研究基因相互作用；对POAG病人的小梁网组织进行转录组测序，研究其表达谱中小窝蛋白相关通路的改变及作用；在细胞和动物模型基础上，利用新的CRISPR/Cas9基因组编辑和系统生物学，进行小窝蛋白基因敲除研究，分析小窝蛋白相关的脂筏相关通路参与POAG发生的基因网络。本研究预期将明确小窝蛋白在POAG发病机制中的作用,，发现新的致病基因或位点，为治疗提供新的途径或靶点。

本研究通过从遗传学、组织学、细胞学层面对小窝蛋白在POAG的作用和机制进行研究。遗传学方面，对POAG患者及对照组的小窝蛋白脂筏通路进行高通量的全外显子测序并进行和生物信息学分析，发现E2F6上的突变（c.C427G p.L143V）可能与CAV2共同作用导致一个家系的POAG发病，而CAV1-ABCA1基因位点的基因叠加效应可增加POAG的发病风险。组织学方面，收集了POAG患者及正常对照的小梁组织进行转录组测序，发现了相关的差异基因及可能的通路；细胞学方面，采用CRISP/CAS9基因组编辑技术成功构建了CAV1基因敲除及CAV2基因敲除的小梁网细胞系，发现小梁网细胞小窝蛋白-1基因敲除后细胞粘附能力下降伴有较高的细胞外基质降解酶表达，而细胞的内吞和自噬活性增加。本研究阐明了小窝蛋白脂筏通路在POAG的部分机制，丰富了对POAG发病机制的认识。