ILT3基因在病理性近视发生发展过程中的作用机理研究

Pathologic myopia (PM) is one of the leading causes for blindness in China. So far, the pathogenesis of PM remains unknown, and there is no precaution and treatment available for PM. Therefore, it is very important to reveal the mechanism and pathogenesis of PM. We have found that ILT3 was a causal gene for PM through genome-wide association study and exome sequencing. However, the pathogenesis of ILT3 in myopia was unclear. Previous studies identified that ILT3 might paly an important role in the remodeling of sclera. The remodeling of the sclera extracellular matrix (ECM) caused by abnormal collagen synthesis also play very important role in the myopia progression. Therefore, we hypothesized that ‘ILT3 affect myopia formatin by regulating fibroblast function and scleral collagen synthesis’. In this study,we will firstly verify the function of ILT3 in the PM formation through lens-induced myopia mouse model. Then, we will test the affection of ILT3 on the sclera fibroblast function and collagen synthesis. We will also study the binding-protein of ILT3 and confirm its pathway. At last, we will study the ILT3 gene function in vivo by knockout and knockin mice. This study will elucidate the role of ILT3 in pathologic myopia development and provide valuable information for the diagnosis and treatment of pathologic myopia.

病理性近视是不可逆性视力受损和致盲的首要原因，其发病机制不明，缺乏有效防治。本项目通过前期全基因组关联分析和外显子组测序，发现一个新的病理性近视基因-ILT3，但具体作用机制尚不明确。既往表明ILT3可能与巩膜重塑和屈光发育相关，而巩膜细胞外基质重塑在近视形成过程起关键作用。因此我们提出“ILT3可能通过调节巩膜成纤维细胞功能及胶原代谢参与病理性近视的发生和病变过程”的理论假说，并从以下几方面进行研究：1）离焦诱导近视小鼠研究ILT3在视网膜巩膜表达变化，证实其参与病理性近视形成；2）观察ILT3对巩膜成纤维细胞结构功能及胶原代谢影响，明确其信号通路和调控模式；3）基因敲除/敲入小鼠及其制作的离焦近视模型，测量近视相关的生理参数、巩膜胶原代谢情况，结合分子调控机制，明确ILT3基因在病理性近视发生发展过程中的作用机理，为其有效防治提供理论基础和潜在的诊疗靶点。

近视是全球最普遍的眼睛疾病，是造成日常视力下降的首要因素。我国是全世界近视人数最多的国家，高度近视及其并发症是我国不可逆性视力受损乃至失明的首位原因。高度近视发病机制不明，其有效防治也非常有限。虽然已有多个病理性近视基因报道，但其基因功能和作用机理尚未明晰。.本项目已经先后收集了超过5000份病理性近视相关的家系、散发病人与对照志愿者的DNA，并采用信息化网络化管理，已经建立了一个较为完整的遗传资源收集和保存网络。在研究中，我们也在持续性的寻找ILT3基因相关的致病基因突变位点与新的PM致病基因的鉴定。结果发现，ILT3基因上2个突变位点（c.C475T, p.R159W、c.C1039T, p.R347W）仅存在于病理性近视病例中，而不在正常对照样本中出现。通过SIFT网站进行功能预测分析，显示R159W突变可导致Damaging的变化。对于ILT3基因功能的鉴定与探索上，我们比较分析了自己过往收集的 PM 病例和对照以及不同基因型携带者血清 ILT3 水平。同时在体内实验中，我们建立离焦诱导近视小鼠模型，检测相关生理参数以及眼睛各组织的形态结构变化，以及对离焦诱导后病理性近视发生发展的影响证实ILT3参与近视的形成。在体外实验中，构建ILT3 基因野生型、突变型、RNA干扰质粒。发现突变质粒将导致细胞骨架蛋白存在解聚的现象，同时也寻找到ILT3的相互作用蛋白NOGO，探索其在近视中可能的作用与发生机制。本项目通过以上遗传学和功能研究，证实了ILT3基因是高度近视致病基因，并初步明确了其生物学功能和可能的作用机制。此外，本项目还对多个近视候选基因与中国汉族人群高度近视的关联性进行了分析，发现TNKS、FGF10、PDGFRA、PARP8与中国汉族人群高度近视显著相关（P<0.05）。并探索了病理性近视伴有罕见并发症的两个致病基因FOXC2和SERPING1的致病机制与原理。