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纳米囊泡介导的CRISPR/Cas9系统联合多组学测序技术对GJB2缺陷导致的常染色体隐性非综合征性耳聋的基因修复的研究

批准号:
82060191
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
34.0 万元
负责人:
梁磊
依托单位:
学科分类:
耳鼻咽喉头颈发育相关疾病
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
梁磊

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
非综合征性耳聋(NSHI)关键基因GJB2突变形式主要是单核苷酸缺失和点突变,由此造成Cx26缝隙连接蛋白的错译和无功能,但除少数GJB2 突变外,突变型和表型之间并无明显的相关性,突变功能改变与表型之间也没有明确的关系。为了解决传统外显子组测序无法满足对其发病机制深入研究的要求,本课题组采用来源于GJB2基因不同突变型的Cx26-NSHI患者的转录组、翻译组及表观组测序数据进行整合分析,将它们之间线性或非线性关系等联系到一起,有效去除单个环节的随机事件,从新视角研究GJB2基因突变型与临床表型之间内在的分子机制。同时为了修复GJB2基因突变导致的Cx26缺陷,本课题组构建GJB2基因缺陷转基因小鼠模型,采用纳米囊泡介导的基因编辑技术针对突变制造纠正来恢复或改善其功能。通过对GJB2基因突变导致的Cx26-NSHI上游的基因检测到疾病建模再到下游基因治疗,形成整体研究思路。
英文摘要
The main forms of GJB2 mutations in the key gene GJB2 of in nonsyndromic deafness(NSHI)are single nucleotide deletions and point mutations, resulting in mistranslation and non-function of Cx26 gap junction proteins. However, except for a few GJB2 mutations, there is no significant correlation between mutants and auditory phenotypes, and there is no clear relationship between mutant functions and phenotypes. In order to solve the problem that the traditional exome sequencing can not meet the requirements of in-depth study of its pathogenesis, our group uses transcriptome, translation group and apparent group sequencing data from Cx26-NSHI patients with different types of GJB2 gene mutations to integrate and analyze the linear or non-linear relationship between them, so as to effectively remove the random events of a single link. To study the molecular mechanism between GJB2 gene mutations and clinical phenotypes from a new perspective. At the same time, in order to repair the Cx26 defect caused by GJB2 gene mutation, our team constructed the transgenic mouse model of GJB2 gene defect, and used Gesicle-mediated gene editing technology to correct the mutation to restore or improve its function. Through the GJB2 gene mutation caused by the upstream Cx26-NSHI gene detection of disease modeling and then downstream gene therapy, to form an overall research idea.
本项目聚焦遗传性听力障碍,深入开展关键动物模型构建与基因治疗策略研究工作,取得了一系列具有重要科学意义和应用价值的成果。.在非综合征性耳聋研究中,我们首先成功构建了Gjb2:c.235delC的HEK细胞模型,为疾病机制研究提供了有力的支持。在构建Gjb2:c.235delC小鼠模型方面,获得Gjb2:c.235delC杂合小鼠,纯合胚胎致死无法出生,分析主要原因为在Gjb2基因致病变异导致胎盘葡萄糖代谢功能障碍,阻碍胚胎发育影响存活,我们猜测这是多年以来国际范围内一直未见Gjb2缺陷纯合小鼠研究报道的主要原因。在构建人源化GJB2:c.235delC直接点突变和条件性点突变小鼠模型方面,均可获得杂合小鼠,经胚胎活检分析,纯合子存在但于E13天左右消融无法出生,我们推测根源在于人和小鼠胎盘葡萄糖代谢存在显著差异,人源GJB2可能在代谢途径及调控机制等方面无法替代鼠源Gjb2。由于缺乏点突变纯合小鼠,与其同步构建的耳蜗特异性表达Fbxo2-CreERT2小鼠模型构建成功后暂时无法使用,以上小鼠模型全部保种为后续研究留存资源。.团队通过改变构建策略,应用国际领先的四倍体补偿技术持续攻关,最终成功构建全球首例模拟人类同源位点突变的Gjb2:c.299_300delAT纯合小鼠,该模型呈现出严重听力受损表型,为后续基因治疗研究提供了关键的动物保障。鉴于受前期研究进度的影响,至项目周期临近尾声才获得可供使用的纯合小鼠,使得基因治疗环节的研究尚未完成,目前团队正在全力推进该部分的工作。.在综合征性耳聋研究方面,团队成功构建Alport综合征小鼠Col4a5:4432delG,并建立先导编辑器经脂质纳米颗粒体内递送的高效基因治疗方案。治疗后小鼠尿蛋白/肌酐比值显著改善,初步展现出基因治疗的潜力,为后续研究奠定了坚实基础。.本项目技术性成果丰富,应用前景广阔。我们建立的多种动物模型和细胞模型是筛选用于治疗遗传性耳聋靶向药物、评估药效和安全性的重要工具,为探索基因治疗提供了有力支持,并有助于提高听力障碍遗传咨询和产前诊断风险评估的准确性。我们出于对关键技术细节和成果的保护,考虑优先进行发明专利申请,暂未发表论著,计划专利获批后配合后续完成的Gjb2基因治疗的科研成果,迅速发布完整的全流程书面成果。
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