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ELMOD3在耳蜗毛细胞静纤毛发育和维持中的作用及致聋机制研究

批准号:
82101233
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
凌捷
依托单位:
学科分类:
听觉异常与平衡障碍
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
凌捷

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
耳聋是全球性重大公共卫生问题,开展遗传性耳聋致病机制研究是其防治关键。国外学者发现ELMOD3纯合突变导致重度语前聋;我们通过家系研究发现ELMOD3 c.512A>G杂合突变导致迟发性渐进性聋。我们构建的Elmod3敲除小鼠则出现渐进性聋和毛细胞静纤毛缺陷。静纤毛是毛细胞换能与听觉转导关键性结构。ELMODs家族成员作为ARF家族GTPase的GAPs与细胞骨架调控相关。我们推测:ELMOD3可能在毛细胞静纤毛发育和动态维持中起重要作用,因而突变致聋。本项目拟:①构建患者自体细胞来源的iPSCs建立疾病细胞模型,②构建携带患者突变、准确模拟人类病变的点突变KI小鼠模型,从细胞和动物水平探索ELMOD3基因功能及其突变的致病性。本项目有望深入理解ELMOD3这类GTPase的GAPs参与毛细胞静纤毛动态调控的分子基础和突变致聋机制,为相关耳聋疾病的诊断、预防、干预提供新的线索和依据。
英文摘要
Hearing loss is a major public health challenge globally, which is critical to investigate its pathogenesis to prevent. It has been reported that a homozygous mutation in ELMOD3 gene is associated with severe prelingual non-syndromic hearing loss. Our study also found that a heterozygous mutation (c.512A>G) in ELMOD3 causes progressive sensorineural hearing loss, suggesting the mutations in ELMOD3 gene lead to hereditary sensorineural hearing loss. In addition, we found that Elmod3 knock-out mice showed progressive hearing loss and dysmorphology of stereocilia in the sensory hair cells. Hair cell stereocilia are the key of electro-mechanical transduction. And ELMODs are single domain proteins that bind the activated conformation of a number of ARF family GTPases. So we predict that ELMOD3 may play an important role in the development and maintenance of stereocilia in hair cells, and its mutation can lead to hearing loss. In this project, we aim to ① establish the disease model from patient-specific induced pluripotent stem cells (iPSCs) with ELMODs mutation; ② construct the point mutation knock-in mice model with the same mutation as the patient carrying ELMOD3 mutation and accurately simulate human pathogenesis. Using these models, we could explore the function of ELMOD3 gene and its pathogenesis in the cellular and transgenic animal levels. In the end, conducting this project is expected to deeply understand the mechanism of these GAPs like ELMOD3 involving in the dynamic regulation of stereocilia in hair cells, and may provide new insights for the diagnosis, prevention and intervention of hearing loss associated diseases.
耳聋是全球性重大公共卫生问题,开展遗传性耳聋基因的致病机制研究是其防治关键。本项目针对课题组前期在家系研究中发现的耳聋基因ELMOD3开展致聋机制研究。国外学者发现ELMOD3纯合突变导致重度语前聋;我们发现ELMOD3杂合突变导致迟发性渐进性聋,该基因可同时表现为显性和隐性两种遗传方式,可能是一个较重要的耳聋基因,故本项目选择ELMOD3基因作为耳聋基因致聋机制研究的目标。在前期研究基础上开展如下工作:①构建患者自体细胞来源的iPSCs建立疾病细胞模型,②构建携带患者突变、准确模拟人类病变的点突变KI小鼠模型,从细胞和动物水平探索ELMOD3基因功能及其突变的致病性,解释该基因的致聋机制。.通过本项目构建以下细胞或动物模型:携带ELMOD3 c.512A>G突变患者家系的体细胞来源iPSCs细胞系5株已构建完成,其中2株细胞系向内耳类器官诱导;模拟患者突变ELMOD3 H171R KI小鼠构建完成;敲除果蝇品系2个构建完成;构建Elmod3基因敲除斑马鱼将于2025年4月完成。通过比较患者特异性和校正的iPSCs转录组,揭示ELMOD3 c.512A>G突变可能导致感觉上皮发育和离子跨膜运输调控相关基因表达变化,与ELMOD3引起的听力损失有关。提供了用于该基因致聋机制研究的模型和研究工具和未来开展基因治疗的潜力。进一步在内耳类器官水平上开展研究,拟在d18,d36,d60,d90进行连续动态观察与组学分析。对KI小鼠的研究未观察到明显耳蜗形态异常和听力学异常,但静纤毛形态有一定的改变;通过噪声暴露处理后异常更加明显,正在完成数据及撰写该部分论文。本研究将解释ELMOD3基因功能及其突变致聋机制,有望为相关耳聋疾病的诊断、预防、干预提供新的线索和依据。.项目执行期内发表标注本项目资助的SCI论文3篇(均为JCR Q1论文,其中影响因子10分以上的论文1篇);中文综述1篇;接收SCI论文1篇(JCR Q2)。预计2025年发表本项目核心资助的SCI论文2篇。项目执行期间培养毕业博士研究生2人,在读博士研究生1人,在站博士后1人。
TMEM43基因突变通过抑制耳蜗铁死亡抵抗氧化应激致听力损失的机制研究
  • 批准号:
    2026JJ50571
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2026
  • 负责人:
    凌捷
  • 依托单位:
国内基金
海外基金