我院瞿佳/蘇建忠團(tuán)隊(duì)基于全外顯子測(cè)序解析超高度近視致病機(jī)制
高度近視(SE≤-6.00D)是當(dāng)今引起不可逆盲和視力低下的主要眼病,超高度近視(SE≤-10.00D)作為高度近視極端表型,與許多致盲性眼部并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān),如近視性黃斑病變、青光眼和視網(wǎng)膜脫落等,這可能導(dǎo)致嚴(yán)重的視力損傷或失明。許多研究表明,超高度近視主要與遺傳因素有關(guān),而不僅僅是由行為或環(huán)境因素引起的。因此,大規(guī)模的群體遺傳數(shù)據(jù)對(duì)于揭示超高度近視的遺傳病因和發(fā)病機(jī)制至關(guān)重要。
近年來,瞿佳教授和蘇建忠教授研究團(tuán)隊(duì)圍繞近視遺傳診斷和防控預(yù)警研究,陸續(xù)建立了百萬青少年兒童近視普查隊(duì)列以及全球最大規(guī)模的萬人中國人群高度近視遺傳隊(duì)列(Myopia Associated Genetics and Intervention Consortium,MAGIC),系統(tǒng)揭示青少年的近視與高度近視發(fā)生和進(jìn)展的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和致病機(jī)制,系列研究成果在《Ophthalmology》、《Cell Reports》、《JAMA Network Open》上發(fā)表。
2024年8月7日,該團(tuán)隊(duì)在Nature Communications 發(fā)表題為Exome-wide association study identifies KDELR3 mutations in extreme myopia的研究論文,該研究分析了449名超高度近視個(gè)體和9606名對(duì)照個(gè)體的外顯子組測(cè)序數(shù)據(jù),解析了超高度近視中潛在致病變異的詳細(xì)特征以及遺傳致病機(jī)制。

研究首先進(jìn)行了臨床解釋,發(fā)現(xiàn) 75個(gè)已知的近視相關(guān)基因中的潛在致病性變異對(duì)超高度近視的貢獻(xiàn)只占9.13% ,說明已知的變異只能解釋有限的疾病風(fēng)險(xiǎn)。為尋找新致病基因,研究人員對(duì)罕見變異(URV)進(jìn)行了基于生物學(xué)通路和基因的負(fù)荷測(cè)試,發(fā)現(xiàn)大量罕見有害變異(PTVs)存在于超高度近視病例中,并主要集中于參與蛋白質(zhì)分泌途徑的生物學(xué)通路中。為了深入了解超高度近視的病理機(jī)制和相關(guān)細(xì)胞類型,研究開發(fā)了單細(xì)胞多基因負(fù)荷評(píng)分方法(scPBS),結(jié)合人群罕見變異和scRNA-seq數(shù)據(jù)來識(shí)別與疾病相關(guān)的細(xì)胞類型。scPBS通過計(jì)算基于罕見變異的性狀相關(guān)評(píng)分(rvTRS),確定PI16+/SFRP4+成纖維細(xì)胞是與超高度近視最相關(guān)的細(xì)胞類型。

基因水平罕見變異關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)KDELR3與超高度近視顯著相關(guān)。對(duì)來自人脈絡(luò)膜和鞏膜單細(xì)胞數(shù)據(jù)進(jìn)行的細(xì)胞類型特異性分析一致表明,KDELR3主要在眼部成纖維細(xì)胞中表達(dá)。在斑馬魚模型中,kdelr3基因的下調(diào)導(dǎo)致眼軸長度伸長和晶狀體直徑增加。該研究提供了對(duì)人類超高度近視遺傳學(xué)的深入了解,并揭示了KDELR3在超高度近視發(fā)病機(jī)制中的作用。

溫州醫(yī)科大學(xué)附屬眼視光醫(yī)院瞿佳教授、溫州醫(yī)科大學(xué)基因組研究院院長蘇建忠教授、譜希基因研究院于曉光博士為本文共同通訊作者。溫州醫(yī)科大學(xué)附屬眼視光醫(yī)院助理研究員袁健博士、莊友源博士、劉瀟宇博士和張玥碩士研究生為本文共同第一作者。
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