Taperin是表达在耳蜗毛细胞静纤毛锥体区的一种听觉相关蛋白质,目前已发现其突变可导致常染色体隐性遗传性聋79型(DFNB79),但其在听觉中的具体作用及其致聋病理机制尚未明确。本研究从体外实验,将siRNA与质粒载体结合经电穿孔法转染至体外培养基底膜上的毛细胞将Taperin基因敲低;体内实验采用构建的Taperin基因敲除小鼠;观察两种途径抑制Taperin基因表达后毛细胞的形态和生理改变。通过cDNA芯片技术筛选和鉴定Taperin的相互作用基因和蛋白,并应用蛋白质组学技术确定。采用基因芯片和DNA测序法在中国非综合征性耳聋人群中进行Taperin基因突变检测。综合以上研究确定Taperin基因在听觉产生和耳聋病理中的作用和调控因素,以及其突变在中国非综合征遗传性聋人群中的分布特点。
hearing loss;stereocilium;gene;mutation;gene knock out
第一部分,中国非综合征型聋人群Taperin基因突变检测为明确中国人非综合征型聋患者中Taperin基因的突变频率和特点,课题组应用基因芯片联合DNA测序法对184例患者进行了TPRN基因的突变检测。在2名患者中发现559G>T(A187S)杂合突变,在家族中也检出携带了上述突变的杂合子。经同源性比对分析,A187S发生在保守的氨基酸残基,可能与耳聋有关。此外,在患者组和对照组中发现两种多态157C>T和318C>T。在中国人非综合征型耳聋患者中Taperin基因的突变携带率约为1.49%。第二部分,体外培养小鼠耳蜗基因转染实验为研究Taperin基因在毛细胞中的作用,课题组构建了针对Taperin基因的siRNA重组质粒,准备经电穿孔法转染体外培养的小鼠耳蜗毛细胞,观察Taperin基因敲低后毛细胞形态和电生理改变。预实验中,我们采用荧光标记质粒通过电穿孔法转染毛细胞以验证转染效率,发现转染效率比较低,而且转染后毛细胞死亡率高,存活时间短。在目前技术条件下,课题组还无法解决毛细胞转染成功率低和细胞生存时间短的问题,此部分研究未达预期目的。由于基因敲除小鼠已经构建成功,可更好研究Taperin基因功能,课题组将研究重点由体外基因敲低实验转至基因敲除动物体内实验。第三部分,Taperin基因敲除小鼠的听功能及内耳形态学观察和Taperin相互作用基因的筛选和鉴定为研究Taperin基因的功能,课题组订购Taperin基因敲除小鼠,通过DNA测序证实。对出生后15,30和90天的纯合型基因敲除小鼠进行脑干听觉诱发电位检查,各个月龄的小鼠各频率听力都有下降,表现为随年龄增大逐渐加重的感音神经性聋,成年后表现为重度感音神经性聋。间接免疫荧光染色后光镜及扫描电镜观察3,15,30和90天的小鼠耳蜗,发现出生15天后内毛细胞静纤毛出现部分缺失和广泛排列紊乱,外毛细胞静纤毛排列紊乱,30天后静纤毛病变明显。根据形态学观察,推测静纤毛的形态和功能改变是导致Taperin基因敲除小鼠耳聋的原因。为研究Taperin基因功能,课题组通过cDNA芯片技术比较Taperin基因敲除小鼠和野生型小鼠的基因表达谱,筛选出基因敲除后表达上调和下降的多个基因,取得的数据正在分析中,结果将进一步揭示Taperin基因功能。