耳聋相关基因Six1的表达调控区在耳发育及功能中的作用和突变筛查

Inherited nonsyndromic hearing loss (HL), the most popular disability in China, represents the main phenotype of ear dysfunction. Genetic research is a hotspot in the current research of deafness, while the mechanism of half of the patients is unknown. Besides coding-elements, regulatory regions (RR), non-coding elements, play important roles in gene expression and function. Then, analyzing the function of RRs of deafness-related genes systematically is beneficial to genetic research of deafness. Our previous research demonstrated that one RR in the upstream and one RR in the downstream of Six1, a deafness-related gene, showed specific enhancer activity in inner ear and lateral line of zebrafish. The results gave a clue that variation in the RRs could account for Six1-related HL. Here, we overexpress or downexpress Six1 in ear by ear-specific RRs to analyze their roles in the development of ear and deafness. In addition, mutation screening will perform on the inherited nonsyndromic HL and corresponding function analysis will be studied as well. The anticipated results will promote the diagnosis, intervention and therapy of HL.

遗传性非综合征型耳聋是耳发育及功能异常的主要表现形式，位居全国各类残疾之首。耳聋遗传学研究是目前耳聋发病机制研究热点，但仍有近半数患者发病机制不明。众所周知，基因功能与编码区息息相关，此外，非编码的调控区在基因表达和功能中同样具有重要作用。因此，系统地对耳聋基因的调控区进行耳发育及功能分析，可从调控区角度促进耳聋遗传学研究。本课题组前期工作发现，耳聋相关基因Six1上游和下游各有一个调控区可调节基因特异表达于斑马鱼内耳和侧线，由此推测该调控区异常与耳聋相关。基于此，本课题拟以耳特异性调控区为启动子，特异上调或下调内耳Six1表达，通过形态学和行为学检测，分析耳特异性调控区在耳发育及功能中的作用。此外，以遗传性非综合征型耳聋样本为研究对象，筛查耳发育及功能相关调控区变异并进行功能分析。预期将为从调控区突变的角度发现遗传性非综合征型耳聋的分子病因提供新线索，进而为后续干预、治疗和预防提供指引。

近半数的遗传性耳聋患者发病机制不明，本研究着眼于耳聋相关基因six1的调控区的功能分析，以期望为耳聋患者的分子诊断提供新方向。本研究从保守性的角度对six1b基因附近的调控区进行预测，进而对预测出的保守非编码区进行调控活性鉴定，共鉴定出2个具有耳特异性的增强子。进而本研究对耳特异性增强子在耳发育及功能中的作用进行了分析，研究结果显示，耳特异性调控区调控six1b基因在内耳局部过表达可引起毛细胞数量减少且听力功能下降。此外，本研究对耳特异性增强子在耳聋的基因治疗中的作用进行了评估，研究结果显示，six1b+/-斑马鱼听力功能显著下降，而在该斑马鱼中内耳局部过表达six1b后可对其听力功能进行部分挽救。综上所述，耳特异性调控区发生变异可通过影响six1b基因在内耳中的表达来引发听力功能障碍，该结果为耳聋的临床分子诊断提供了新方向。此外，耳特异性调控区调控six1b基因在内耳中表达可对six1b缺失引起的斑马鱼听力障碍进行部分挽救，该研究结果为耳聋的临床治疗提供新思路。