体外生成人视神经泡，解剖影响眼发育不良的遗传修饰因子

眼发育不良是全世界三分之一以上的失明和严重视力障碍儿童的原因。它包括整个眼球异常，如小眼症(异常小眼)、无眼症(完全失明)和眼裂孔(眼裂)，统称为MAC。在英格兰和威尔士，它是儿童视力障碍认证的最常见原因，占18.4%。在英国，MAC的发病率是每10万活产10.4例，只有2%被认为与环境因素有关，例如母亲缺乏维生素A和致畸性暴露。

已知约有90个基因可引起非综合征性和综合征性MAC，仅占遗传诊断的6%。SOX2和OTX2在严重的双侧无眼和小眼病例中占60%。对于这些在妊娠4-7周期间起作用的关键基因的功能障碍知之甚少，因为在这个早期眼睛发育的关键阶段，接近人类眼组织几乎是不可能的。因此，由于没有合适的模型存在，目前还没有关于正常和异常眼发育的全面的人体研究。大多数工作都是在动物模型上进行的，但这些都是次优的，原因有几个:(i)眼睛的发育不同，例如斑马鱼的视神经和晶体囊泡是固体结构，会空化，不像人类的一样是中空的，(ii)一些基因由于潜在的冗余而被破坏时，无法产生类似的表型，或(ii)如果被敲掉，会导致胚胎死亡，阻碍进一步的研究。

在遗传诊断阳性的家族中，有显著的家族间表型变异，例如，一些受影响的成员表现为单侧无眼症，另一些则表现为双侧小眼症，一些未受影响的家族成员具有突变但无外显。本研究旨在发现和理解遗传修饰因子在眼部发育不良中的作用。我们将取代使用斑马鱼和小鼠模型，并优化使用诱导多能干细胞(iPSC)技术来获得人类在体外3 d眼泡。我们将在一个显示极端表型变异性的三代家族中解剖OTX2突变(c.97+1delG内含子3)破坏的分子途径。我们将使用CRISPR/Cas9基因编辑纠正一名患者iPSC的突变，以观察人类模型中表型的逆转，以确定该突变是否明确致病。对视膜囊泡转录组的比较分析将提供基因表达谱的信息，并有助于识别潜在的易感/保护基因修饰因子，可用于开发治疗方法，并立即为家庭提供遗传咨询。

确定遗传修饰因子将使我们能够研究基因型、基因表达和早期人眼发育表型之间的相互作用，并为未来的人类类器官培养提供有用的遗传工具。它将展示一种在体外研究基因功能的系统。将鼓励老鼠、斑马鱼和非洲爪鱼的遗传学家和发育生物学家使用类器官培养物作为替代品在活的有机体内为更准确地表征人眼发育而进行的研究。

Eintracht Jet al。(2021)。纤毛病基因的翻译解读BBS2而且ALMS1恢复患者成纤维细胞的蛋白质、纤毛发生和功能。eBioMedicine70: e103515。doi: 10.1016 / j.ebiom.2021.103515

利马达维等．(2019)。眼睛PAX6突变谱和基因型-表型相关性。基因10(12): 1050。doi: 10.3390 / genes10121050

Owen N和Moosajee M(2019)。眼科研究中的rna测序:实验设计和分析的考虑因素。18luck新利体育官网登录眼科治疗进展11: 2515841419835460。doi: 10.1177 / 2515841419835460