【正文】 細(xì)胞損傷模型上誘導(dǎo)耳蝸感覺上皮細(xì)胞再生情況；研究耳蝸再生細(xì)胞分化為毛細(xì)胞和支持細(xì)胞的能力以及過量表達(dá)raf1 基因后耳蝸殘存細(xì)胞 Rb 基因表達(dá)，并檢測(cè) pRb 蛋白表達(dá)及其磷酸化情況，研究毛細(xì)胞再生的機(jī)制。 （ 2） 研究各模型（ CD 大鼠， C57BL/6 小鼠和 DBA/2J 小鼠）內(nèi)耳酶功能及神經(jīng)生理學(xué)改變。以 EVA 耳聾動(dòng)物模型 SLC26A4/基因敲除小鼠為對(duì)象，針對(duì) SLC26A FOXI KCNJ10 三個(gè)靶基因進(jìn)行基因糾正的實(shí)驗(yàn)研究。 2） 遺傳性耳聾基因型和聽力表型的相關(guān)研究：聯(lián)合耳聾基因篩查與聽力篩查，通過對(duì)多種聾病表型（如耳聾發(fā)病時(shí)間、聽力損失程度、受環(huán)境因素影響等）的歸類研究建立不同遺傳性耳聾的基因型 表型關(guān)聯(lián)聯(lián)系。 6. 爭(zhēng)取獲得 12 項(xiàng)國(guó)家級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)。 五年預(yù)期目標(biāo) : 1. 闡明遺傳、環(huán)境和老化等因素導(dǎo)致感音神經(jīng)性聾的機(jī)制及各種有害因素在致聾機(jī)制中的相互作用； 2. 為建立規(guī)范化的遺傳性聾產(chǎn)前診斷和老年性聾早期分子診斷技術(shù)及預(yù)防體系提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)； 3. 建立耳蝸毛細(xì)胞和螺旋神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元的保護(hù)措施及 干預(yù)感音神經(jīng)性聾的生物學(xué)技術(shù)和理論； 4. 培養(yǎng)一批我國(guó)具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的優(yōu)秀聽覺醫(yī)學(xué)研究人才，以六個(gè)課題單位為基地，預(yù)計(jì)培養(yǎng)國(guó)家杰出青年科學(xué)基金獲得者、教育部“長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授”和中科院“百人計(jì)劃”入選人才共 35 名；教育部“新世紀(jì)人才計(jì)劃” 68 名。通過本項(xiàng)目的系統(tǒng)研究，以期闡明我國(guó)常見感音神經(jīng)性聾的發(fā)病機(jī)制及病理生理過程，為建立遺傳性聾產(chǎn)前診斷和老年性聾分子診斷技術(shù)奠定基礎(chǔ)，探索耳蝸毛細(xì)胞保護(hù)和聽覺功能重建生物學(xué)技術(shù)，為提高我國(guó)感音神經(jīng)性聾的防治水平提供理論依據(jù)。 3）轉(zhuǎn)基因技術(shù)糾正遺傳缺陷所致耳聾的實(shí)驗(yàn)研究： （ 1） 干預(yù) Connexin 基因突變導(dǎo)致耳聾的實(shí)驗(yàn)研究。 （ 3） RNA 干擾對(duì)毛細(xì)胞及螺旋神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元損傷的保護(hù)作用。以膜片鉗技術(shù)檢測(cè) EGFP 陽性的干細(xì)胞源毛細(xì)胞電生理特征，并用毛細(xì)胞標(biāo)志物標(biāo)記確認(rèn)毛細(xì)胞，結(jié)合毛細(xì)胞離子通道特征、毛細(xì)胞換能和適應(yīng)性及非特異性離子通道鑒定干細(xì)胞源毛細(xì)胞的功能。致聾機(jī)制研究和有效的干預(yù)措施研究并重，通過機(jī)制研究的結(jié)果為干預(yù)措施提供依據(jù)； 3. 在研究策略上，采用基礎(chǔ)研究結(jié)合臨床研究的策略，重點(diǎn)研究關(guān)鍵的科學(xué)核心問題，為建立我國(guó)常見感音神經(jīng)性聾的早期診斷、有效的預(yù)防及生物學(xué)干預(yù)措施提供理論依據(jù)； 4. 在臨床資源上 ，課題組單位有 3 個(gè)國(guó)家耳鼻喉科重點(diǎn)學(xué)科、一個(gè)衛(wèi)生部聽覺醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及一個(gè)衛(wèi)生部新生兒聽力篩查中心（已建立全國(guó)新生兒聽力篩查網(wǎng)絡(luò)），我們已經(jīng)擁有了龐大的感音神經(jīng)性聾家系的 DNA 樣本庫。 4. 在技術(shù)方面，研究方案中涉及的基因芯片技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、干細(xì)胞定向分化技術(shù)、耳蝸細(xì)胞增殖和分化研究方法、細(xì)胞凋亡、毛細(xì)胞單細(xì)胞生理、聽覺功能鑒定等實(shí)驗(yàn)技術(shù)已為申請(qǐng)者熟練掌握，已經(jīng)成為各相關(guān)課題組的常規(guī)實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法， 這些實(shí)驗(yàn)技術(shù)的掌握是保證本項(xiàng)目順利進(jìn)行的基礎(chǔ)。 獲得國(guó)家發(fā)明專利或國(guó)際專利45 項(xiàng)，發(fā)表 SCI 論文 10 篇，爭(zhēng)取 國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)勵(lì) 12 項(xiàng)。闡明環(huán)境因素、核基因背景和線粒體突變異質(zhì)性在耳聾發(fā)生發(fā)展過程中所起的作用及機(jī)制。 4) 激活耳蝸毛細(xì)胞再生重建聽覺功能的實(shí)驗(yàn)研究：毛細(xì)胞不能自發(fā)再生是感音神經(jīng)性聾防治難題的關(guān)鍵，擬通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)在損傷耳蝸轉(zhuǎn)入調(diào)控 細(xì)胞周期的關(guān)鍵因子。本項(xiàng)目依托由陳潤(rùn)生院士領(lǐng)導(dǎo)的中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所生物信息學(xué)實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室是國(guó)內(nèi)最早從事生物信息學(xué)和基因組學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)室之一。 此項(xiàng)目利用前期發(fā)現(xiàn)的多巴胺在近視中的作用，并深入研究其機(jī)制，具備明顯的優(yōu)勢(shì)和特色。這對(duì)研究人眼調(diào)節(jié)機(jī)制，克服傳統(tǒng)眼科 儀器在調(diào)節(jié)研究領(lǐng)域存在的應(yīng)用困難具有重要意義。 研究目標(biāo)： 利用各種近視動(dòng)物模型及基因敲除和轉(zhuǎn)基因小鼠，明確近視發(fā)生發(fā)展過程中多巴胺能無長(zhǎng)突細(xì)胞的改變，多巴胺能無長(zhǎng)突細(xì)胞胞外的多 巴胺濃度的改變及其與近視發(fā)生發(fā)展的關(guān)系，以及多巴胺合成、代謝、轉(zhuǎn)運(yùn)等各環(huán)節(jié)上的改變，明確近視對(duì)小鼠多巴胺能無長(zhǎng)突細(xì)胞自發(fā)放電、對(duì)光反應(yīng)、膜電位、受體和轉(zhuǎn)運(yùn)體的影響，以及對(duì)視網(wǎng)膜神經(jīng)元之間信號(hào)通路的影響；進(jìn)一步確定多巴胺能無長(zhǎng)突細(xì)胞在近視的發(fā)生發(fā)展過程中的作用及其生理機(jī)制，明確 D1受體和 D2受體在近視形成中的作用，從而進(jìn)一步闡明 DA神經(jīng)遞質(zhì)在近視中的機(jī)制。 5） 、通過 ChIAPET 和 RNAi 等策略針對(duì)連鎖和關(guān)聯(lián)分析獲得的非編碼或遠(yuǎn)程區(qū)域進(jìn)行功能研究初步確定致病分子機(jī)制。 4） 、 篩選并鑒定與近視相關(guān)特異性 ncRNA 相互作用的蛋白質(zhì) 。 4）、 探討針對(duì)病理性近視 CNV 及鞏膜葡萄腫的新的預(yù)防和干預(yù)措施 。 （ 4）鞏膜改變（課題三）導(dǎo)致眼軸過度拉伸，是出現(xiàn)并發(fā)癥（課題六）的一個(gè)關(guān)鍵因素，除了機(jī)械的拉升作用，還可能存在生物學(xué)的作用。 可行性分析： 上述總體研究方案和技術(shù)路線組合我國(guó)在相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)具有國(guó)際領(lǐng)先水平的團(tuán)隊(duì)和研究平臺(tái)進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)，充分利用參與單位的良好基礎(chǔ)與力量，突出了各課題組的研究特色和優(yōu)勢(shì) ，在研究實(shí)力上具有研究成功的可 信性 。完成豚鼠誘導(dǎo)近視模型和小鼠誘導(dǎo)近視模型鞏膜組織的轉(zhuǎn)錄組測(cè)序和甲基化測(cè)序，確定導(dǎo)致近視發(fā)生的轉(zhuǎn)錄組變化和甲基化變化 系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)并獲得與近視相關(guān)的非編碼RNA分子和信息 建立穩(wěn)定的病理性近視 CNV 動(dòng)物模型；系統(tǒng)認(rèn)識(shí)病理性近視 CNV 和后鞏膜葡萄腫的發(fā)生發(fā)展過程； 研究?jī)?nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 第 二 年 學(xué)齡期兒童近視干預(yù)措施的有效性， 近視發(fā)生發(fā)展的信息調(diào)控途徑和調(diào)控機(jī)制 通過對(duì)白化病豚鼠和多巴胺 D2 受體敲除小鼠進(jìn)行形覺剝奪和鏡片誘導(dǎo)，觀察多巴胺代謝等和受體異常對(duì)實(shí)驗(yàn)性近視的影響 。 研究 DNA 甲基化與組蛋白修飾等表觀遺傳調(diào)控 機(jī)制對(duì)近視相關(guān)非編碼 RNA 的調(diào)節(jié)作用 。利用多巴胺合成減少的白化豚鼠、 D2 基因敲除小鼠，結(jié)合局部注射多巴胺 D1 受體和D2 受體的激動(dòng)劑和拮抗劑或體內(nèi)注射RNAi 干預(yù)特定受體，了解多巴胺受體亞型對(duì)屈光發(fā)育和實(shí)驗(yàn)性近視的影響。闡明多巴胺 D1和 D2 受體與近視發(fā)生發(fā)展的關(guān)系。并探討各種多巴胺藥物對(duì)近視模型的作用，研究藥物干預(yù)近視的可能 。 初步分析各種近視干預(yù)方法的異同及其機(jī)制， 獲得眼局部 和 視覺中樞 的 信息加工處理對(duì)近視的影響機(jī)制 和作用效率 明確近視進(jìn)展過程中多巴胺能無長(zhǎng)突細(xì)胞的形態(tài)在細(xì)胞和亞細(xì)胞水平上的改變。 研究?jī)?nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 第 五 年 分析我國(guó)學(xué)齡期兒童近視的動(dòng)態(tài)發(fā)病率、視相關(guān)的危險(xiǎn)因素和保護(hù)因素，獲得學(xué)齡期兒童近視干預(yù)措施的有效性及其機(jī)制 。明確多巴胺無長(zhǎng)突細(xì)胞傳遞視覺神經(jīng)信號(hào)的通路。 。在細(xì)胞水平上闡明某些人類病理性近視的發(fā)病機(jī)制。研究病理性近視基因相關(guān)的轉(zhuǎn)基因或基因敲除小鼠的屈光發(fā)育情況。闡明多巴胺延緩近視進(jìn)展的可能 在細(xì)胞水平上闡明鞏膜細(xì)胞外基質(zhì)合成和降解的調(diào)控機(jī)制及細(xì)胞信號(hào)通路。利用系統(tǒng)生物學(xué)、基因功能等技術(shù)，研究膠原 I， II，和V及 MMP 等合成調(diào)控機(jī)制，從細(xì)胞信號(hào)傳遞通路的機(jī)制上來進(jìn)一步闡明在體的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 明確鞏膜細(xì)胞外基質(zhì)合成和降解相關(guān)的基因?qū)η獍l(fā)育的影響。研究基因敲除小鼠鞏膜細(xì)胞外基質(zhì)的合成及降解及其機(jī)制。進(jìn)一步明確多巴胺減少和多巴胺受體亞型在近視發(fā)生發(fā)展中的作用。引進(jìn)TH:RFP 轉(zhuǎn)基因小鼠 。人員結(jié)構(gòu)合理、配置精煉，相關(guān)技術(shù)已經(jīng)掌握，實(shí)驗(yàn)設(shè)備和條件均已具備，課題完全具備實(shí)施可行性。 圖 2：各課題組之間的關(guān)聯(lián) 及技術(shù)途徑 與項(xiàng)目總體目標(biāo)和五年目標(biāo)的關(guān)系 ： 本項(xiàng)目 將緊緊圍繞“ 視覺信號(hào)處理傳遞和加工異常 如何 導(dǎo)致近視 ” 這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)和科學(xué)問題 進(jìn)行研究 （圖 3） ， 從視覺信號(hào)處理傳遞和加工相關(guān)的 環(huán)境、基因及其相互作用，在視覺中樞、眼球視網(wǎng)膜、鞏膜上的作用及其相互聯(lián)系，在臨床表現(xiàn)和干預(yù)等方面既相互獨(dú)立而又密切聯(lián)系的層面上 探索相關(guān)環(huán)境因素（特別是視覺刺激）是如何影響在視網(wǎng)膜上導(dǎo)致視覺信號(hào)傳遞及加工通路異常，從而引起鞏膜細(xì)胞外基質(zhì)以及纖維形態(tài)的改變，最終導(dǎo)致了近視產(chǎn)生的 ，以及該途徑中視網(wǎng)膜和鞏膜的基因表達(dá)和調(diào)控；探索 這 些環(huán)境和遺傳因素是否通過中樞途徑，經(jīng)過視網(wǎng)膜的模糊適應(yīng)和調(diào)節(jié)等機(jī)制對(duì)眼球的發(fā)育進(jìn)行中樞調(diào)控；另一方面，對(duì)于病理性近視，進(jìn)一步研究視覺信號(hào)通路異常是如何對(duì)視網(wǎng)膜本身 產(chǎn)生 影響、繼而 引起鞏膜改變，最終又逆向影響到視網(wǎng)膜等部位 產(chǎn)生 并發(fā)癥。 （ 1）（課題一）近視相關(guān)環(huán)境因素研究過程和實(shí)施的主要目的是篩選出與近視發(fā)生相關(guān)的環(huán)境因素，而這些環(huán)境因素作用于視網(wǎng)膜上引起視網(wǎng)膜神經(jīng)遞質(zhì)的改變（課題二）；進(jìn)而產(chǎn)生鞏膜細(xì)胞外基質(zhì)的改變（課題三），同時(shí)也出現(xiàn)視網(wǎng)膜及鞏膜上基因表達(dá)的調(diào)控改變（課題五），最后導(dǎo)致近視，一部分病例由于上述視網(wǎng)膜、鞏膜的改變還引進(jìn)發(fā)癥的出現(xiàn)（課題六） 。 經(jīng)費(fèi)比例： 13% 承擔(dān)單位： 中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所、溫州醫(yī)學(xué)院 課題負(fù)責(zé)人： 何順民 學(xué)術(shù)骨干： 屠理理 閆東升 陳曉燕 王麗花 課題 視覺信號(hào)處理、傳遞異常導(dǎo)致的近視并發(fā)癥機(jī)制及干預(yù)基礎(chǔ)研究 預(yù)期目標(biāo)： 科學(xué)問題： 在 高度近視患者中部分患者伴隨進(jìn)行性的眼軸過度延長(zhǎng)，眼球壁的膠原纖維發(fā)生病理性改變，鞏膜、脈絡(luò)膜以及視網(wǎng)膜發(fā)生退行性變化，繼而產(chǎn)生諸多并發(fā)癥，嚴(yán)重時(shí)可以致盲。 經(jīng)費(fèi)比例： 24% 承擔(dān)單位： 中國(guó)科學(xué)院北京基因組研究所、溫州醫(yī)學(xué)院、四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院 研究目標(biāo)： 明確鞏膜細(xì)胞外基質(zhì)合成和降解的動(dòng)態(tài)過程；闡明近視發(fā)生發(fā)展過程中膠原 I，II，和 V 及 MMP 等的表達(dá)改變及其調(diào)控因素；闡明鞏膜細(xì)胞外基質(zhì)合成和降解的調(diào)控機(jī)制及細(xì)胞信號(hào)通路；闡明鞏膜細(xì)胞外基質(zhì)改變 導(dǎo)致 近視的機(jī)制；闡明某些人類病理性近視的發(fā)病機(jī)制。 三、 課題設(shè)置 、 課題之間的相互關(guān)系 、 以及與項(xiàng)目總體目標(biāo)和五年目標(biāo)的關(guān)系。 這是 由陳霖院士領(lǐng)導(dǎo)的 與本課題有關(guān)的 中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所 、腦與認(rèn)知科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，其 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)有：以磁共振成像為核心的腦功能成像實(shí)驗(yàn)平臺(tái)， 裝備了國(guó)內(nèi)第一臺(tái)專門用于科研的 3T 磁共振成像系統(tǒng)。 在近視動(dòng)物模型方面：本項(xiàng)目依托單位溫州醫(yī)學(xué) 院是衛(wèi)生部視覺科學(xué)重點(diǎn)研究實(shí)驗(yàn)室和科技部省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，在近視的動(dòng)物模型方面的研究一直處于國(guó)際領(lǐng)先地位，特別是獨(dú)創(chuàng)了小鼠的屈光、眼軸及各曲面的曲率檢測(cè)技術(shù)和設(shè)備平臺(tái)，使得小鼠作為近視模型成為可能，目前在以小鼠為近視模型的研究方面具有 明顯 特色和優(yōu)勢(shì) ，已首次發(fā)現(xiàn)腺苷 A2A 受體基因敲除小鼠出現(xiàn)近視，而多巴胺 D2 受體因敲除小鼠出現(xiàn)遠(yuǎn)視。 項(xiàng) 目名稱： 近視發(fā)病機(jī)理及干