先天性白内障相关基因突变机制研究进展
在“眼科学十大进展”专场，医院眼科中心姚克教授介绍了先天性白内障相关基因突变机制研究进展。
先天性白内障是儿童期视力损害的首要病因之一，其影响了1/10有视力障碍的儿童，发生率为1~5/1万。导致先天性白内障的原因包括感染因素和遗传因素。感染因素包括风疹、水痘、麻疹和病毒感染等。遗传因素占1/3，基因突变是主要因素，目前共发现37个基因数百个突变位点与先天性白内障相关。与先天性白内障相关的基因主要包括晶状体蛋白基因（CRYAA等）、晶状体膜蛋白基因（Cx46、Cx50）、细胞骨架蛋白基因、转录因子基因等。
自年以来，医院首先发现的与先天性白内障有关的基因突变点达21个，随着分子生物技术的进步，对先天性白内障相关基因的研究从候选基因定位及突变筛查，逐渐发展到致病基因突变的机制探索。姚克教授等团队主要采用色谱、分子筛查技术、荧光检测等方法探索CRYβB2、CRYαA、Cx46和Cx50突变对蛋白质结构、稳定性、亚细胞定位、分子伴侣作用及其他生理功能的影响。
CRYβB2相关突变研究
CRYβB2是一种结构蛋白，βB2晶状体蛋白在维持晶状体透明度和屈光度上有重要作用；另外，βB2晶状体也在除晶状体以外的组织中表达，还发挥其他重要的生物学功能。对CRYβB2-A2VVM、VH、VE进行研究发现，A2V、VM、VH突变未改变β2晶状体的二、三级结构，却影响其四级构象；VE突变可破坏维持二级结构的主链氢键网络；VM使疏水核心松散；RH突变影响蛋白寡聚形式。
CRYαA相关突变研究
CRYαA是一种结构蛋白，属小热休克蛋白家族（aHSP），有分子伴侣作用，抗氧化应激，防止其他晶体蛋白的聚集和浊化；抗细胞凋亡，重构及保护细胞骨架。对CRYαA-R54L进行研究发现，R54L突变可导致蛋白二级、三级结构改变，疏水暴露减少；R54L突变可导致蛋白四级结构改变：寡聚状态较野生型更大。对CRYαA-R54L分子伴侣活性和亚细胞定位进行研究发现，αA能保护胰岛素的聚集，R54L突变可导致保护作用减弱，分子伴侣活性降低；R54L在细胞质内有更多的颗粒聚集。
缝隙连接蛋白相关突变研究
6个Cx蛋白形成1个半通道，相邻细胞膜上的半通道相互嵌入形成全通道；缝隙连接通道承担细胞间信号转导和代谢传递。
Cx46-G2D在胞浆内呈颗粒样聚集，细胞间缝隙连接形成明显减少；Cx46-G2D引起半通道开放障碍，细胞内外离子沟通受阻。Cx46-H95Y、R76H形成缝隙连接较野生型减少，突变可导致缝隙半通道变窄、甚至失活。Cx46-HR缝隙连接半通道的通透性增高（P1染料通透更快、更多）；半通道活性异常增加导致细胞间代谢紊乱。Cx50-V44A突变可导致缝隙半通道变窄、甚至失活，可形成正常功能性的缝隙连接全通道。
另外，中山大学中山眼科中心发现，CRYBB2-WC突变蛋白在细胞内异常聚集，影响βB2晶状体蛋白的溶解度和功能，导致进展性膜性先天性白内障的发生。
先天性白内障相关基因研究展望
“Nolens,noeye”首次肯定了晶状体在眼球发育中的重要地位，未来可探讨晶状体与眼球发育的联系；年龄相关性白内障大样本研究已发现了EPHA2、CRYαA、HSF4等基因有意义的单核苷酸多态性（SNP）位点，可对年龄相关性白内障基因多态性改变及功能研究提供借鉴和指导。未来可继续探讨能够抑制先天性白内障发生的基因，进行表观遗传学研究。既往先天性白内障研究仅限于致病基因筛查，姚克教授等团队率先开展了相关蛋白组学研究并取得突破性进展，为我国进行缝隙连接蛋白和晶状体蛋白结构功能检测提供了技术支持，并为后续深入研究指明了方向。
