猫蛋白酶H（Ctsh）基因缺失通过Notch信号通路调控小鼠近视表型的机制研究

【编辑推荐】研究人员针对遗传性高度近视的分子机制，通过CRISPR/Cas9构建Ctsh-/-小鼠模型，首次系统揭示Ctsh缺失导致近视表型（屈光偏移、眼轴延长）及视网膜功能异常，并发现Notch通路失调是关键机制，为近视靶向治疗提供新思路。

　　

近视已成为全球性健康挑战，预计2050年患病人数将达47.58亿。尽管遗传因素被确认为重要诱因，但具体分子机制仍待阐明。2013年，科学家在沙特阿拉伯高度近视患儿中发现猫蛋白酶H（Ctsh）基因的4-bp缺失突变，提示该基因可能与近视相关。然而，Ctsh缺陷如何导致近视？其下游通路是什么？这些问题亟待解答。

为破解这一科学难题，中国医学科学院的研究团队通过CRISPR/Cas9技术构建了Ctsh^-/-基因敲除小鼠模型，并发表在《Experimental Eye Research》。研究采用多模态技术：通过光折射仪检测屈光度、磁共振成像(MRI)测量眼轴长度、视网膜电图(ERG)评估视觉功能、光学相干断层扫描(OCT)观察视网膜形态，并结合RNA测序(RNA-seq)和实时荧光定量PCR(RT-PCR)分析基因表达谱。

【研究结果】

1. 验证Ctsh敲除模型
   Sanger测序证实exon2-9区域成功缺失，Western blot显示视网膜中Ctsh蛋白完全消失。

2. 近视表型确认
   Ctsh^-/-小鼠出现显著屈光偏移（-5.21±0.78D vs野生型+6.34±1.02D）和眼轴延长（3.42±0.11mm vs 3.02±0.09mm），符合人类近视特征。

3. 视网膜异常
   ERG显示敲除鼠暗视反应振幅降低37%，OCT揭示视网膜神经纤维层变薄；免疫组化发现光感受器外节排列紊乱。

4. 分子机制解析
   RNA-seq发现Notch通路关键基因Hes1、Hey1表达下调，RT-PCR验证Jagged1表达减少52%，提示Ctsh缺失通过Notch信号失调影响眼发育。

【结论与意义】
该研究首次证实Ctsh是调控眼球正视化的关键基因，其缺失通过Notch信号通路紊乱导致近视表型。这不仅解释了沙特患儿中Ctsh突变的致病机制，更提供了新的治疗靶点——针对Notch通路的干预或可成为防控遗传性近视的新策略。研究建立的Ctsh^-/-小鼠模型为后续药物筛选和机制研究奠定了重要基础。