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据2017年WHO公布的数据,全世界约5%的人口(3.6亿)因耳聋而致残(http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs300/en/)。其中遗传性耳聋是耳聋的重要原因,据报道先天性聋儿中约20%可发现内耳畸形。人类内耳膜迷路由听觉器官一耳蜗和平衡器官一前庭及三个半规管组成,其细胞除血管纹中间细胞(黑色素细胞)及前庭蜗神经胶质细胞起源于神经嵴外,几乎均来自于胚胎早期外胚层细胞增厚而来的耳板。SOX10基因(性别决定区盒基因,SRY-box 10)在以往研究中被证实为调节神经嵴细胞发育的重要转录因子,并且在内耳发育早期即广泛表达于耳板及耳囊组织。临床中,SOX10突变可导致神经嵴细胞发育异常相关疾病,例如Waardenburg综合征(WS),是最常见的综合征型耳聋,以感音神经性耳聋和虹膜异色为主要特征的一组临床症候群。SOX10突变是WS2型和WS4型的主要致病基因。近年来,有研究发现SOX10突变的WS患者似乎更易合并内耳畸形,然而对于其影响内耳发育的分子机制目前尚未明确。经典的Mondini畸形是耳蜗畸形的最常见类型,又称为不完全分隔Ⅱ型(IP-Ⅱ),导致重或极重度感音神经性耳聋,影像学表现为耳蜗螺旋仅1圈半,蜗轴发育不良,顶转和中转分隔不全从而融合形成一囊状顶,底转基本正常。Mondini畸形病例多散发,其致病基因尚未明确,多认为是常染色体显性遗传性疾病。目前,常用于内耳疾病研究的动物模型多为啮齿类,属于听觉系统晚熟动物,在对内耳发育过程的研究则不能提供较准确的信息。而猪作为一大型哺乳动物模型,其内耳无论形态还是发育过程均与人类极其相似,逐渐成为内耳疾病研究的优质模型。在课题组前期研究中,通过乙基亚硝基脲(N-ethyl-N-nitrosourea, ENU)化学诱变标准化实验用巴马小型猪的方法获得一白色耳聋内耳畸形小型猪家系,该家系性状共分离且符合常染色体显性遗传方式,并确定其致病基因为SOX10基因的第325位碱基的杂合错义突变(c.325A>T,p.R109W),对应于人类SOX10蛋白的第106位氨基酸残基。初步研究显示该小型猪模型是一 SOX10突变的Waardenburg综合征疾病模型。本课题利用该遗传背景清楚、性状稳定的SOX10突变内耳畸形小型猪模型,进一步验证听力及内耳形态学表型,并通过高通量RNA-Seq数据进行生物信息学分析,最后在临床验证SOX10基因突变与Mondini畸形的关系,获得以下结果:(1) SOX10突变小型猪均出现白化和极重度感音神经性耳聋表型,且内耳Micro-CT三维重建结果证实其内耳表现为单纯的经典Mondini畸形(IP-Ⅱ)。对比同窝正常个体内耳发育情况,SOX10突变导致的Mondini畸形开始于胚胎28天,蜗管发育滞后于正常,说明SOX10突变可直接导致内耳发育异常,而非缺失神经嵴来源的血管纹黑色素细胞造成的继发性内淋巴系统崩塌、耳蜗变性。(2)胚胎28天突变个体与同窝正常个体RNA-Seq (包括LncRNAs)数据生物信息学分析,鉴别出差异表达基因共173个,差异表达LncRNAs185个,均以表达下调为主。(3)临床Mondini畸形病例致病基因筛查,有6例SOX10突变waardenburg综合征患者,说明SOX10突变可导致Waardenburg综合征型Mondini畸形,但致病位点并不局限于HMG结构域。