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目的： 致盲性先天性小眼球（CMIC）是一种眼睛结构发育缺陷疾病，通常伴有复杂的眼部形态异常。CMIC疾病的发生与遗传、环境以及孕期病毒感染等因素相关。其中，基因突变和染色体异常等遗传因素是CMIC最为主要的致病原因。然而，绝大多数的遗传病因目前还未知。在本课题中，我们利用高效、高通量的全外显子测序技术（WES）联合纯合子定位技术，发现了来自近亲家系的先天性小眼球患者 IPO13突变（c.331C＞T，p.R111C）。通过显微注射 ipo13 吗啉环寡核苷酸（MO）构建斑马鱼基因敲减模型，从形态和功能等方面初步评估ipo13 对眼睛发育的影响。 方法： 采集患者及其家属外周静脉血，利用DNA提取试剂盒，提取基因组 DNA。通过全外显子测序技术和纯合子定位技术，对CMIC患者基因组外显子编码区的突变情况进行筛查，同时结合 SIFT、PolyPhen-2和Mutation Assessor等遗传及生物信息学数据库，对所筛查的突变信息，进行致病性综合评估，继而利用Sanger测序技术和家系共分离分析方法对突变信息进行验证。构建斑马鱼ipo13基因敲减模型，制备ipo13特异性MO，利用显微注射技术，将MO注入1-2细胞期斑马鱼胚胎，而后将胚胎转至E3 Buffer培养液中，放入28℃培养箱内孵育。幼鱼发育到受精后的第三天（3dpf），测量幼鱼眼球的长眼轴和眼球面积并做统计分析。幼鱼发育至5dpf，从对照组和ipo13 MO组随机选取体形正常的幼鱼，分别利用视觉运动反应（VMR）和眼动反应（OKR）行为学实验对ipo13 MO组及对照组幼鱼的视觉行为进行评估。幼鱼发育至6dpf，通过眼球免疫荧光染色，观察斑马鱼视网膜结构变化。最后通过显微注射ipo13 mRNA恢复 ipo13基因敲减后斑马鱼表型，验证ipo13 MO突变体幼鱼表型的特异性。 结果： 利用WES技术对患者和患者的父母进行致病基因的筛查，并通过 Sanger测序确认，发现在患者的IPO13基因上存在一个纯合错义突变（c.331C＞T， p.R111C）。因该患者来自近亲家系，对其进行了纯合子定位分析，共发现15个大于3.3MB的纯合子定位区域，其中，IPO13基因位于人类1号染色体的一个跨度为44.4MB的区域之中。我们发现Ipo13在小鼠的角膜、巩膜、晶状体和视网膜中都有表达。此外，相较健康人而言，患者IPO13 mRNA水平明显下降。MO诱导产生的ipo13基因敲减斑马鱼模型出现了剂量依赖性的小眼（眼长轴和眼球面积明显小于对照组）和眼部缺损（虹膜缺损）等异常眼部表型。行为学实验VMR和OKR的结果表明ipo13 MO突变体幼鱼的视觉严重受损。免疫荧光染色结果显示，ipo13 MO组幼鱼视网膜核层分布结构破坏：外核层，内核层和神经节细胞层紊乱，无法区分，视锥细胞特异性标记zpr-1表达也显著降低。在此基础上，ipo13 mRNA和ipo13 MO共同注射，进行恢复实验，发现可以极大地降低眼球大小异常和虹膜缺损的发生率。 结论： 本课题利用WES测序技术和纯合子定位技术，进行CMIC患者致病基因突变的筛查工作，发现了一个与该疾病相关的全新的候选致病基因IPO13。通过斑马鱼ipo13基因敲减模型的构建，进一步研究了ipo13对眼睛发育的影响。斑马鱼ipo13敲减后出现与患者类似的小眼、眼部缺损和白内障表型，这表明ipo13在斑马鱼和人眼睛的发育和形成都有重要的调控作用。