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PNAS!北京同仁医院研究团队揭示老年性黄斑变性(AMD)重要驱动基因CNN2
近日,首都医科大学附属北京同仁医院、眼科细胞基因治疗北京市重点实验室联合首都医学科学创新中心、西湖大学等多家机构在眼科顶级基础研究领域取得重要突破。北京同仁医院金子兵教授团队与西湖大学杨剑教授团队合作,成功锁定老年性黄斑变性(AMD)的关键驱动基因CNN2,并阐明了其“血管/神经血管稳态失调导致光感受器退变”的全新机制。相关研究成果于2026年9月在国际顶级综合学术期刊《美国国家科学院院刊》(PNAS)发表。西湖大学博士后程菲菲、北京同仁医院博士生牟浩为论文共同第一作者,金子兵教授(末位通讯)与杨剑教授为共同通讯作者。

老年性黄斑变性(AMD)是老年人不可逆盲的首要病因。随着人口老龄化加剧及人均预期寿命延长,AMD已成为全球眼科学界亟待攻克的重大公共卫生负担。尽管过去的大规模全基因组关联研究(GWAS)已定位了大量疾病风险位点,但“风险信号究竟通过哪个基因发挥作用”,一直是阻碍遗传病走向机制解析和临床干预的关键瓶颈。为攻克这一难题,研究团队创新性地建立了“人群遗传定位—眼组织复现—斑马鱼筛选—KO鼠模型验证”的跨层级研究路径。

研究首先整合了超3万例人群的GWAS数据与外周血eQTL数据,通过SMR和HEIDI分析初步锁定9个候选基因;随后利用独立的人视网膜eQTL数据进行组织层面的严格复现,最终将目标聚焦在CNN2等4个核心基因上。
在跨物种功能验证中,团队首先在斑马鱼模型中敲低cnn2等基因,观察到眼球发育受阻及视觉运动反应减弱,证实了该基因在眼部发育与视觉功能中的关键作用。随后,团队构建了Cnn2缺失小鼠模型,进行了深入的机制探索。研究发现,缺失Cnn2的小鼠在低光强条件下视网膜电图反应降低,对比敏感度下降;同时,其光感受器层变薄,锥细胞和视杆细胞标志物表达显著下调。
单细胞转录组测序进一步揭示了背后的机制:Cnn2主要在视网膜内皮细胞和周细胞中高表达。当Cnn2缺失时,小鼠视网膜的内皮细胞、周细胞及视杆细胞比例均发生下降。基于此,研究团队首次提出了一个全新的AMD发病机制框架:CNN2缺失首先破坏了视网膜血管或神经血管稳态,进而间接引发了光感受器的结构与功能异常。这一发现将“血管因素”与“神经退变”紧密联系起来,极大地拓展了学界对AMD发病机制的理解。
该研究不仅为CNN2参与AMD相关视网膜功能异常提供了坚实的遗传学和功能学汇聚证据,更为未来开发针对AMD的靶向基因治疗策略提供了全新的理论依据和潜在靶点。
该项目得到国家自然科学基金(82125007和92368206)、首都医学科学创新中心合作研究员项目(CX23YZ14) 及北京市研究型病房卓越计划项目(BRWEP2024W172050100)等项目资助。
第一作者介绍

牟浩,2014-2019年于浙江大学医学院获临床医学学士学位,随后师从金子兵教授,2026年获首都医科大学附属北京同仁医院眼科学博士学位。研究生阶段长期聚焦视网膜疾病动物模型和机制研究,以第一作者(含共同)发表SCI论文4篇。

程菲菲,2011-2018年于温州医科大学眼视光医学七年制获医学学士和硕士学位,师从金子兵教授;2024年在杨剑教授指导下获昆士兰大学统计遗传学博士学位,2026年于西湖大学生命科学学院博士后出站。从事近视和黄斑变性等眼病统计遗传学研究,以第一作者发表《Nature Genetics》《Cell Discovery》等SCI论文。
通讯作者介绍

杨剑,西湖大学统计遗传学讲席教授、新基石研究员,于2003年和2008年在浙江大学分别获得学士和博士学位,随后赴澳大利亚昆士兰医学研究所从事博士后研究。2012年加入澳大利亚昆士兰大学,历任研究员、高级研究员、副教授、教授。2020年加入西湖大学生命科学学院。其研究以计算生物学方法创新为核心,依托大规模人群队列的基因组等多组学数据,系统解析复杂性状与疾病的遗传基础、易感细胞及分子调控机制,并探索其在精准医学中的应用。曾获得澳大利亚Centenary Institute劳伦斯创新奖(2012)、澳大利亚科学院Ruth Stephens Gani人类遗传学奖章(2015)、澳大利亚总理科学奖(Frank Fenner年度生命科学家奖,2017)。2018年入选国家海外高层次人才引进计划(创新长期项目),2025年入选新基石研究员项目。

金子兵,眼科学教授、主任医师,北京同仁医院副院长,眼科细胞基因治疗北京市重点实验室主任。2000年和2007年分别在温州医学院和日本宫崎大学获医学学士和博士学位,随后在日本理化学研究所(神户)历任JSPS博士后、FPR研究员,2010年全职回国。围绕黄斑变性及病理性高度近视开展治疗探索研究,通过医学新技术备案成功完成自体干细胞治疗临床研究。新发现眼底病致病基因十余个,制订人多能干细胞分化来源RPE以及视网膜类器官行业标准,完成遗传眼病基因诊断阅判标准、RP治疗循证指南并获得WHO指南实施与知识转化中心“STAR指南制订透明奖”。曾入选中国青年科技奖、国家科技部重大人才项目等,享受国务院特殊津贴。ARVO亚太区委员、亚太眼科细胞基因治疗学会Secretary-General、中国遗传学会眼科遗传病分会主委、北京医学会眼科分会常委/组长。带领团队发表5篇PNAS学术论文。近年来先后获中国出生缺陷救治基金会科技进步奖一等奖和麒麟科技奖。2015年获优青(青B)项目,2021年入选杰青(青A)项目。



