一种肾阴虚证动物模型生物标志物的筛选及确定方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201611016867.1

申请日:

2016.11.18

公开号:

CN106568826A

公开日:

2017.04.19

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01N 27/447申请日:20161118|||公开

IPC分类号:

G01N27/447; G01N33/68

主分类号:

G01N27/447

申请人:

福建中医药大学

发明人:

苏友新; 詹正烜; 郑乃熙; 张英杰; 王旭; 张艺强; 蔡唐彦; 滕方舟

地址:

350003 福建省福州市鼓楼区五四路282号

优先权:

专利代理机构:

福州元创专利商标代理有限公司 35100

代理人:

蔡学俊

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内容摘要

本发明提供一种肾阴虚证动物模型生物标志物的筛选及确定方法,具体包括样品皮质骨总蛋白的提取、蛋白浓度的测定、双向凝胶电泳分析、凝胶蛋白点的检测与差异蛋白点显示分析、差异蛋白的MALDI‑TOF‑MS质谱分析以及蛋白质数据库检索及鉴定、确定差异蛋白、通过Western‑Blot、RT‑PCR对部分差异蛋白质进行鉴定并与血清中的差异蛋白ELISA检测结果互相验证,表达趋势一致且在正常值范围之外的差异蛋白可以用作肾阴虚证动物模型鉴定的生物标志物。本发明有助于为动物实验中肾阴虚证型提供判别指标;为进一步发现肾阴虚生物标志物提供基础。

权利要求书

1.一种肾阴虚证动物模型生物标志物的筛选及确定方法,其特征在于,其具体步骤如
下:
(1)肾阴虚证大鼠模型的建立;
(2)差异蛋白的筛选;
(3)对部分与肾阴虚证相关差异蛋白的验证;
(4)肾阴虚证动物模型生物标志物的确定。
2.根据权利要求1所述的一种肾阴虚证动物模型生物标志物的筛选及确定方法,其特
征在于,所用于构建动物模型的大鼠为WISTAR大鼠。
3.根据权利要求1所述的一种肾阴虚证动物模型生物标志物的筛选及确定方法,其特
征在于,所述差异蛋白筛选的具体步骤如下:
a) 大鼠皮质骨总蛋白的提取;
b) 测定蛋白浓度;
c) 双向凝胶电泳分析;
d) 凝胶蛋白点的检测与差异蛋白点显示分析;
e) 差异蛋白的MALDI-TOF-MS质谱分析;
f) 蛋白质数据库检索及鉴定,确定差异蛋白。
4.根据权利要求1所述的一种肾阴虚证动物模型生物标志物的筛选及确定方法,其特
征在于,所述部分差异蛋白的验证方法如下:
a) 应用Western-Blot方法从蛋白质水平对标志物进行验证;
b) 应用RT-PCR方法从基因水平对标志物进行验证。
5.根据权利要求1所述的一种肾阴虚证动物模型生物标志物的筛选及确定方法,其特
征在于,所述肾阴虚证动物模型生物标志物的确定方法为:将血清蛋白的ELISA检测结果与
Western-Blot、RT-PCR检测结果对比分析,选取表达趋势一致且在正常值范围之外的差异
蛋白作为生物标志物。
6.利用权利要求5所述的一种肾阴虚证动物模型生物标志物的筛选及确定方法获得的
用作肾阴虚证标志物为鸟嘌呤核苷酸解离抑制因子β(Arhgdib)。

说明书

一种肾阴虚证动物模型生物标志物的筛选及确定方法

技术领域

本发明属于基础研究领域,具体涉及一种肾阴虚证动物模型生物标志物的筛选及
确定方法。

背景技术

“证”是中医学理论体系的核心,中医药治疗疾病的特色在于辨证论治,但辨证很
大程度上受医家自身(如对中医药知识的理解、临床经验等)及患者主观因素的影响,难以
客观化和量化,造成辨证结果不统一,影响治法的确立、选方用药及临床疗效的评价,阻碍
中医学的研究及发展,中医基础研究中采用动物模型可以在最大程度上模拟疾病的真实过
程,与“证”的生理和病理状态相似,因此借助于肾阴虚证动物模型是研究肾虚证实质的必
由之路。本实验采用灌服甲状腺片混悬液所造成肾阴虚证模型大鼠的症状、体征和血清
cAMP、cGMP含量检测及cAMP/cGMP比值结果均符合目前常用的肾阴虚证模型的鉴定要求,表
明本研究中的肾阴虚证动物模型的构建成功的,但以上评价方法以主观评价为主,评价指
标缺乏特异性、客观性,研究结果能否科学阐明中医“证”的实质以及所复制的动物证候模
型是否具有代表性,同样涉及辨证的客观化和量化的问题。因此寻找具有一定特异性的客
观指标来判别肾阴虚模型是否成功,是进行后续相关实验的关键。

基于中医“肾主骨”的理论,骨组织作为“肾”功能的外在表现部位之一,其内在生
物学特征的变化与“肾”的功能状态必然存在着密切的联系。蛋白质是体现组织细胞功能与
执行生命活动最直接的活性物质,骨组织的结构与功能状态最终体现于其内在功能蛋白质
组和基因组的表达状态。随着对疾病的中医“证”与蛋白质组相关研究的深入,目前已经认
识到中医“证”的表现实质是疾病个体特定的功能蛋白质组及其基因组的表达水平,疾病的
不同中医证型之间区别的实质是功能蛋白质组及其基因组表达水平的差异。因此,通过对
骨组织差异蛋白质组表达水平的检测,有望从骨组织功能蛋白质组层面上进一步揭示中医
肾阴虚证候的实质。

基于以上理论基础与研究背景,本研究借助于蛋白质组学研究思路和技术上的优
势,以大鼠的骨组织(皮质骨)为研究对象,分别展示它们在肾阴虚与正常状态下皮质骨的
蛋白质组图谱,比较它们之间存在的差异表达蛋白质,从皮质骨功能蛋白质组层面深入探
讨中医肾阴虚证的实质,进一步深化对中医“肾”与骨内在关联的认识。同时,这些差异表达
的蛋白质可能在肾阴虚证发生发展过程中发挥重要作用,可能是肾阴虚证诊断的潜在生物
标志物。由于生物标记物的发现是冗长而又繁杂的过程,需借助多种实验技术,从多层面、
多角度反复鉴定、验证及确认。故对于初步筛选的差异蛋白,我们需要进一步对靶定蛋白从
蛋白水平、基因水平进行验证,以规避单一实验方法的局限,检验前期蛋白质组学结果的准
确性。如何选取感兴趣的候选蛋白,对其进一步研究、探讨其与肾阴虚证的密切联系,并同
时证明本生物标志物筛选方法的可行性是本研究的重点。

当今科技正步入云媒体、大数据的时代,各种信息蜂拥而至,经云计算、大数据挖
掘,一些功能强大、内容丰富、更新频繁的在线蛋白质相互作用数据库(PPI Database)应运
而生,已成为研究预测蛋白质功能重要手段之一。本部分研究利用免费在线PPI Database
–String10对前期所鉴定出已知蛋白进行系统综合分析,筛选候选蛋白作进一步研究。该数
据库覆盖面广、整合度高、更新频率快,并能对蛋白质之间直接和间接相互作用的关系做出
一定的预测,从而在生物信息学层面对所鉴定的差异蛋白在疾病中的作用进行初步预测,
为对后续的验证性研究提供思路。借助于String数据库检索所提供的生物学信息提示及查
阅相关文献并结合研究结果,我们推测,肾阴虚证症状和体征的改变可能与某几个关键差
异蛋白所在蛋白调控网络的调控密切相关。因此我们挑选了载脂蛋白A-I、鸟嘌呤核苷酸解
离抑制因子β、线粒体热休克蛋白作为验证对象。

此外,在基础实验中,动物模型的骨骼标本不易获取,相对而言血标本获取较为便
捷、容易保存。血液检测已是临床上预防和诊治疾病最普遍的辅助手段之一。血液几乎涵盖
来自机体各器官组织的蛋白,既然在肾阴虚与正常大鼠骨组织(皮质骨)之间存在差异蛋白
质,那么在血液中是否也存在这种差异。鉴于此,我们试图抽取两组实验大鼠血液测定相应
蛋白质的含量,并分析其浓度与骨组织(皮质骨)相应蛋白表达水平的一致性,参照临床上
的“医学参考值范围”的定义:将肾阴虚大鼠模型的ELISA测定结果与正常组大鼠的数值进
行比较,观察测定值是否在正常大鼠相应指标的波动范围之外,我们选用正态分布资料双
侧95%参考值范围的公式计算出正常组大鼠血清中相应蛋白含量的波动范围,
作为判别测定结果的重要参考,探寻肾阴虚证诊断的潜在血液标志物。

基于以上所述,本发明以大鼠的骨组织(皮质骨)为研究对象,在前期蛋白质组学
实验基础上,选取在肾阴虚证发生发展过程中可能起到重要作用的差异蛋白质,使用
Western-Blot和RT-PCR技术从蛋白及基因水平进行双重验证,进一步明确肾阴虚证的骨组
织(皮质骨)差异蛋白质。同时,采用ELISA测定相应蛋白在肾阴虚证与正常大鼠的血液中含
量,为基础实验中肾阴虚证模型的评价奠定研究基础。

发明内容

本发明的目的是为克服目前肾阴虚证辨证技术未客观化的不足,应用双向凝胶电
泳(2DE)及MALDI-TOF/MS技术,获取肾阴虚证及正常组大鼠骨组织蛋白图谱,经质谱分析及
鉴定,筛选出皮质骨中存在差异表达的蛋白,并且选取可能在肾阴虚证发生发展过程中发
挥重要作用的部分蛋白,使用Western-Blot和RT-PCR技术从蛋白及基因水平进行双重验
证,并结合血清中相关蛋白的ELISA检测,最终靶定可以成为肾阴虚证动物模型的潜在生物
标志物。

为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种肾阴虚证动物模型生物标志物的筛选及方法,其具体步骤如下:

(1)肾阴虚证大鼠模型的建立;用于构建动物模型的大鼠为WISTAR大鼠。

(2)差异蛋白的筛选。具体包括如下步骤:

a)大鼠皮质骨总蛋白的提取;

b)测定蛋白浓度;

c)双向凝胶电泳分析;

d)凝胶蛋白点的检测与差异蛋白点显示分析;

e)差异蛋白的MALDI-TOF-MS质谱分析;

f)蛋白质数据库检索及鉴定,确定差异蛋白。

(3)部分差异蛋白的验证。具体采用以下两种方法进行差异蛋白的验证:

a)应用Western-Blot方法从蛋白质水平对标志物进行验证;

b)应用RT-PCR方法从基因水平对标志物进行验证。

(4)肾阴虚证动物模型生物标志物的确定。其确定方法为:将血清蛋白的ELISA检
测结果与Western-Blot、RT-PCR检测对比分析,选取表达趋势一致且在正常值范围之外的
差异蛋白作为生物标志物。

较之现有技术而言,本发明的优点在于:

(1)根据中医“肾主骨”理论,以肾阴虚证状态下骨组织作为研究对象,采用蛋白组学等
先进研究方法,深化了对“肾主骨”理论的科学认识。

(2)本发明建立在完整的蛋白组学方法基础之上,经过反复验证和筛选,挑选出的
待测蛋白能反应肾阴虚证的病理本质。

(3)血液涵盖了几乎来自全身机体组织的蛋白质,因此血液检测是临床上最普遍
的辅助诊疗手段之一;而ELISA技术可直接用于检测体液中大分子抗原和特异性抗体等,具
有快速、灵敏、简便、载体易于标准化等优点。本发明将二者有机结合,筛选出的肾阴虚证的
标志蛋白,可应用ELISA方法检测其在血液中含量,并运用正态分布资料双侧95%参考值范
围的公式计算出正常组大鼠血清中相应蛋白含量的波动范围,作为判别测定结
果的重要参考,因此可十分简便高效地对实验动物肾阴虚的状态进行判断,筛选符合需求
的动物模型。

(4)本发明可以进一步推动中医诊断的便捷、客观化,促进基础实验中动物模型的
科学评定。

附图说明

图1 正常组-肾阴虚组大鼠股骨干皮质骨12个差异蛋白点标识。

图2 GDP dissociation inhibitor (GDI) beta的MAIDI-TOF-TOF/MS质谱图

图3 Hspd1(线粒体热休克蛋白60)的MAIDI-TOF-TOF/MS质谱图

图4 Apolipoprotein A-I(载脂蛋白A-I)的MAIDI-TOF-TOF/MS质谱图

图5 正常组-肾阴虚组大鼠皮质骨中Apoa1、Arhgdib及Hspd1蛋白表达的比较。

图6 正常组-肾阴虚组大鼠皮质骨中Apoa1、Arhgdib及Hspd1mRNA表达的比较。

图7 正常组-肾阴虚组大鼠血清中Apoa1、Arhgdib及Hspd1含量表达的比较。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明内容进行详细说明:

实施例一:

肾阴虚证模型大鼠的建立和鉴定:

1 实验耗材

1.1 实验动物

雄性3月龄健康SPF级WISTAR大鼠共60只,体重200~240 g,由福建中医药大学实验动物
中心代购于上海斯莱克实验动物有限责任公司,实验动物许可证号:SCXK(沪)2012-0002,
实验动物质量合格证编号:2007000583560。福建中医药大学实验动物中心实验动物使用许
可证号:SYXK(闽)2014-0001。

1.2 主要试剂及药物

表1 主要试剂及药物


1.3 主要仪器

表2 主要仪器


2 实验方法

2.1 甲状腺片混悬液的制备

将甲状腺片置研磨器中并研磨成粉末状,用无菌生理盐水配成浓度为40 mg/ml的甲状
腺片混悬液,4℃保存备用。

2.2 动物分组

40只WISTAR大鼠适应性喂养一周,采用随机数字表法分为正常组、肾阴虚组,每组20
只。

2.3 肾阴虚证大鼠模型造模方法

肾阴虚证大鼠模型 每日一次于早上9点以甲状腺片混悬液(40 mg/ml)灌胃,自由饮
水、饮食,连续15 d。

2.4 大鼠模型鉴定及模型稳定性观察方法

2.4.1 一般状态观察 观察模型大鼠一般状态、日常活动、精神状态、反应灵敏、弓背情
况,毛发爪甲色泽,粪便质地等方面并记录大鼠体重的变化。

2.4. 2 大鼠血清中环核苷酸系统的变化检测

造模结束时,取肾阴虚组及正常组大鼠,乙醚麻醉后,眶后静脉丛进行采血1-1.5 ml。
离心取上清,使用cAMP和cGMP ELISA试剂盒检测大鼠血清中cAMP、cGMP含量。具体操作步骤
按试剂盒说明书操作。

造模结束后21 d,腹主动脉采血3~5 ml。具体检测方法同造模结束时。

2.5 皮质骨标本的获取

造模结束后21 d,取肾阴虚模型稳定大鼠及正常大鼠,腹腔麻醉,放血处死,于冰上操
作迅速取下其股骨干,将松质骨、骨膜、残留血液等处置干净后,放入5mL已标记号的
Eppendorf管中,暂存于液氮罐中,待取材结束一并保存于﹣80℃冰柜备用。

实施例二:

差异蛋白的筛选,它包括以下步骤:

1、皮质骨总蛋白的提取 ①将冰冻新鲜股骨干用骨剪剪开,用超纯水将骨髓冲洗干净,
并用刮匙将股骨干松质骨轻轻刮除,然后放入研钵(提前液氮预冷)中,用骨剪剪成l mm3大
小的碎块,往研钵中加入液氮并迅速研磨粉碎,重复研磨3~5次,取粉末并称取质量,然后
按照1 g骨组织加1.5 mL裂解液的比例加入蛋白样品裂解液,置于4℃冰箱裂解提取蛋白4
h(每隔1h充分混匀1次);②将盛有骨组织混悬液的EP管置于低温高速离心机中,4℃ 14000
rpm离心1 h,吸取上清液;③加核酸酶:每1 ml裂解液加入2 ul Dnase和2 ul Rnase,冰上
放置15min;④超声:用超声清洗仪超声至液体不黏稠为止。然后置低温高速离心机中,4℃
14000 rpm离心30 min,吸取上清液;⑤2-D clean-up试剂盒提纯浓缩蛋白。

2、Bradford法测定蛋白浓度并计算上样蛋白体积 参照Bio-Rad公司Bradford蛋
白定量试剂盒操作说明书操作,按照蛋白上样总质量为2500 ug计算所需蛋白样本体积为:
2500ug/蛋白浓度。

表3 蛋白定量标准曲线上样体系


3 双向凝胶电泳

双向电泳主要参照美国Bio-Rad公司的2-DE操作指南进行操作。

3.1 上样量及电泳条件 吸取(2500ug/蛋白浓度)蛋白样本与适量水化上样缓冲
液充分混合,总体积为380 ul。胶条在20℃,50 V低电压条件下泡胀12 h后,进行等电聚焦。
泡胀和等电聚焦参数见表4。

表4 IEF参数设置


3.2 灌制12%的垂直板SDS-PAGE凝胶 按表5中配方比例配制凝胶溶液。

表5 12%SDS-PAGE凝胶配方


3.3 胶条平衡 分别在胶条平衡缓冲液、中平衡润洗15分钟,滤干并转移至二向凝
胶上。

3.4 第二向SDS-PAGE凝胶电泳 设置循环水温度10℃进行SDS-PAGE,电泳条件为:
接通电源,起初以100 V的恒电压40 min,后换用300 V恒电压4.5 h进行电泳,当溴酚蓝跑
至距凝胶底部约1 cm处时停止电泳。

4 凝胶染色与扫描显示

电泳结束后取出凝胶,并作好标记。考马斯亮蓝染色后用Image Scanner扫描仪获取2-
DE凝胶图片。

5 凝胶蛋白点的检测与差异蛋白点显示分析

利用Bio-Rad公司提供的PD Quest 8.0分析软件进行骨组织(皮质骨)双向电泳凝胶图
谱蛋白点检测及差异蛋白点显示分析。设置faint spot、small spot和large spot三个参
数并去除背景及横纵条纹等进行蛋白点的自动检测。待检测完毕后,设置点的匹配分析参
数,以点的体积作为蛋白点含量的测量值,设定蛋白点相对标准化体积变化达1.5倍以上作
为差异蛋白点的匹配分析的基本参数并设置t检验达99%为有统计学意义。初步匹配完成
后,进行手动人工校正,对每个匹配的蛋白点进行放大观察,以排除一些非真实的蛋白点。

6 质谱样品制备及差异蛋白的MALDI-TOF-MS质谱分析

将差异蛋白点手动切胶,酶解,除盐点样后进行基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱
(MALDI-TOF-MS)技术定性各组间皮质骨差异表达的蛋白质,并通过生物信息学检索对差异
表达蛋白的功能进行初步分析。

7 蛋白质数据库检索及鉴定

使用MASCOT(V3.2,Matrix Science,London,U.K)搜库软件对每个差异蛋白样品的一
级和二级质谱数据进行蛋白质数据库检索并鉴定蛋白质。

8 蛋白质相关功能的生物信息学检索

在Uniprot及NCBI蛋白质数据库中查找质谱鉴定得到的已知蛋白的相关信息,包括蛋
白的基因名称、蛋白家族、氨基酸序列、主要功能等。

实施例三:

Western Blot和RT-PCR技术从蛋白及基因水平双重验证,它包括以下步骤:

1 各组大鼠股骨干皮质骨相关蛋白的的Western Blot检测

1.1 皮质骨总蛋白的提取 从﹣80℃冰柜中每组随机抽取8只大鼠股骨干皮质骨,置于
冰上,迅速用咬骨钳将骨组织剪碎,放入事先预冷的研磨器中,迅速研磨至粉末状,研磨过
程中适时加入液氮冷却,然后转移至Eppendorf管中,称取重量;按比例1 g骨组织加1 ml裂
解液,微型涡旋器震荡5 s,而后置于4 ℃冰箱,每隔30 min涡旋震荡一次,4 h后取出;转入
低温高速离心机中,设置程序4 ℃,14000 rpm,离心20 min,吸取上清液。

1.2 BCA法测定蛋白浓度

(1)配制蛋白标准溶品(25 mg/ml):将0.8 ml蛋白标准配制液加入20 mg 牛血清蛋白
(BSA)完全溶解后,分装备用;

(2)稀释蛋白标准品(0.5 mg/ml):取适量配置好的蛋白标准品(25 mg/ml),用磷酸缓
冲盐溶液(PBS)将其稀释至0.5 mg/ml浓度;

(3)配制BCA工作液:根据所需样品的数量,将BCA试剂A液、B液按50:1比例,充分涡旋混
匀;

(4)按0,1,2,4,8,12,16,20 µl将标准品(0.5 mg/ml)依次加到96孔板蛋白标准品孔
中,每孔补足PBS缓冲液至20 µl;

(5)加适当蛋白样品用PBS缓冲液稀释5倍、10倍、20倍,每孔补足至20 µl;

(6)各孔均加入200 µl BCA工作液;

(7)37 ℃孵育30 min;

(8)测定波长570 nm,读取吸光度(OD)值;

(9)依据标准曲线计算出样品的蛋白浓度。

1.3 皮质骨总蛋白变性

取适量蛋白样品按5:1比例和SDS-PAGE蛋白上样缓冲液(6×)涡旋混匀,置恒温金属浴
100 ℃ 5 min,变性后迅速置于冰上冷却,存于-80 ℃冰箱备用。

1.4 溶液的配制

(1)裂解液 取适量RIPA裂解液和PMSF(l00 mM)按99:1比例混合均匀,使PMSF的最终浓
度为1 mM,冰上保存待用。

(2)电泳液 将5×的电泳液用超纯水稀释5倍,配成1×的电泳液。

(3)10%过硫酸铵 0.1 g过硫酸铵加超纯水定容至1 ml,完全溶解混匀,现配现用;

(4)TBST洗涤液 将50 ml TBS(20×)和1 ml吐温一起置于烧杯中混匀,用超纯水定容
至1 L,充分混匀,4 ℃冰箱保存备用。

(5) BeyoECL Plus工作液:按1:1比例分别取适量BeyoECL Plus A液和B液混匀,
现配现用,操作时避光。

1.5 SDS-PAGE凝胶配制

按照表6依序加入相应体积的凝胶试剂,室温下凝固约20 min后,置于电泳液中存于4
℃冰箱备用,一般提前一天配制SDS-PAGE凝胶。

表6 SDS-PAGE凝胶配制所需各成分体积(ml)


1.6 上样 根据BCA测定的样品浓度,按每孔30 ug的加样量计算出样品所需上样体积,
依次将待测蛋白缓慢匀速加样,并加入标准品Marker 4 ul。未上样的边缘孔加上SDS-PAGE
蛋白上样缓冲液(1×)10 ul。

1.7 蛋白电泳 盖上电极盖,接通电源,初始以恒压20 V跑10 min确保孔道中漂浮
的蛋白下沉,再以恒压60 V跑20 min,最后以80 V跑100 min,待溴酚蓝染料到达胶的底部,
停止电泳。

1.8 半干转 在恒定电压25 V下根据膜面积设定电流,整块胶限制电流1.3 A,1条
胶时电流0.7 A。根据目的蛋白分子量调整转膜时长(见表7);转膜结束后,将胶置于考马斯
亮蓝染液染中摇床过夜,第二天将其脱色至透明,检查蛋白是否完全转移。

表7 目的蛋白转膜时长


1.9 膜的封闭 转膜结束后,用镊子夹marker处,取出PVDF膜标记好正面,用超纯水漂
洗5 min ×3次,将PVDF膜放入装有5 ml封闭液的自封袋中,置于室温,水平摇床孵育2 h。

1.10 一抗孵育 根据说明书见表8的一抗稀释倍数,用WB一抗稀释液稀释一抗,稀
释后总体积约为5 ml,将封闭后的PVDF膜置于含有一抗工作液的自封袋中,在水平摇床上4
℃孵育过夜。

表8 抗体稀释倍数


1.11 二抗孵育 一抗孵育结束后,将膜放入装有TBST的洗膜盒中,在室温下水平摇床
上漂洗5 min×3次;洗膜结束后,根据一抗来源配制相应二抗工作液,将膜置于二抗工作液
中,在水平摇床上缓慢摇动、室温孵育1 h。

1.12 ECL化学发光检测 二抗孵育结束后用TBST漂洗滤膜5 min×3次,洗去未结
合的二抗。避光配制BeyoECL Plus工作液(A液:B液=1:1),充分混匀,在化学发光成像仪上
将膜覆于显影垫片上,用滤纸将多余液体吸干,用滚轴去除膜下气泡,将显影液均匀滴于膜
上,在室温中待膜与之反应1 min后显影。

1.13 定量分析 采用Bio-Rad image lab 3.0软件分析蛋白条带,计算各组目的
蛋白与相应β-actin蛋白显色积分的光密度比值,即各目的蛋白相对表达量。

2 各组大鼠股骨干皮质骨相关蛋白的基因检测

2.1 骨组织处理 骨组织研磨至粉末状过程同蛋白提取,迅速用1.5 ml无RNA酶
Eppendorf管(以下Eppendorf管均为无RNA酶)沿钵底将骨粉抠出,称取约100 mg。

2.2 用Trizol法提取总RNA

2.3 总RNA浓度检测 使用超微量核酸蛋白测定仪,加1 μl待测样品于侦测台上,测定
260/280 nm的吸光度比值,得出所提取RNA的浓度。

2.4 逆转录反应(Reverse Transcription,RT) 根据以上所测得总核糖核酸的浓
度,计算出2 µg 总核糖核酸所需的体积VRNA,按表9体系配制逆转录反应体系;于42 ℃下反
应2 min。设置逆转录步骤:25℃ 10min,50℃下反应30min,85℃灭火5min,静置于4℃下。

表9 逆转录反应体系


2.5 引物的设计与合成

本实验所用目的基因引物、GAPDH RT-PCR引物合成均由上海生工生物工程股份有限公
司设计合成(表10)。

表10 实验相关引物列表


2.6 聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction PCR) 严格按照PCR试剂盒说明书
操作,将以上反应得到的cDNA用来配制PCR扩增体系(表11)。

表11 PCR扩增体系


注:2×AceTaqMaster Mix中包含TaqTM DNA聚合酶、MgCl2、dNTPs、反应缓冲液

将配制好的反应体系混匀离心后放入基因扩增仪中,按以下反应条件(表3-8)设置反
应参数:94℃预变性3min;94℃变性30s,退火30s(各体系退火温度为所加引物的退火温
度),72℃延伸60s,35个循环;72℃终延伸10min,4℃下保存。

2.7 琼脂糖凝胶电泳 取PCR产物各3 µl进行琼脂糖凝胶电泳,电泳条件为90 V,
15 min;电泳后染色并采用GEL DOC 2000凝胶成像系统Quantity One 465软件分析图像,得
到相应蛋白表达的光密度值与对应内参照基因(GAPDH)光密度值的比值。

实施例四:

ELISA测定相应相关蛋白在正常与肾阴虚大鼠的血液中含量,它包括以下步骤:

1 各组大鼠血清的制备

各组大鼠血清制备,同造模结束后21 d。见实施例一2.4. 2。

2 各组大鼠血清中相关蛋白含量的检测

2.1 ELISA法主要试剂的配制:按照ELISA试剂盒说明书操作。

2.2 ELISA检测方法

(1)加样:分别设空白孔(空白对照孔不加样品及酶标试剂,其余各步操作相同)、待测
样品孔。在酶标包被板上待测样品孔中先加样品稀释液40 μl,然后再加待测样品10 μl(样
品最终稀释度为5倍)加样将样品加于酶标板孔底部,尽量不触及孔壁,轻轻晃动混匀;

(2)温育:用封板膜封板后置温育箱静置40 min;

(3)洗板:弃去液体,甩干,每孔加满洗涤液,静置30 s后弃去,重复5次,在滤纸上印干;

(4)加酶: 每孔均加入酶标试剂50 μl,除空白孔外;

(5)温育:方法同(2);

(6)洗板:方法同(3);

(7)显色:每孔先后加入显色A、显色B 各50 μl,轻轻震荡混匀,静置于温箱37 ℃ 避光
孵育,显色15 min;

(8)终止:每孔均加入终止液50 μl,此时颜色转变由蓝转黄,终止反应;

(9)测定:以空白调零,测定波长450 nm,读取吸光度值。应在加终止液后15 min以内完
成。

实施例五:

通过上述实验进行反复验证,将血清蛋白的ELISA检测结果与Western-Blot、RT-PCR检
测结果对比分析,选取表达趋势一致且在正常值范围之外的差异蛋白作为肾阴虚证生物标
志物。

上述试验可得如下实验结果:

1、动物模型的建立及鉴定结果

造模早期,肾阴虚1只大鼠秉性躁动加之灌胃操作失当而致死亡。所以最后正常组数量
不变,肾阴虚组余19只。造模结束后21d,与正常组大鼠比较,肾阴虚大鼠仍出现躁动、易惊、
怕人等表现,大便质地较硬,耳廓及爪甲颜色较暗,体重减轻,体温升高,血清cAMP含量及
cAMP/cGMP比值均升高,以上症状、体征和血清cAMP及cAMP/cGMP比值结果均符合肾阴虚证
模型的鉴定要求,提示本实验动物造模是成功的。

2、差异蛋白筛选结果

2.1 大鼠股骨干皮质骨蛋白质组图谱的展示

2.1.1 凝胶蛋白点的检测 通过Bio-Rad公司PD Quest软件分析,各凝胶蛋白图谱可辨
识的蛋白点均为470个。

2.1.2 凝胶蛋白点差异的辨识与分析 通过对正常组与肾阴虚组骨组织(皮质骨)蛋白
质组双向电泳凝胶图谱比较分析,检测到12个明显差异表达蛋白质点,以正常组为参考,其
中点6602、1504、4302、6104、4108、5803为上调表达蛋白,点1309、1207、1102、3105、4008、
6706为下调表达蛋白;

2.2 差异蛋白的MALDI-TOF-MS质谱鉴定

将12个差异表达的蛋白质点从凝胶上手工切下,经胰蛋白酶酶解消化后进行MALDI-
TOF-MS质谱分析。获得的肽质量指纹图谱信号强且基线较平稳,噪音低,适于进行数据库检
索。以下列举部分肽段的MS和MS/MS质谱图信息(见图2,4),使用MASCOT搜库软件进行蛋白
质鉴定,表12为质谱鉴定的部分蛋白点相关信息,包括蛋白质的登记编码、种类、等电点、分
子量、得分。

表12 部分差异蛋白点MALDI-TOF-MS鉴定结果


2.3 差异蛋白相关功能的生物信息学检索

将质谱鉴定确立的差异蛋白质名称输入UniProt及NCBI蛋白质数据库中进行蛋白相关
功能的生物信息学检索,获取相应蛋白生物功能,结果详见表13。借助String数据库检索提
供的生物学信息提示,同时我们查阅相关文献结合研究结果,我们推测肾阴虚证症状体征
的改变可能与载脂蛋白A-I、鸟嘌呤核苷酸解离抑制因子β、线粒体热休克蛋白有关。

表13 蛋白质相关功能的生物信息学检索结果


3 正常组-肾阴虚组大鼠股骨干皮质骨中Apoa1、Arhgdib及Hspd1蛋白表达的检测

3.1 Western bolt检测显示:Apoa1蛋白在正常组大鼠股骨干皮质骨骨组织中的表达
低于肾阴虚组,差异有统计学意义(P<0.01)。Arhgdib蛋白在肾阴虚组大鼠皮质骨骨组织
的表达低于正常组大鼠股骨干皮质骨骨组织,差异有统计学意义(P<0.01)。Hspd1蛋白在
肾阴虚组呈低表达,差异具有统计学意义(P<0.01)。见表14、图5。

表14 两组大鼠皮质骨中Apoa1、Arhgdib及Hspd1蛋白表达的比较


注:与正常组比较,a P<0.01,b P<0.05。

3.2 正常组-肾阴虚组大鼠股骨干皮质骨Apoa1、Arhgdib及Hspd1 mRNA表达的检

两组均可见Apoa1、Arhgdib及Hspd1的mRNA的表达。与正常组比较,肾阴虚组皮质骨
Apoa1 mRNA表达升高,有显著性差异(P<0.05),Arhgdib的mRNA表达下降,有显著性差异(P
<0.05),Hspd1 mRNA表达下降,有极显著性差异(P<0.01)。见表15、图6。

表15 两组大鼠皮质骨中Apoa1、Arhgdib及Hspd1的mRNA表达比较


注:与正常组比较,a P<0.01,b P<0.05。

3.3 正常组-肾阴虚组大鼠血清中Apoa1、Arhgdib及Hspd1含量的检测

ELISA方法检测正常组、肾阴虚组大鼠血清中Apoa1、Arhgdib及Hspd1含量测定情况显
示:两组均可检测定出3种蛋白的表达。与正常组比较, Arhgdib在肾阴虚组呈低表达(P
0.05);Hspd1表达降低(P>0.05);Apoa1表达升高(P>0.05)。见表16、图7。

表16 两组大鼠血液中Apoa1、Arhgdib及Hspd1的含量(pmol•mLˉ1-1)


注:与正常组比较,a P>0.05,b P<0.05。

3.4 正常组大鼠血清中Apoa1、Arhgdib及Hspd1含量的参考值范围

根据正常组中三个蛋白的ELISA检测结果,我们计算出参考值范围。见表17。

表17 大鼠血液中Apoa1、Arhgdib及Hspd1的含量的参考值范围(pmol•mL-1)


4.初步筛选确认可用作肾阴虚证标志物的蛋白

经过Western blot和RT-PCR验证结果表明:在肾阴虚及正常组大鼠皮质骨骨组织中,
Apoa1、Arhgdib和Hspd1在蛋白及基因水平表达趋势均与前期蛋白质组学结果一致,表现
为:在肾阴虚组中Apoa1呈显著性高表达,Arhgdib呈显著性低表达;Hspd1蛋白在肾阴虚组
中呈低表达,,差异具有统计学意义。表明前期研究结果的准确性、可靠性,这三个蛋白可作
为肾阴虚证在骨组织中的生物标志物。

ELISA检测结果表明,在外周血中Arhgdib与股骨干皮质骨中蛋白表达一致,与正
常组比较有显著性差异,含量低于正常参考值范围,提示Arhgdib下降可能与肾阴虚证密切
相关,可以作为肾阴虚证诊断在血液中的生物标志物。而Apoa1和Hspd1在各组血液中含量
的趋势与股骨干皮质骨中蛋白表达并不完全一致,且含量在正常参考值范围之内,不符合
筛选的标准,其中具体原因有待于进一步探讨。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的蛋白筛选及
确定,皆应属本发明的涵盖范围。

SEQUENCE LISTING

<110> 福建中医药大学

<120> 一种肾阴虚证动物模型生物标志物的筛选及确定方法

<130> 8

<160> 8

<170> PatentIn version 3.3

<210> 1

<211> 22

<212> DNA

<213> Apoa1上游引物

<400> 1

aaggacagcg gcagagacta tg 22

<210> 2

<211> 22

<212> DNA

<213> Apoa1下游引物

<400> 2

tcatctcgtt tctcagccaa tc 22

<210> 3

<211> 22

<212> DNA

<213> Arhgdib上游引物

<400> 3

ttagccttgt ttgtgacagt gc 22

<210> 4

<211> 21

<212> DNA

<213> Arhgdib下游引物

<400> 4

cttgttgtgg taagtgcctc g 21

<210> 5

<211> 20

<212> DNA

<213> Hspd1上游引物

<400> 5

ggctgtgctc tacttcggtg 20

<210> 6

<211> 22

<212> DNA

<213> Hspd1下游引物

<400> 6

cagcatccag taaagcagtt ct 22

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<211> 21

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<212> DNA

<213> GAPDH下游引物

<400> 8

gaagacgcca gtagactcca cgac 24

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本发明提供一种肾阴虚证动物模型生物标志物的筛选及确定方法,具体包括样品皮质骨总蛋白的提取、蛋白浓度的测定、双向凝胶电泳分析、凝胶蛋白点的检测与差异蛋白点显示分析、差异蛋白的MALDITOFMS质谱分析以及蛋白质数据库检索及鉴定、确定差异蛋白、通过WesternBlot、RTPCR对部分差异蛋白质进行鉴定并与血清中的差异蛋白ELISA检测结果互相验证,表达趋势一致且在正常值范围之外的差异蛋白可以用作。

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