BAIAP2作为类风湿性关节炎和/或骨关节炎的诊治靶标.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201810291429.9

申请日:

20180330

公开号:

CN108642167A

公开日:

20181012

当前法律状态:

有效性:

审查中

法律详情:

IPC分类号:

C12Q1/6883,G01N33/68,A61K45/00,A61P29/00,A61P19/02

主分类号:

C12Q1/6883,G01N33/68,A61K45/00,A61P29/00,A61P19/02

申请人:

北京泱深生物信息技术有限公司

发明人:

肖枫,李曙光,孙耀兰,常鹏

地址:

100080 北京市海淀区善缘街1号立方庭大厦3103室

优先权:

CN201810291429A

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明公开了一种类风湿性关节炎和/或骨关节炎的诊治靶标‑BAIAP2基因。本发明通过检测受试者滑膜组织中BAIAP2基因及其表达产物的含量可以判断受试者是否患有类风湿性关节炎和/或骨关节炎或者诊断受试者是否存在患有类风湿性关节炎和/或骨关节炎的风险。另外,本发明通过研究体外培养的滑膜细胞的增殖指标证明BAIAP2基因作为治疗类风湿性关节炎和/或骨关节炎的药物靶点。

权利要求书

1.检测BAIAP2基因表达的产品在制备诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎的工具中的应用。 2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述产品包括:通过RT-PCR、实时定量PCR、免疫检测、原位杂交芯片或高通量测序平台检测BAIAP2基因表达以诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎的产品。 3.根据权利要求2所述的应用,其特征在于,所述用RT-PCR诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎的产品至少包括一对特异扩增BAIAP2基因的引物;所述用实时定量PCR诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎的产品至少包括一对特异扩增BAIAP2基因的引物;所述用免疫检测诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎的产品包括:与BAIAP2蛋白特异性结合的抗体;所述用原位杂交诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎的产品包括:与BAIAP2基因的核酸序列杂交的探针;所述用芯片诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎的产品包括:蛋白芯片和基因芯片;其中,蛋白芯片包括与BAIAP2蛋白特异性结合的抗体,基因芯片包括与BAIAP2基因的核酸序列杂交的探针。 4.根据权利要求3所述的应用,其特征在于,所述用实时定量PCR诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎的产品至少包括的一对特异扩增BAIAP2基因的引物如SEQIDNO.1和SEQIDNO.2所示。 5.一种诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎的工具,其特征在于,所述工具包括检测BAIAP2基因表达的试剂;所述试剂包括检测BAIAP2基因mRNA的引物和/或探针、检测BAIAP2蛋白的抗体。 6.根据权利要求5所述的工具,其特征在于,所述检测BAIAP2基因mRNA的引物包括SEQIDNO.1和SEQIDNO.2所示的引物对。 7.BAIAP2基因和/或其表达产物在制备治疗类风湿性关节炎和/或骨关节炎的药物中的应用。 8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,所述药物包括促进BAIAP2基因表达的成分、促进BAIAP2基因表达产物稳定性的成分、促进BAIAP2基因表达产物活性的成分。 9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,促进BAIAP2基因表达的成分包括含有BAIAP2基因的试剂、携带BAIAP2基因的载体或宿主细胞所形成的试剂、含有BAIAP2蛋白质的试剂。 10.一种权利要求7-9中任一项所述的药物。

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域,具体地涉及BAIAP2基因在类风湿性关节炎和骨关节炎的诊断、治疗中的用途。

背景技术

类风湿关节炎是一种自身免疫性疾病,以多关节受累为特征,可进展出现关节破坏和畸形,常累及外周关节。病因不清,关节外器官受累如肺间质病变和干燥综合征等也很常见。恰当的早期治疗可以改善关节症状和功能,降低死亡率,减少并发症。

一篇2010年的系统回顾研究发现,北美和北欧的类风湿关节炎发病率估计在0.5%~1.1%。发展中国家的发病率相对更低(0.1%~0.5%)。类风湿关节炎在女性更常见(男女发病率1:3)。任何年龄均可发病,一项回顾队列研究称中位发病年龄为55.6岁;英国每年新诊断类风湿关节炎病例数约为20,000。由此推算,每位全科医生每2年可接诊1例新发病患者。

来自英国、欧洲、美国的研究均发现全科医师存在类风湿关节炎诊断延迟。英国国家审计署2009年报告,确诊为类风湿关节炎之前,患者去其全科医师处就诊平均达4次之多,有18%的患者甚至需就诊8次才能确诊。在初级医疗中,早期类风湿关节炎的诊断与其他骨骼肌肉问题一样困难:临床特征表现不易辨识,炎症标志如血沉和C反应蛋白又没有特征性意义,而特异性标志阴性如类风湿因子(31%患者出现血清阴性)和抗环瓜氨酸肽抗体(抗CCP,33%患者血清阴性)又常见血清阴性表现。

类风湿关节炎导致的残疾可使28%的患者在一年内失去工作能力。从症状发生开始,在3个月内的「窗口期」开始治疗,可以延缓疾病进展。而延迟治疗则增加影像学关节破坏和致死的风险。而且,在3~6个月后再开始治疗更易出现单药治疗失败并导致耐药。

类风湿性关节炎就是关节疾病里面的一种类风湿性关节炎,会出现关节肿痛的一些症状。但是还有很多的疾病和类风湿性关节炎的症状是非常相似的,特别容易让人产生误导,如骨关节炎。

骨关节炎是冲为退行性关节炎或者是骨质增生,影响到了人体关节的一种疾病,主要的原因就是关节长时间的负重而导致的关节表面的软骨受到了损伤周围的骨性组织增生,当骨性关节炎出现在手指上的时候,就有可能会被误诊为类风湿性关节炎。

所以寻找一种可以在早期有效区别诊断类风湿性关节炎和骨关节炎的方法是亟待解决的问题,以免因误诊误治延误病情,保证患者得到正确的治疗。

近年来,在分子层面研究用于诊断类风湿性关节炎或骨关节炎的标志物不断涌现,如以下所列申请号的专利:201310596649.X,201580058686.2,201380044584.6,201310483384.2,200610070393.9,201510725004.0,201510627048.X,201510724747.6,201510548635.X,201510548624.1,201510549564.5,201510725755.2。还未见有任何关于区别诊断类风湿性关节炎和骨关节炎的分子标志物,申请人在这样的背景下开展了本研究。

发明内容

为了解决现有技术中的技术问题,本发明的目的在于提供一种可用于类风湿性关节炎和/或骨关节炎早期诊断的分子标志物。使用基因标志物来区分类风湿性关节炎和骨关节炎具有及时性、特异性和灵敏性,从而使患者在疾病早期就能确诊,提高治愈率。

根据本发明的一个方面,本发明提供了检测BAIAP2基因表达的产品在制备诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎的工具中的应用。

进一步,所述检测BAIAP2基因表达的产品包括检测BAIAP2基因mRNA水平的产品、和/或检测BAIAP2蛋白水平的产品。

进一步,所述检测BAIAP2基因表达的产品包括:通过RT-PCR、实时定量PCR、免疫检测、原位杂交或芯片检测BAIAP2基因及其表达产物的表达水平以诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎的产品。

进一步,所述用RT-PCR诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎的产品至少包括一对特异扩增BAIAP2基因的引物;所述用实时定量PCR诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎的产品至少包括一对特异扩增BAIAP2基因的引物;所述用免疫检测诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎的产品包括:与BAIAP2蛋白特异性结合的抗体;所述用原位杂交诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎的产品包括:与BAIAP2基因的核酸序列杂交的探针;所述用芯片诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎的产品包括:蛋白芯片和基因芯片;其中,蛋白芯片包括与BAIAP2蛋白特异性结合的抗体,基因芯片包括与BAIAP2基因的核酸序列杂交的探针。

所述实时定量PCR诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎的产品至少包括的一对特异扩增BAIAP2基因的引物如SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2所示。

所述检测BAIAP2基因表达的产品可以是检测BAIAP2基因表达的试剂、也可以是包含所述试剂的试剂盒、芯片、试纸等,也可以是使用所述试剂的高通量测序平台。

所述诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎的工具包括但不限于芯片、试剂盒、试纸、或高通量测序平台;高通量测序平台是一种特殊的诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎的工具,随着高通量测序技术的发展,对一个人的基因表达谱的构建将成为十分便捷的工作。通过对比疾病患者和正常人群的基因表达谱,容易分析出哪个基因的异常与疾病相关。因此,在高通量测序中获知BAIAP2基因的异常与类风湿性关节炎和/或骨关节炎相关也属于BAIAP2基因的用途,同样在本发明的保护范围之内。

本发明还提供了一种诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎的工具,所述工具包括检测BAIAP2基因表达的试剂;所述试剂包括检测BAIAP2基因mRNA的引物和/或探针、检测BAIAP2蛋白的抗体。

所述工具包括但不限于芯片、试剂盒、试纸、或高通量测序平台。

其中,所述芯片包括基因芯片、蛋白质芯片;所述基因芯片包括固相载体以及固定在固相载体的寡核苷酸探针,所述寡核苷酸探针包括用于检测BAIAP2基因转录水平的针对BAIAP2基因的寡核苷酸探针;所述蛋白质芯片包括固相载体以及固定在固相载体的BAIAP2蛋白的特异性抗体;所述基因芯片可用于检测包括BAIAP2基因在内的多个基因(例如,与骨关节炎和/或类风湿性关节炎相关的多个基因)的表达水平。所述蛋白质芯片可用于检测包括BAIAP2蛋白在内的多个蛋白质(例如与骨关节炎或类风湿性关节炎相关的多个蛋白质)的表达水平。通过将多个与区分类风湿性关节炎和骨关节炎的标志物同时检测,可大大提高不同类型关节炎的诊断准确率。

其中,所述试剂盒包括基因检测试剂盒和蛋白免疫检测试剂盒;所述基因检测试剂盒包括用于检测BAIAP2基因转录水平的试剂;所述蛋白免疫检测试剂盒包括BAIAP2蛋白的特异性抗体。进一步,所述试剂包括使用RT-PCR、实时定量PCR、免疫检测、原位杂交或芯片方法检测BAIAP2基因表达水平过程中所需的试剂。优选度,所述试剂包括针对BAIAP2基因的引物和/或探针。根据BAIAP2基因的核苷酸序列信息容易设计出可以用于检测BAIAP2基因表达水平的引物和探针。

所述试纸包括检测BAIAP2基因表达的试剂。

所述高通量测序平台包括检测BAIAP2基因表达的试剂。

与BAIAP2基因的核酸序列杂交的探针可以是DNA、RNA、DNA-RNA嵌合体、PNA或其它衍生物。所述探针的长度没有限制,只要完成特异性杂交、与目的核苷酸序列特异性结合,任何长度都可以。所述探针的长度可短至25、20、15、13或10个碱基长度。同样,所述探针的长度可长至60、80、100、150、300个碱基对或更长,甚至整个基因。由于不同的探针长度对杂交效率、信号特异性有不同的影响,所述探针的长度通常至少是14个碱基对,最长一般不超过30个碱基对,与目的核苷酸序列互补的长度以15-25个碱基对最佳。所述探针自身互补序列最好少于4个碱基对,以免影响杂交效率。

进一步,所述BAIAP2蛋白的特异性抗体包括单克隆抗体、多克隆抗体。所述BAIAP2蛋白的特异性抗体包括完整的抗体分子、抗体的任何片段或修饰(例如,,嵌合抗体、scFv、Fab、F(ab’)2、Fv等。只要所述片段能够保留与BAIAP2蛋白的结合能力即可。用于蛋白质水平的抗体的制备时本领域技术人员公知的,并且本发明可以使用任何方法来制备所述抗体。

在本发明的具体实施方案中,所述检测BAIAP2基因mRNA的引物包括SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2所示的引物对。

本发明还提供了BAIAP2基因和/或其表达产物在制备治疗类风湿性关节炎和/或骨关节炎的药物中的应用。

进一步,所述药物包括BAIAP2基因或其表达产物的促进剂。所述促进剂包括促进BAIAP2基因表达的成分、促进BAIAP2基因表达产物稳定性的成分、促进BAIAP2基因表达产物活性的成分。

进一步,所述促进BAIAP2基因表达的成分包括促进基因转录的试剂、促进基因翻译的试剂、促进BAIAP2蛋白含量的试剂。

具体地,所述促进BAIAP2基因表达的成分包括:含有BAIAP2基因的试剂、携带BAIAP2基因的载体或宿主细胞所形成的试剂、含有BAIAP2蛋白质的试剂。

本发明的促进剂一方面可以用于补充内源性的BAIAP2蛋白的缺失或不足,通过提高BAIAP2蛋白的表达,从而治疗因BAIAP2蛋白缺乏导致的类风湿性关节炎和/或骨关节炎。另一方面可以用于促进BAIAP2蛋白的活性或者功能,从而治疗类风湿性关节炎和/或骨关节炎。

本发明所述携带基因的载体是本领域已知的各种载体,如市售的载体、包括质粒、粘粒、噬菌体、病毒等。

在本发明中,术语“宿主细胞”包括原核细胞和真核细胞。常用的原核宿主细胞的例子包括大肠杆菌、枯草杆菌等。常用的真核宿主细胞包括酵母细胞、昆虫细胞和哺乳动物细胞。较佳地,该宿主细胞是真核细胞,如CHO细胞、COS细胞等。

根据本发明的又一个方面,本发明还提供了一种用于治疗类风湿性关节炎和/或骨关节炎的药物,所述药物包括上面所述的BAIAP2基因和/或其表达产物的促进剂。

进一步,本发明的药物还包括药学上可接受的载体,载体,这类载体包括(但并不限于):稀释剂、赋形剂如水等、填充剂如淀粉、蔗糖等;粘合剂如纤维素衍生物、藻酸盐、明胶和聚乙烯吡咯烷酮;湿润剂如甘油;崩解剂如琼脂、碳酸钙和碳酸氢钠;吸收促进剂季铵化合物;表面活性剂如十六烷醇;吸附载体如高岭土和皂粘土;润滑剂如滑石粉、硬脂酸钙和镁、聚乙二醇等。

本发明的药物导入组织或者细胞的方式可以分为体外或者体内的方式。体外方式包括将含有BAIAP2基因的药物或者含有BAIAP2蛋白质的药物导入细胞中,再将细胞移植或回输到体内。体内方式包括直接将含有BAIAP2基因的药物或者含有BAIAP2蛋白质的药物注入体内组织中。

本发明的药物还可与其他治疗类风湿性关节炎或骨关节炎的药物联用,多种药物联合使用可以大大提到治疗的成功率。

在本发明的上下文中,“BAIAP2基因”包括BAIAP2基因以及BAIAP2基因的任何功能等同物的多核苷酸。BAIAP2基因(Chromosome 17,NC_000017.11(81035147..81117432))可在国际公共核酸序列数据库GeneBank中查询到相关序列。

在本发明的上下文中,BAIAP2基因表达产物包括BAIAP2的mRNA,BAIAP2蛋白。BAIAP2蛋白包括BAIAP2全蛋白或其部分肽。所述部分肽含有与类风湿性关节炎或骨关节炎相关的功能域。

“BAIAP2蛋白”包括BAIAP2蛋白以及BAIAP2蛋白的任何功能等同物。所述功能等同物包括BAIAP2蛋白保守性变异蛋白质、或其活性片段,或其活性衍生物,等位变异体、天然突变体、诱导突变体、在高或低的严紧条件下能与BAIAP2的DNA杂交的DNA所编码的蛋白质。

通常,已知的是,一个蛋白质中一个或多个氨基酸的修饰不会影响蛋白质的功能。本领域技术人员会认可改变单个氨基酸或小百分比的氨基酸或对氨基酸序列的个别添加、缺失、插入、替换是保守修饰,其中蛋白质的改变产生具有相似功能的蛋白质。提供功能相似的氨基酸的保守替换表是本领域公知的。

通过添加一个氨基酸或多个氨基酸残基修饰的蛋白质的例子是BAIAP2蛋白的融合蛋白。对于与BAIAP2蛋白融合的肽或者蛋白质没有限制,只要所得的融合蛋白保留BAIAP2蛋白的生物学活性即可。

在本发明的上下文中,“诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎”既包括判断受试者是否已经患有类风湿性关节炎或骨关节炎、也包括判断受试者是否存在患有类风湿性关节炎或骨关节炎的风险。

在本发明的上下文中,“治疗”从疾病的状态变化来分,可以包括疾病的缓解、疾病的完全治愈、另外,还包括疾病的预防。

本发明的优点和有益效果:

本发明首次发现了BAIAP2基因表达与类风湿性关节炎或骨关节炎相关,通过检测受试者滑膜组织中BAIAP2的表达,可以判断受试者是否患有类风湿性关节炎或骨关节炎、或者判断受试者是否存在患有类风湿性关节炎或骨关节炎的风险,从而指导临床医师给受试者提供预防方案或者治疗方案。

本发明发现了一种既可以诊断类风湿关节炎又可以诊断骨关节炎的分子标志物,该分子标志物不仅可以区分正常人和关节炎患者,还可以有效区分类风湿性关节炎患者和骨关节炎患者。

本发明发现了一种既可以治疗类风湿关节炎又可以治疗骨关节炎的药物。一药多用,扩大药物适应症,减少经济负担。

附图说明

图1显示利用QPCR在转录水平上检测BAIAP2基因差异表达情况的统计图;

图2显示利用Western blot在蛋白水平上检测BAIAP2基因差异表达情况的统计图;

图3显示利用QPCR在转录水平上检测BAIAP2基因的过表达情况的统计图;其中,A:骨关节炎成纤维样滑膜细胞;B:类风湿性关节炎成纤维样滑膜细胞;

图4显示利用Western blot在蛋白水平上检测BAIAP2蛋白的过表达情况的统计图;A:骨关节炎成纤维样滑膜细胞;B:类风湿性关节炎成纤维样滑膜细胞。

具体的实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。以下实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件,例如Sambrook等人,分子克隆:实验室手册(New York:Cold Spring HarborLaboratory Press,1989)中所述的条件,或按照制造厂商所建议的条件。

实施例1筛选骨关节炎滑膜组织、类风湿性关节炎滑膜组织和正常滑膜组织中的差异表达基因

5例类风湿关节炎患者的滑膜组织来自于医院骨科行膝关节置换或滑膜切除术的类风湿关节炎患者,所有病例的诊断符合1987年美国风湿病协会修订的类风湿关节炎分类标准,其中女性3例,男性2例,平均年龄(55±8)岁,平均病程(12±7)年。5例骨关节炎患者滑膜组织来自于医院骨科行膝关节置换或滑膜切除术的骨关节炎患者,所用病例符合Altam提出的关于OA的诊断标准,其中女性2例,男性3例,平均年龄(63±5)岁,平均病程(12±8)年。6例正常滑膜组织来自于外伤手术病人关节滑膜组织。本研究中所用临床样本,均对患者进行知情告知并经本院伦理委员会通过。

1、组织RNA的提取(利用Norgen RNA提取试剂盒)

1)在较少RNase干扰的清洁区,使用含适量液氮的研钵称取离体滑膜组织样本约20mg,用杵棒研磨至粉末状;

2)将样本转移到一个不含RNA酶的2mL的离心管中;

3)加入300μL Lysis solution,置于匀浆器内,充分研磨1-5min;

4)12000g,4℃,离心10min,转移上清至新的1.5mL的离心管中;

5)加入600μl RNase-Free Water,用漩涡器混匀;

6)加入20μl蛋白酶K,在55℃温浴15min,不断涡旋混匀;

7)14000g,室温,离心1min,使细胞碎片沉淀于离心管底部,取上清转移到另外一个不含RNA酶1.5mL的离心管中;

8)加入450μl的95%乙醇,涡旋混匀;

RNA吸附:

9)取650μl含乙醇的裂解液加到离心柱中,14000g离心1min;

10)弃下层,重置收集管于柱上;

11)依照裂解液的容量,重复9)~10)步;

12)加入400μl Wash solution,14000g离心2min;

13)弃下层,将柱置于一新的收集管上;

DNase处理:

14)加入100μl Enzyme Incubation Buffer和15μl DNase I,14000g离心1min;

15)将收集管中的溶液重新移入柱中;

16)室温放置15min;

RNA洗涤:

17)加入400μl Wash solution,14000g离心1min,弃下层,重置收集管于柱上;

18)加入400μl Wash solution,14000g离心2min,弃收集管;

RNA洗脱:

19)把柱子放入1.7mL Elution管中;

20)加入30μl Elution Buffer;

21)200g离心2min,使溶液充分与柱结合,然后14000g离心1min。

2、RNA样品的质量分析

利用Nanodrop2000对所提RNA的浓度和纯度进行检测,琼脂糖凝胶电泳检测RNA完整性,Agilent2100测定RIN值。单次建库要求RNA总量5μg,浓度≥200ng/μL,OD260/280介于1.8~2.2之间。

3、片段化RNA

Illumina平台是针对短序列片段进行测序,mRNA平均长度可能达几kb,因此需要对其进行随机打断。利用金属离子,可以将RNA随机断裂成200bp左右的小片段。

4、反转合成cDNA

在逆转录酶的作用下,利用随机引物,以mRNA为模板反转合成一链cDNA,进行二链合成时,dNTPs试剂中用dUTP代替dTTP,使cDNA第二链中碱基包含A/U/C/G。

5、连接adaptor

双链的cDNA结构为粘性末端,加入End Repair Mix将其补成平末端,随后在3’末端加上一个A碱基,用于连接Y字形的接头。

6、UNG酶消化cDNA二链

在PCR扩增前,用UNG酶将cDNA第二链消化,从而使文库中仅包含cDNA第一链。

7、Illumina x-ten上机测序

Illumina x-ten测序平台,进行2*150bp测序。

8、生物信息学分析

测序数据获得以后的rawdata分析过程如下所示:

(1)用cutadapt对reads的5’和3’段进行trim,trim掉质量<20的碱基,并且删掉N大于10%的reads;

(2)tophat比对到参考基因组上。所用的参考基因组版本为GRCh38.p7,fasta和gff文件下载自NCBI;

(3)cuffquant定量mRNA的表达量并标准化输出;

(4)在R环境下用DEGseq包比较对照组跟疾病组mRNA的表达差异。显著差异mRNA筛选条件:p-value<0.05。

9、结果

用以上标准筛选得到在正常人和骨关节炎患者之间、正常人和类风湿性关节炎患者之间、类风湿性关节炎患者和骨关节炎患者之间均存在表达差异的基因共367个。

实施例2差异表达基因的大样本验证

基于前期高通量测序的结果,根据P value的大小,我们选择BAIAP2基因进行验证,其在类风湿性关节炎和骨关节炎患者中表达均下调,且与骨关节患者相比,在类风湿性关节炎患者中下调幅度更大。

一、在转录水平上检测BAIAP2基因的差异表达

1、按照实施例1的方式收集类风湿性关节炎滑膜组织100名,骨关节炎滑膜组织100例,正常滑膜组织100例。

2、按照实施例的方式进行RNA的提取和质量检测

3、逆转录

用逆转录缓冲液对lμg总RNA进行逆转录合成cDNA。采用25μl反应体系,每个样品取1μg总RNA作为模板RNA,在PCR管中分别加入以下组分:DEPC水,5×逆转录缓冲液,10mmol/L dNTP,0.1mmol/l DTT,30μmmol/l Oligo dT,200U/μl M-MLV,模板RNA。42℃孵育1h,72℃10min,短暂离心。

4、QPCR扩增检验

采用25μl反应体系,每个样本设置3个平行管,所有扩增反应均重复三次以上以保证结果的可靠性。配制以下反应体系:SYBR Green聚合酶链式反应体系12.5μl,正向引物(5μM/μl)1μl,反向引物(5μM/μl)1μl,模板cDNA 2.0μl,无酶水8.5μl;扩增BAIAP2基因的正向序列5’-ATGTCTCTGTCTCGCTCA-3’(SEQ ID NO.1),反向序列5’-GGTTGAACTGCTCCATGA-3’(SEQ ID NO.2);管家基因优选GAPDH,扩增该基因的正向引物序列为5’-ATGTTCCAATATGATTCCA-3’(SEQ ID NO.3),反向引物序列为5’-GATTTCCATTGATGACAAG-3’(SEQ ID NO.4)。各项操作均于冰上进行。扩增程序为:95℃5min,(95℃10s,60℃60s)*45个循环。以SYBR

Green作为荧光标记物,在Light Cycler荧光实时定量PCR仪上进行PCR反应,通过融解曲线分析和电泳确定目的条带,ΔΔCT法进行相对定量,结果如图1所示,与正常滑膜组织相比,骨关节炎滑膜组织中BAIAP2基因mRNA水平显著下调;与骨关节炎滑膜组织相比,类风湿性关节炎滑膜组织中BAIAP2基因mRNA水平显著下调,差异均具有统计学意义(*P<0.05)。将正常滑膜组织均值的95%可信区间的上界作为诊断实验的cut-off值,在此条件下,用BAIAP2诊断正常与骨关节炎的灵敏度为94%,特异度为85%,结果如表1所示;用BAIAP2诊断正常人与类风湿性关节炎患者的灵敏度为92%,特异度为87%,结果如表2所示。将骨关节炎滑膜组织均值的95%可信区间的上界作为诊断实验的cut-off值,在此条件下,用BAIAP2诊断骨关节炎与类风湿性关节炎的灵敏度为91%,特异度为89%,结果如表3所示。

表1正常人与骨关节炎患者区分

表2正常人与类风湿性关节炎患者区分

表3骨关节炎患者与类风湿性关节炎患者区分

二、在蛋白水平上检测BAIAP2基因的差异表达

1、组织蛋白提取

(1)先称取50mg组织,用液氮充分研磨;

(2)每份样品中加入500μl混合工作液(RIPA裂解液:PMSF=100:1)充分震荡;

(3)离心机13000rpm/min离心10分钟,后取上清液分装于-80℃保存。

2、Western blot检测

将提取的蛋白定量进行SDS-PAGE电泳,之后进行转膜、封闭、一抗孵育、二抗孵育、显色。

3、统计学处理

将蛋白条带的灰度值使用Image J软件进行分析,以β-actin为内参,将BAIAP2蛋白条带的灰度值进行归一化处理。结果数据都是以平均值±标准差的方式来表示,采用SPSS13.0统计软件来进行统计分析的,两者之间的差异采用t检验,认为当P<0.05时具有统计学意义。

4、结果

结果如图2所示,与正常滑膜组织相比,骨关节炎滑膜组织中BAIAP2蛋白含量显著下降;与骨关节炎滑膜组织相比,类风湿性关节炎滑膜组织中BAIAP2蛋白显著下降,差异均具有统计学意义(*P<0.05)。

实施例3 BAIAP2基因表达质粒构建

1、BAIAP2基因表达载体的构建

根据BAIAP2基因的编码序列(如SEQ ID NO.5所示)设计扩增引物。从成人胎脑的cDNA文库(clontech公司,货号:638831)中扩增全长的BAIAP2基因的编码序列,上述cDNA序列经限制性内切酶BamHI和XhoI双酶切后插入到经限制性内切酶BamHI和XhoI双酶切的真核细胞表达载体pcDNA3.1中,连接获得的重组载体pcDNA3.1-BAIAP2用于后续实验。

2、滑膜组织细胞体外培养

将无菌获取的类风湿性关节炎和骨关节炎的滑膜组织用PBS清洗后,用无菌手术剪刀反复剪切成约1mm x 1mm x 1mm的组织块,加入胶原酶II(0.5mg/ml)37℃、消化2h后,经200目纱网过滤,离心去上清后,将细胞重悬于DMEM培养液,置于37℃,5%CO2细胞培养箱内培养。当细胞长成梭形并成片后,进行传代培养。当细胞传至第3代后,分别加入FITC标记的小鼠抗人CD3、CD14、CD19和PE标记的小鼠抗人CD11b进行标记,流式细胞仪检测鉴定。上述4种标记均为阴性的细胞为成纤维样滑膜细胞(Fibroblast-like Synoviocytes,FLS)用于本研究。

3、转染

将制备的成纤维样滑膜细胞分为两组,分别为对照组(转染pcDNA3.1空载体)、和BAIAP2过表达组(转染pcDNA3.1-BAIAP2)。使用脂质体2000进行载体的转染,具体转染方法按照说明书的指示进行。pcDNA3.1空载体和pcDNA3.1-BAIAP2的工作浓度均为0.5μg/ml。

4、QPCR检测

4.1提取细胞总RNA利用常规方法进行操作。

4.2逆转录和QPCR步骤同实施例2。

4.3结果

如图3所示,与转染pcDNA3.1空载体的细胞相比,转染pcDNA3.1-BAIAP2的细胞中BAIAP2的mRNA水平显著上调,差异具有统计学意义(P<0.05)

5、Western检测

5.1细胞总蛋白的提取

取对数期生长良好的成纤维样滑膜细胞进行细胞总蛋白的提取,按照EpiQuik全细胞提取试剂盒的说明书进行蛋白提取的操作。

5.2Western blot检测

步骤同实施例2。

5.3结果

如图4所示,与转染pcDNA3.1空载体的细胞相比,转染pcDNA3.1-BAIAP2的细胞中BAIAP2的蛋白水平显著上调,差异具有统计学意义(P<0.05)。

实施例4 BAIAP2基因过表达对成纤维样滑膜细胞增殖的影响

1、步骤

以2×105/ml密度接种于96孔细胞培养板中,细胞贴壁后,按照实施例3的方法进行细胞转染,每个实验组设计三复孔,每孔100μl,放置于37℃、5%CO2培养箱中孵育,转染48h之后分别在所需检测的培养孔内每孔加入10μl CK-8溶液,在细胞培养箱内继续孵育1h,测定450nm处各孔吸光度值(OD值)。

2、统计学方法

实验都是按照重复3次来完成的,结果数据都是以平均值±标准差的方式来表示,采用SPSS13.0统计软件来进行统计分析的,BAIAP2基因过表达组与对照组之间的差异采用t检验,认为当P<0.05时具有统计学意义。

3、结果

结果如表4和表5显示,与转染pcDNA3.1空载体的细胞相比,转染pcDNA3.1-BAIAP2细胞增殖明显减慢,差异具有统计学意义(P<0.05)。

表4骨关节炎成纤维样滑膜细胞测定OD值

实验组 OD值(光密度) pcDNA3.1 0.1539±0.004 pcDNA3.1-BAIAP2 0.0602±0.002

表5类风湿性关节炎滑膜细胞测定OD值

实验组 OD值(光密度) pcDNA3.1 0.1578±0.002 pcDNA3.1-BAIAP2 0.0593±0.001

上述实施例的说明只是用于理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也将落入本发明权利要求的保护范围内。

序列表

<110> 北京泱深生物信息技术有限公司

<120> BAIAP2作为类风湿性关节炎和/或骨关节炎的诊治靶标

<160> 5

<170> SIPOSequenceListing 1.0

<210> 2

<211> 18

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 2

atgtctctgt ctcgctca 18

<210> 3

<211> 19

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 3

tgaccacaac actcttctt 19

<210> 4

<211> 19

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 4

atgttccaat atgattcca 19

<210> 5

<211> 19

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 5

gatttccatt gatgacaag 19

<210> 5

<211> 1605

<212> DNA

<213> 人源(Homo sapiens)

<400> 5

atgtctctgt ctcgctcaga ggagatgcac cggctcacgg aaaatgtcta taagaccatc 60

atggagcagt tcaaccctag cctccggaac ttcatcgcca tggggaagaa ttacgagaag 120

gcactggcag gtgtgacgta tgcagccaaa ggctactttg acgccctggt gaagatgggg 180

gagctggcca gcgagagcca gggctccaaa gaactcggag acgttctctt ccagatggct 240

gaagtccaca ggcagatcca gaatcagctg gaagaaatgc tgaagtcttt tcacaacgag 300

ctgcttacgc agctggagca gaaggtggag ctggactcca ggtatctgag tgctgcgctg 360

aagaaatacc agactgagca aaggagcaaa ggcgacgccc tggacaagtg tcaggctgag 420

ctgaagaagc ttcggaagaa gagccagggc agcaagaatc ctcagaagta ctcggacaag 480

gagctgcagt acatcgacgc catcagcaac aagcagggcg agctggagaa ttacgtgtcc 540

gacggctaca agaccgcact gacagaggag cgcaggcgct tctgcttcct ggtggagaag 600

cagtgcgccg tggccaagaa ctccgcggcc taccactcca agggcaagga gctgctggcg 660

cagaagctgc cgctgtggca acaggcctgt gccgacccca gcaagatccc ggagcgcgcg 720

gtgcagctca tgcagcaggt ggccagcaac ggcgccaccc tccccagcgc cctgtcggcc 780

tccaagtcca acctggtcat ttccgacccc attccggggg ccaagcccct gccggtgccc 840

cccgagctgg caccgttcgt ggggcggatg tctgcccagg agagcacacc catcatgaac 900

ggcgtcacag gcccggatgg cgaggactac agcccgtggg ctgaccgcaa ggctgcccag 960

cccaaatccc tgtctcctcc gcagtctcag agcaagctca gcgactccta ctccaacaca 1020

ctccccgtgc gcaagagcgt gaccccaaaa aacagctatg ccaccaccga gaacaagact 1080

ctgcctcgct cgagctccat ggcagccggc ctggagcgca atggccgtat gcgggtgaag 1140

gccatcttct cccacgctgc tggggacaac agcaccctcc tgagcttcaa ggagggtgac 1200

ctcattaccc tgctggtgcc tgaggcccgc gatggctggc actacggaga gagtgagaag 1260

accaagatgc ggggctggtt tcccttctcc tacacccggg tcttggacag cgatggcagt 1320

gacaggctgc acatgagcct gcagcaaggg aagagcagca gcacgggcaa cctcctggac 1380

aaggacgacc tggccatccc accccccgat tacggcgccg cctcccgggc cttccccgcc 1440

cagacggcca gcggcttcaa gcagaggccc tacagtgtgg ccgtgcccgc cttctcccag 1500

ggcctggatg actatggagc gcggtccatg agcaggaatc cctttgccca cgtccagctg 1560

aagccgacag tgaccaacga caggtctgcc cccctcctca gctga 1605

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资源描述

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810291429.9 (22)申请日 2018.03.30 (71)申请人 北京泱深生物信息技术有限公司 地址 100080 北京市海淀区善缘街1号立方 庭大厦3103室 (72)发明人 肖枫李曙光孙耀兰常鹏 (51)Int.Cl. C12Q 1/6883(2018.01) G01N 33/68(2006.01) A61K 45/00(2006.01) A61P 29/00(2006.01) A61P 19/02(2006.01) (54)发明名称 BAIAP2作为类风湿。

2、性关节炎和/或骨关节炎 的诊治靶标 (57)摘要 本发明公开了一种类风湿性关节炎和/或骨 关节炎的诊治靶标-BAIAP2基因。 本发明通过检 测受试者滑膜组织中BAIAP2基因及其表达产物 的含量可以判断受试者是否患有类风湿性关节 炎和/或骨关节炎或者诊断受试者是否存在患有 类风湿性关节炎和/或骨关节炎的风险。 另外, 本 发明通过研究体外培养的滑膜细胞的增殖指标 证明BAIAP2基因作为治疗类风湿性关节炎和/或 骨关节炎的药物靶点。 权利要求书1页 说明书10页 序列表2页 附图2页 CN 108642167 A 2018.10.12 CN 108642167 A 1.检测BAIAP2基因表。

3、达的产品在制备诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎的工具中的 应用。 2.根据权利要求1所述的应用, 其特征在于, 所述产品包括: 通过RT-PCR、 实时定量PCR、 免疫检测、 原位杂交芯片或高通量测序平台检测BAIAP2基因表达以诊断类风湿性关节炎 和/或骨关节炎的产品。 3.根据权利要求2所述的应用, 其特征在于, 所述用RT-PCR诊断类风湿性关节炎和/或 骨关节炎的产品至少包括一对特异扩增BAIAP2基因的引物; 所述用实时定量PCR诊断类风 湿性关节炎和/或骨关节炎的产品至少包括一对特异扩增BAIAP2基因的引物; 所述用免疫 检测诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎的产品包括: 与BA。

4、IAP2蛋白特异性结合的抗体; 所 述用原位杂交诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎的产品包括: 与BAIAP2基因的核酸序列 杂交的探针; 所述用芯片诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎的产品包括: 蛋白芯片和基因 芯片; 其中, 蛋白芯片包括与BAIAP2蛋白特异性结合的抗体, 基因芯片包括与BAIAP2基因的 核酸序列杂交的探针。 4.根据权利要求3所述的应用, 其特征在于, 所述用实时定量PCR诊断类风湿性关节炎 和/或骨关节炎的产品至少包括的一对特异扩增BAIAP2基因的引物如SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2所示。 5.一种诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎的工具, 其特征在于,。

5、 所述工具包括检测 BAIAP2基因表达的试剂; 所述试剂包括检测BAIAP2基因mRNA的引物和/或探针、 检测BAIAP2 蛋白的抗体。 6.根据权利要求5所述的工具, 其特征在于, 所述检测BAIAP2基因mRNA的引物包括SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2所示的引物对。 7.BAIAP2基因和/或其表达产物在制备治疗类风湿性关节炎和/或骨关节炎的药物中 的应用。 8.根据权利要求7所述的应用, 其特征在于, 所述药物包括促进BAIAP2基因表达的成 分、 促进BAIAP2基因表达产物稳定性的成分、 促进BAIAP2基因表达产物活性的成分。 9.根据权利要求8所述的应用, 其。

6、特征在于, 促进BAIAP2基因表达的成分包括含有 BAIAP2基因的试剂、 携带BAIAP2基因的载体或宿主细胞所形成的试剂、 含有BAIAP2蛋白质 的试剂。 10.一种权利要求7-9中任一项所述的药物。 权利要求书 1/1 页 2 CN 108642167 A 2 BAIAP2作为类风湿性关节炎和/或骨关节炎的诊治靶标 技术领域 0001 本发明涉及生物技术领域, 具体地涉及BAIAP2基因在类风湿性关节炎和骨关节炎 的诊断、 治疗中的用途。 背景技术 0002 类风湿关节炎是一种自身免疫性疾病, 以多关节受累为特征, 可进展出现关节破 坏和畸形, 常累及外周关节。 病因不清, 关节外器。

7、官受累如肺间质病变和干燥综合征等也很 常见。 恰当的早期治疗可以改善关节症状和功能, 降低死亡率, 减少并发症。 0003 一篇2010年的系统回顾研究发现, 北美和北欧的类风湿关节炎发病率估计在 0.51.1。 发展中国家的发病率相对更低(0.10.5)。 类风湿关节炎在女性更常 见(男女发病率1: 3)。 任何年龄均可发病, 一项回顾队列研究称中位发病年龄为55.6岁; 英 国每年新诊断类风湿关节炎病例数约为20, 000。 由此推算, 每位全科医生每2年可接诊1例 新发病患者。 0004 来自英国、 欧洲、 美国的研究均发现全科医师存在类风湿关节炎诊断延迟。 英国国 家审计署2009年报。

8、告, 确诊为类风湿关节炎之前, 患者去其全科医师处就诊平均达4次之 多, 有18的患者甚至需就诊8次才能确诊。 在初级医疗中, 早期类风湿关节炎的诊断与其 他骨骼肌肉问题一样困难: 临床特征表现不易辨识, 炎症标志如血沉和C反应蛋白又没有特 征性意义, 而特异性标志阴性如类风湿因子(31患者出现血清阴性)和抗环瓜氨酸肽抗体 (抗CCP, 33患者血清阴性)又常见血清阴性表现。 0005 类风湿关节炎导致的残疾可使28的患者在一年内失去工作能力。 从症状发生开 始, 在3个月内的 窗口期 开始治疗, 可以延缓疾病进展。 而延迟治疗则增加影像学关节破 坏和致死的风险。 而且, 在36个月后再开始治。

9、疗更易出现单药治疗失败并导致耐药。 0006 类风湿性关节炎就是关节疾病里面的一种类风湿性关节炎, 会出现关节肿痛的一 些症状。 但是还有很多的疾病和类风湿性关节炎的症状是非常相似的, 特别容易让人产生 误导, 如骨关节炎。 0007 骨关节炎是冲为退行性关节炎或者是骨质增生, 影响到了人体关节的一种疾病, 主要的原因就是关节长时间的负重而导致的关节表面的软骨受到了损伤周围的骨性组织 增生, 当骨性关节炎出现在手指上的时候, 就有可能会被误诊为类风湿性关节炎。 0008 所以寻找一种可以在早期有效区别诊断类风湿性关节炎和骨关节炎的方法是亟 待解决的问题, 以免因误诊误治延误病情, 保证患者得到。

10、正确的治疗。 0009 近年来, 在分子层面研究用于诊断类风湿性关节炎或骨关节炎的标志物不断涌 现, 如以下所列申请号的专利: 201310596649.X, 201580058686.2, 201380044584.6, 201310483384.2, 200610070393.9, 201510725004.0, 201510627048.X, 201510724747.6, 201510548635.X, 201510548624.1, 201510549564.5, 201510725755.2。 还未见有任何关于 区别诊断类风湿性关节炎和骨关节炎的分子标志物, 申请人在这样的背景下开。

11、展了本研 究。 说明书 1/10 页 3 CN 108642167 A 3 发明内容 0010 为了解决现有技术中的技术问题, 本发明的目的在于提供一种可用于类风湿性关 节炎和/或骨关节炎早期诊断的分子标志物。 使用基因标志物来区分类风湿性关节炎和骨 关节炎具有及时性、 特异性和灵敏性, 从而使患者在疾病早期就能确诊, 提高治愈率。 0011 根据本发明的一个方面, 本发明提供了检测BAIAP2基因表达的产品在制备诊断类 风湿性关节炎和/或骨关节炎的工具中的应用。 0012 进一步, 所述检测BAIAP2基因表达的产品包括检测BAIAP2基因mRNA水平的产品、 和/或检测BAIAP2蛋白水平。

12、的产品。 0013 进一步, 所述检测BAIAP2基因表达的产品包括: 通过RT-PCR、 实时定量PCR、 免疫检 测、 原位杂交或芯片检测BAIAP2基因及其表达产物的表达水平以诊断类风湿性关节炎和/ 或骨关节炎的产品。 0014 进一步, 所述用RT-PCR诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎的产品至少包括一对 特异扩增BAIAP2基因的引物; 所述用实时定量PCR诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎的产 品至少包括一对特异扩增BAIAP2基因的引物; 所述用免疫检测诊断类风湿性关节炎和/或 骨关节炎的产品包括: 与BAIAP2蛋白特异性结合的抗体; 所述用原位杂交诊断类风湿性关 节炎和/或骨关。

13、节炎的产品包括: 与BAIAP2基因的核酸序列杂交的探针; 所述用芯片诊断类 风湿性关节炎和/或骨关节炎的产品包括: 蛋白芯片和基因芯片; 其中, 蛋白芯片包括与 BAIAP2蛋白特异性结合的抗体, 基因芯片包括与BAIAP2基因的核酸序列杂交的探针。 0015 所述实时定量PCR诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎的产品至少包括的一对特 异扩增BAIAP2基因的引物如SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2所示。 0016 所述检测BAIAP2基因表达的产品可以是检测BAIAP2基因表达的试剂、 也可以是包 含所述试剂的试剂盒、 芯片、 试纸等, 也可以是使用所述试剂的高通量测序平台。 0。

14、017 所述诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎的工具包括但不限于芯片、 试剂盒、 试 纸、 或高通量测序平台; 高通量测序平台是一种特殊的诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎 的工具, 随着高通量测序技术的发展, 对一个人的基因表达谱的构建将成为十分便捷的工 作。 通过对比疾病患者和正常人群的基因表达谱, 容易分析出哪个基因的异常与疾病相关。 因此, 在高通量测序中获知BAIAP2基因的异常与类风湿性关节炎和/或骨关节炎相关也属 于BAIAP2基因的用途, 同样在本发明的保护范围之内。 0018 本发明还提供了一种诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎的工具, 所述工具包括 检测BAIAP2基因表达的试剂。

15、; 所述试剂包括检测BAIAP2基因mRNA的引物和/或探针、 检测 BAIAP2蛋白的抗体。 0019 所述工具包括但不限于芯片、 试剂盒、 试纸、 或高通量测序平台。 0020 其中, 所述芯片包括基因芯片、 蛋白质芯片; 所述基因芯片包括固相载体以及固定 在固相载体的寡核苷酸探针, 所述寡核苷酸探针包括用于检测BAIAP2基因转录水平的针对 BAIAP2基因的寡核苷酸探针; 所述蛋白质芯片包括固相载体以及固定在固相载体的BAIAP2 蛋白的特异性抗体; 所述基因芯片可用于检测包括BAIAP2基因在内的多个基因(例如, 与骨 关节炎和/或类风湿性关节炎相关的多个基因)的表达水平。 所述蛋白。

16、质芯片可用于检测包 括BAIAP2蛋白在内的多个蛋白质(例如与骨关节炎或类风湿性关节炎相关的多个蛋白质) 说明书 2/10 页 4 CN 108642167 A 4 的表达水平。 通过将多个与区分类风湿性关节炎和骨关节炎的标志物同时检测, 可大大提 高不同类型关节炎的诊断准确率。 0021 其中, 所述试剂盒包括基因检测试剂盒和蛋白免疫检测试剂盒; 所述基因检测试 剂盒包括用于检测BAIAP2基因转录水平的试剂; 所述蛋白免疫检测试剂盒包括BAIAP2蛋白 的特异性抗体。 进一步, 所述试剂包括使用RT-PCR、 实时定量PCR、 免疫检测、 原位杂交或芯 片方法检测BAIAP2基因表达水平过。

17、程中所需的试剂。 优选度, 所述试剂包括针对BAIAP2基 因的引物和/或探针。 根据BAIAP2基因的核苷酸序列信息容易设计出可以用于检测BAIAP2 基因表达水平的引物和探针。 0022 所述试纸包括检测BAIAP2基因表达的试剂。 0023 所述高通量测序平台包括检测BAIAP2基因表达的试剂。 0024 与BAIAP2基因的核酸序列杂交的探针可以是DNA、 RNA、 DNA-RNA嵌合体、 PNA或其它 衍生物。 所述探针的长度没有限制, 只要完成特异性杂交、 与目的核苷酸序列特异性结合, 任何长度都可以。 所述探针的长度可短至25、 20、 15、 13或10个碱基长度。 同样, 所。

18、述探针的 长度可长至60、 80、 100、 150、 300个碱基对或更长, 甚至整个基因。 由于不同的探针长度对杂 交效率、 信号特异性有不同的影响, 所述探针的长度通常至少是14个碱基对, 最长一般不超 过30个碱基对, 与目的核苷酸序列互补的长度以15-25个碱基对最佳。 所述探针自身互补序 列最好少于4个碱基对, 以免影响杂交效率。 0025 进一步, 所述BAIAP2蛋白的特异性抗体包括单克隆抗体、 多克隆抗体。 所述BAIAP2 蛋白的特异性抗体包括完整的抗体分子、 抗体的任何片段或修饰(例如, , 嵌合抗体、 scFv、 Fab、 F(ab )2、 Fv等。 只要所述片段能够保。

19、留与BAIAP2蛋白的结合能力即可。 用于蛋白质水 平的抗体的制备时本领域技术人员公知的, 并且本发明可以使用任何方法来制备所述抗 体。 0026 在本发明的具体实施方案中, 所述检测BAIAP2基因mRNA的引物包括SEQ ID NO.1 和SEQ ID NO.2所示的引物对。 0027 本发明还提供了BAIAP2基因和/或其表达产物在制备治疗类风湿性关节炎和/或 骨关节炎的药物中的应用。 0028 进一步, 所述药物包括BAIAP2基因或其表达产物的促进剂。 所述促进剂包括促进 BAIAP2基因表达的成分、 促进BAIAP2基因表达产物稳定性的成分、 促进BAIAP2基因表达产 物活性的成。

20、分。 0029 进一步, 所述促进BAIAP2基因表达的成分包括促进基因转录的试剂、 促进基因翻 译的试剂、 促进BAIAP2蛋白含量的试剂。 0030 具体地, 所述促进BAIAP2基因表达的成分包括: 含有BAIAP2基因的试剂、 携带 BAIAP2基因的载体或宿主细胞所形成的试剂、 含有BAIAP2蛋白质的试剂。 0031 本发明的促进剂一方面可以用于补充内源性的BAIAP2蛋白的缺失或不足, 通过提 高BAIAP2蛋白的表达, 从而治疗因BAIAP2蛋白缺乏导致的类风湿性关节炎和/或骨关节炎。 另一方面可以用于促进BAIAP2蛋白的活性或者功能, 从而治疗类风湿性关节炎和/或骨关 节炎。

21、。 0032 本发明所述携带基因的载体是本领域已知的各种载体, 如市售的载体、 包括质粒、 粘粒、 噬菌体、 病毒等。 说明书 3/10 页 5 CN 108642167 A 5 0033 在本发明中, 术语 “宿主细胞” 包括原核细胞和真核细胞。 常用的原核宿主细胞的 例子包括大肠杆菌、 枯草杆菌等。 常用的真核宿主细胞包括酵母细胞、 昆虫细胞和哺乳动物 细胞。 较佳地, 该宿主细胞是真核细胞, 如CHO细胞、 COS细胞等。 0034 根据本发明的又一个方面, 本发明还提供了一种用于治疗类风湿性关节炎和/或 骨关节炎的药物, 所述药物包括上面所述的BAIAP2基因和/或其表达产物的促进剂。。

22、 0035 进一步, 本发明的药物还包括药学上可接受的载体, 载体, 这类载体包括(但并不 限于): 稀释剂、 赋形剂如水等、 填充剂如淀粉、 蔗糖等; 粘合剂如纤维素衍生物、 藻酸盐、 明 胶和聚乙烯吡咯烷酮; 湿润剂如甘油; 崩解剂如琼脂、 碳酸钙和碳酸氢钠; 吸收促进剂季铵 化合物; 表面活性剂如十六烷醇; 吸附载体如高岭土和皂粘土; 润滑剂如滑石粉、 硬脂酸钙 和镁、 聚乙二醇等。 0036 本发明的药物导入组织或者细胞的方式可以分为体外或者体内的方式。 体外方式 包括将含有BAIAP2基因的药物或者含有BAIAP2蛋白质的药物导入细胞中, 再将细胞移植或 回输到体内。 体内方式包括直。

23、接将含有BAIAP2基因的药物或者含有BAIAP2蛋白质的药物注 入体内组织中。 0037 本发明的药物还可与其他治疗类风湿性关节炎或骨关节炎的药物联用, 多种药物 联合使用可以大大提到治疗的成功率。 0038 在本发明的上下文中,“BAIAP2基因” 包括BAIAP2基因以及BAIAP2基因的任何功能 等同物的多核苷酸。 BAIAP2基因(Chromosome 17,NC_000017.11(81035147.81117432)可 在国际公共核酸序列数据库GeneBank中查询到相关序列。 0039 在本发明的上下文中, BAIAP2基因表达产物包括BAIAP2的mRNA, BAIAP2蛋白。

24、。 BAIAP2蛋白包括BAIAP2全蛋白或其部分肽。 所述部分肽含有与类风湿性关节炎或骨关节炎 相关的功能域。 0040 “BAIAP2蛋白” 包括BAIAP2蛋白以及BAIAP2蛋白的任何功能等同物。 所述功能等同 物包括BAIAP2蛋白保守性变异蛋白质、 或其活性片段, 或其活性衍生物, 等位变异体、 天然 突变体、 诱导突变体、 在高或低的严紧条件下能与BAIAP2的DNA杂交的DNA所编码的蛋白质。 0041 通常, 已知的是, 一个蛋白质中一个或多个氨基酸的修饰不会影响蛋白质的功能。 本领域技术人员会认可改变单个氨基酸或小百分比的氨基酸或对氨基酸序列的个别添加、 缺失、 插入、 替。

25、换是保守修饰, 其中蛋白质的改变产生具有相似功能的蛋白质。 提供功能相 似的氨基酸的保守替换表是本领域公知的。 0042 通过添加一个氨基酸或多个氨基酸残基修饰的蛋白质的例子是BAIAP2蛋白的融 合蛋白。 对于与BAIAP2蛋白融合的肽或者蛋白质没有限制, 只要所得的融合蛋白保留 BAIAP2蛋白的生物学活性即可。 0043 在本发明的上下文中,“诊断类风湿性关节炎和/或骨关节炎” 既包括判断受试者 是否已经患有类风湿性关节炎或骨关节炎、 也包括判断受试者是否存在患有类风湿性关节 炎或骨关节炎的风险。 0044 在本发明的上下文中,“治疗” 从疾病的状态变化来分, 可以包括疾病的缓解、 疾病。

26、 的完全治愈、 另外, 还包括疾病的预防。 0045 本发明的优点和有益效果: 0046 本发明首次发现了BAIAP2基因表达与类风湿性关节炎或骨关节炎相关, 通过检测 说明书 4/10 页 6 CN 108642167 A 6 受试者滑膜组织中BAIAP2的表达, 可以判断受试者是否患有类风湿性关节炎或骨关节炎、 或者判断受试者是否存在患有类风湿性关节炎或骨关节炎的风险, 从而指导临床医师给受 试者提供预防方案或者治疗方案。 0047 本发明发现了一种既可以诊断类风湿关节炎又可以诊断骨关节炎的分子标志物, 该分子标志物不仅可以区分正常人和关节炎患者, 还可以有效区分类风湿性关节炎患者和 骨关。

27、节炎患者。 0048 本发明发现了一种既可以治疗类风湿关节炎又可以治疗骨关节炎的药物。 一药多 用, 扩大药物适应症, 减少经济负担。 附图说明 0049 图1显示利用QPCR在转录水平上检测BAIAP2基因差异表达情况的统计图; 0050 图2显示利用Western blot在蛋白水平上检测BAIAP2基因差异表达情况的统计 图; 0051 图3显示利用QPCR在转录水平上检测BAIAP2基因的过表达情况的统计图; 其中, A: 骨关节炎成纤维样滑膜细胞; B: 类风湿性关节炎成纤维样滑膜细胞; 0052 图4显示利用Western blot在蛋白水平上检测BAIAP2蛋白的过表达情况的统计。

28、 图; A: 骨关节炎成纤维样滑膜细胞; B: 类风湿性关节炎成纤维样滑膜细胞。 0053 具体的实施方式 0054 下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。 以下实施例仅用于说明本 发明而不用于限制本发明的范围。 实施例中未注明具体条件的实验方法, 通常按照常规条 件, 例如Sambrook等人, 分子克隆: 实验室手册(New York:Cold Spring HarborLaboratory Press,1989)中所述的条件, 或按照制造厂商所建议的条件。 0055 实施例1筛选骨关节炎滑膜组织、 类风湿性关节炎滑膜组织和正常滑膜组织中的 差异表达基因 0056 5例类风湿关节。

29、炎患者的滑膜组织来自于医院骨科行膝关节置换或滑膜切除术的 类风湿关节炎患者, 所有病例的诊断符合1987年美国风湿病协会修订的类风湿关节炎分类 标准, 其中女性3例, 男性2例, 平均年龄(558)岁, 平均病程(127)年。 5例骨关节炎患者 滑膜组织来自于医院骨科行膝关节置换或滑膜切除术的骨关节炎患者, 所用病例符合 Altam提出的关于OA的诊断标准, 其中女性2例, 男性3例, 平均年龄(635)岁, 平均病程(12 8)年。 6例正常滑膜组织来自于外伤手术病人关节滑膜组织。 本研究中所用临床样本, 均 对患者进行知情告知并经本院伦理委员会通过。 0057 1、 组织RNA的提取(利用。

30、Norgen RNA提取试剂盒) 0058 1)在较少RNase干扰的清洁区, 使用含适量液氮的研钵称取离体滑膜组织样本约 20mg, 用杵棒研磨至粉末状; 0059 2)将样本转移到一个不含RNA酶的2mL的离心管中; 0060 3)加入300 L Lysis solution, 置于匀浆器内, 充分研磨1-5min; 0061 4)12000g, 4, 离心10min, 转移上清至新的1.5mL的离心管中; 0062 5)加入600 l RNase-Free Water, 用漩涡器混匀; 0063 6)加入20 l蛋白酶K, 在55温浴15min, 不断涡旋混匀; 说明书 5/10 页 7。

31、 CN 108642167 A 7 0064 7)14000g, 室温, 离心1min, 使细胞碎片沉淀于离心管底部, 取上清转移到另外一 个不含RNA酶1.5mL的离心管中; 0065 8)加入450 l的95乙醇, 涡旋混匀; 0066 RNA吸附: 0067 9)取650 l含乙醇的裂解液加到离心柱中, 14000g离心1min; 0068 10)弃下层, 重置收集管于柱上; 0069 11)依照裂解液的容量, 重复9)10)步; 0070 12)加入400 l Wash solution, 14000g离心2min; 0071 13)弃下层, 将柱置于一新的收集管上; 0072 DNa。

32、se处理: 0073 14)加入100 l Enzyme Incubation Buffer和15 l DNase I, 14000g离心1min; 0074 15)将收集管中的溶液重新移入柱中; 0075 16)室温放置15min; 0076 RNA洗涤: 0077 17)加入400 l Wash solution, 14000g离心1min, 弃下层, 重置收集管于柱上; 0078 18)加入400 l Wash solution, 14000g离心2min, 弃收集管; 0079 RNA洗脱: 0080 19)把柱子放入1.7mL Elution管中; 0081 20)加入30 l El。

33、ution Buffer; 0082 21)200g离心2min, 使溶液充分与柱结合, 然后14000g离心1min。 0083 2、 RNA样品的质量分析 0084 利用Nanodrop2000对所提RNA的浓度和纯度进行检测, 琼脂糖凝胶电泳检测RNA完 整性, Agilent2100测定RIN值。 单次建库要求RNA总量5 g, 浓度200ng/ L, OD260/280介于 1.82.2之间。 0085 3、 片段化RNA 0086 Illumina平台是针对短序列片段进行测序, mRNA平均长度可能达几kb, 因此需要 对其进行随机打断。 利用金属离子, 可以将RNA随机断裂成20。

34、0bp左右的小片段。 0087 4、 反转合成cDNA 0088 在逆转录酶的作用下, 利用随机引物, 以mRNA为模板反转合成一链cDNA, 进行二链 合成时, dNTPs试剂中用dUTP代替dTTP, 使cDNA第二链中碱基包含A/U/C/G。 0089 5、 连接adaptor 0090 双链的cDNA结构为粘性末端, 加入End Repair Mix将其补成平末端, 随后在3 末 端加上一个A碱基, 用于连接Y字形的接头。 0091 6、 UNG酶消化cDNA二链 0092 在PCR扩增前, 用UNG酶将cDNA第二链消化, 从而使文库中仅包含cDNA第一链。 0093 7、 Illu。

35、mina x-ten上机测序 0094 Illumina x-ten测序平台, 进行2*150bp测序。 0095 8、 生物信息学分析 0096 测序数据获得以后的rawdata分析过程如下所示: 说明书 6/10 页 8 CN 108642167 A 8 0097 (1)用cutadapt对reads的5 和3 段进行trim, trim掉质量20的碱基, 并且删掉N 大于10的reads; 0098 (2)tophat比对到参考基因组上。 所用的参考基因组版本为GRCh38.p7, fasta和 gff文件下载自NCBI; 0099 (3)cuffquant定量mRNA的表达量并标准化输。

36、出; 0100 (4)在R环境下用DEGseq包比较对照组跟疾病组mRNA的表达差异。 显著差异mRNA筛 选条件: p-value0.05。 0101 9、 结果 0102 用以上标准筛选得到在正常人和骨关节炎患者之间、 正常人和类风湿性关节炎患 者之间、 类风湿性关节炎患者和骨关节炎患者之间均存在表达差异的基因共367个。 0103 实施例2差异表达基因的大样本验证 0104 基于前期高通量测序的结果, 根据P value的大小, 我们选择BAIAP2基因进行验 证, 其在类风湿性关节炎和骨关节炎患者中表达均下调, 且与骨关节患者相比, 在类风湿性 关节炎患者中下调幅度更大。 0105 一。

37、、 在转录水平上检测BAIAP2基因的差异表达 0106 1、 按照实施例1的方式收集类风湿性关节炎滑膜组织100名, 骨关节炎滑膜组织 100例, 正常滑膜组织100例。 0107 2、 按照实施例的方式进行RNA的提取和质量检测 0108 3、 逆转录 0109 用逆转录缓冲液对l g总RNA进行逆转录合成cDNA。 采用25 l反应体系, 每个样品 取1g总RNA作为模板RNA, 在PCR管中分别加入以下组分: DEPC水, 5逆转录缓冲液, 10mmol/L dNTP, 0.1mmol/l DTT, 30 mmol/l Oligo dT,200U/ l M-MLV, 模板RNA。 42。

38、孵育 1h, 7210min, 短暂离心。 0110 4、 QPCR扩增检验 0111 采用25 l反应体系, 每个样本设置3个平行管, 所有扩增反应均重复三次以上以保 证结果的可靠性。 配制以下反应体系: SYBR Green聚合酶链式反应体系12.5 l, 正向引物(5 M/ l)1 l, 反向引物(5 M/ l)1 l, 模板cDNA 2.0 l, 无酶水8.5 l; 扩增BAIAP2基因的正向 序列5 -ATGTCTCTGTCTCGCTCA-3 (SEQ ID NO.1), 反向序列5 -GGTTGAACTGCTCCATGA-3 (SEQ I D NO .2) ; 管 家基因 优选G 。

39、A P DH , 扩 增该 基因的 正向 引物 序 列为 5- ATGTTCCAATATGATTCCA-3 (SEQ ID NO.3), 反向引物序列为5 -GATTTCCATTGATGACAAG-3 (SEQ ID NO.4)。 各项操作均于冰上进行。 扩增程序为: 955min, (9510s, 6060s)*45个 循环。 以SYBR 0112 Green作为荧光标记物, 在Light Cycler荧光实时定量PCR仪上进行PCR反应, 通过 融解曲线分析和电泳确定目的条带, CT法进行相对定量, 结果如图1所示, 与正常滑膜 组织相比, 骨关节炎滑膜组织中BAIAP2基因mRNA水平显。

40、著下调; 与骨关节炎滑膜组织相比, 类风湿性关节炎滑膜组织中BAIAP2基因mRNA水平显著下调, 差异均具有统计学意义(*P 0.05)。 将正常滑膜组织均值的95可信区间的上界作为诊断实验的cut-off值, 在此条件 下, 用BAIAP2诊断正常与骨关节炎的灵敏度为94, 特异度为85, 结果如表1所示; 用 BAIAP2诊断正常人与类风湿性关节炎患者的灵敏度为92, 特异度为87, 结果如表2所 说明书 7/10 页 9 CN 108642167 A 9 示。 将骨关节炎滑膜组织均值的95可信区间的上界作为诊断实验的cut-off值, 在此条件 下, 用BAIAP2诊断骨关节炎与类风湿。

41、性关节炎的灵敏度为91, 特异度为89, 结果如表3 所示。 0113 表1正常人与骨关节炎患者区分 0114 0115 0116 表2正常人与类风湿性关节炎患者区分 0117 0118 表3骨关节炎患者与类风湿性关节炎患者区分 0119 0120 二、 在蛋白水平上检测BAIAP2基因的差异表达 0121 1、 组织蛋白提取 0122 (1)先称取50mg组织, 用液氮充分研磨; 0123 (2)每份样品中加入500 l混合工作液(RIPA裂解液: PMSF100:1)充分震荡; 0124 (3)离心机13000rpm/min离心10分钟, 后取上清液分装于-80保存。 0125 2、 We。

42、stern blot检测 0126 将提取的蛋白定量进行SDS-PAGE电泳, 之后进行转膜、 封闭、 一抗孵育、 二抗孵育、 显色。 0127 3、 统计学处理 0128 将蛋白条带的灰度值使用Image J软件进行分析, 以 -actin为内参, 将BAIAP2蛋 说明书 8/10 页 10 CN 108642167 A 10 白条带的灰度值进行归一化处理。 结果数据都是以平均值标准差的方式来表示, 采用 SPSS13.0统计软件来进行统计分析的, 两者之间的差异采用t检验, 认为当P0.05时具有统 计学意义。 0129 4、 结果 0130 结果如图2所示, 与正常滑膜组织相比, 骨关。

43、节炎滑膜组织中BAIAP2蛋白含量显著 下降; 与骨关节炎滑膜组织相比, 类风湿性关节炎滑膜组织中BAIAP2蛋白显著下降, 差异均 具有统计学意义(*P0.05)。 0131 实施例3 BAIAP2基因表达质粒构建 0132 1、 BAIAP2基因表达载体的构建 0133 根据BAIAP2基因的编码序列(如SEQ ID NO.5所示)设计扩增引物。 从成人胎脑的 cDNA文库(clontech公司, 货号: 638831)中扩增全长的BAIAP2基因的编码序列, 上述cDNA序 列经限制性内切酶BamHI和XhoI双酶切后插入到经限制性内切酶BamHI和XhoI双酶切的真 核细胞表达载体pc。

44、DNA3.1中, 连接获得的重组载体pcDNA3.1-BAIAP2用于后续实验。 0134 2、 滑膜组织细胞体外培养 0135 将无菌获取的类风湿性关节炎和骨关节炎的滑膜组织用PBS清洗后, 用无菌手术 剪刀反复剪切成约1mm x 1mm x 1mm的组织块, 加入胶原酶II(0.5mg/ml)37、 消化2h后, 经200目纱网过滤, 离心去上清后, 将细胞重悬于DMEM培养液, 置于37, 5CO2细胞培养箱 内培养。 当细胞长成梭形并成片后, 进行传代培养。 当细胞传至第3代后, 分别加入FITC标记 的小鼠抗人CD3、 CD14、 CD19和PE标记的小鼠抗人CD11b进行标记, 流。

45、式细胞仪检测鉴定。 上 述4种标记均为阴性的细胞为成纤维样滑膜细胞(Fibroblast-like Synoviocytes, FLS)用 于本研究。 0136 3、 转染 0137 将制备的成纤维样滑膜细胞分为两组, 分别为对照组(转染pcDNA3.1空载体)、 和 BAIAP2过表达组(转染pcDNA3.1-BAIAP2)。 使用脂质体2000进行载体的转染, 具体转染方法 按照说明书的指示进行。 pcDNA3.1空载体和pcDNA3.1-BAIAP2的工作浓度均为0.5 g/ml。 0138 4、 QPCR检测 0139 4.1提取细胞总RNA利用常规方法进行操作。 0140 4.2逆转。

46、录和QPCR步骤同实施例2。 0141 4.3结果 0142 如图3所示, 与转染pcDNA3.1空载体的细胞相比, 转染pcDNA3.1-BAIAP2的细胞中 BAIAP2的mRNA水平显著上调, 差异具有统计学意义(P0.05) 0143 5、 Western检测 0144 5.1细胞总蛋白的提取 0145 取对数期生长良好的成纤维样滑膜细胞进行细胞总蛋白的提取, 按照EpiQuik全 细胞提取试剂盒的说明书进行蛋白提取的操作。 0146 5.2Western blot检测 0147 步骤同实施例2。 0148 5.3结果 0149 如图4所示, 与转染pcDNA3.1空载体的细胞相比, 。

47、转染pcDNA3.1-BAIAP2的细胞中 说明书 9/10 页 11 CN 108642167 A 11 BAIAP2的蛋白水平显著上调, 差异具有统计学意义(P0.05)。 0150 实施例4 BAIAP2基因过表达对成纤维样滑膜细胞增殖的影响 0151 1、 步骤 0152 以2105/ml密度接种于96孔细胞培养板中, 细胞贴壁后, 按照实施例3的方法进 行细胞转染, 每个实验组设计三复孔, 每孔100 l, 放置于37、 5CO2培养箱中孵育, 转染 48h之后分别在所需检测的培养孔内每孔加入10 l CK-8溶液, 在细胞培养箱内继续孵育 1h, 测定450nm处各孔吸光度值(OD。

48、值)。 0153 2、 统计学方法 0154 实验都是按照重复3次来完成的, 结果数据都是以平均值标准差的方式来表示, 采用SPSS13.0统计软件来进行统计分析的, BAIAP2基因过表达组与对照组之间的差异采用 t检验, 认为当P0.05时具有统计学意义。 0155 3、 结果 0156 结果如表4和表5显示, 与转染pcDNA3.1空载体的细胞相比, 转染pcDNA3.1-BAIAP2 细胞增殖明显减慢, 差异具有统计学意义(P0.05)。 0157 表4骨关节炎成纤维样滑膜细胞测定OD值 0158 实验组OD值(光密度) pcDNA3.10.15390.004 pcDNA3.1-BAI。

49、AP20.06020.002 0159 表5类风湿性关节炎滑膜细胞测定OD值 0160 实验组OD值(光密度) pcDNA3.10.15780.002 pcDNA3.1-BAIAP20.05930.001 0161 上述实施例的说明只是用于理解本发明的方法及其核心思想。 应当指出, 对于本 领域的普通技术人员来说, 在不脱离本发明原理的前提下, 还可以对本发明进行若干改进 和修饰, 这些改进和修饰也将落入本发明权利要求的保护范围内。 说明书 10/10 页 12 CN 108642167 A 12 序列表 北京泱深生物信息技术有限公司 BAIAP2作为类风湿性关节炎和/或骨关节炎的诊治靶标 5 SIPOSequenceListing 1.0 2 18 DNA 人工序列(Artificial Sequence) 2 atgtctctgt ctcgctca 18 3 19 DNA 人工序列(Artificial Sequence) 3 tgaccacaac actcttctt 19 。

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