YKL‑40作为胶质母细胞瘤生物标志物的应用制造技术

本发明专利技术涉及人类软骨糖蛋白39(YKL‑40)作为脑胶质瘤生物标志物的应用。胶质母细胞瘤(Glioblastoma，GBM)患者存活率低，预后差，目前缺乏有效的生物标志物及监测方法。本发明专利技术分析TCGA(The Cancer Genome Atlas)数据库中胶质母细胞瘤患者YKL‑40 mRNA基因表达数据，发现YKL‑40整体中位表达显著上调(Fold change＝9.483，P＜0.0001)。进一步收集45例IV期中国人群胶质母细胞瘤临床样本，qPCR法定量分析YKL‑40表达，并与预后关联性分析，发现41例患者YKL‑40 mRNA转录水平显著上调，这部分患者生存期短，预后差。本发明专利技术分析并验证了YKL‑40与患者的生存期和不良预后密切相关，证实YKL‑40可作为潜在的胶质母细胞瘤生物标志物，利用qPCR或蛋白定量监测的方法可指示胶质母细胞瘤细胞患者的生存期及预后。

Application of YKL 40 as glioblastoma biomarkers

The present invention relates to human cartilage glycoprotein 39 (YKL 40) used as biomarkers of brain glioma. GBM (Glioblastoma) patients with low survival rate and poor prognosis are lack of effective biomarkers and monitoring methods. The invention of the TCGA (The Cancer Genome Atlas) gene expression data of glioblastoma patients with YKL 40 mRNA database, found significantly increased expression of YKL 40 in the whole (Fold change = 9.483, P < 0.0001). Further collection of clinical samples of 45 patients with stage IV China in glioblastoma, qPCR quantitative analysis of YKL 40 expression, and analysis and prognostic relevance, found 41 cases of patients with YKL 40 transcription of mRNA significantly increased, this part of patients with short survival and poor prognosis. The analysis and verification of the YKL 40 with patient survival and poor prognosis is closely related to the invention, confirmed that YKL 40 can be used as glioblastoma potential biomarkers, using the method of qPCR or protein quantitative monitoring can indicate the survival and prognosis of patients with glioblastoma.

【技术实现步骤摘要】
YKL-40作为胶质母细胞瘤生物标志物的应用
本专利技术属于生物医药领域。涉及脑胶质母细胞瘤的生物标志物YKL40在治疗及预后监测的临床应用。
技术介绍
YKL-40在促进肿瘤进展中的作用人类软骨糖蛋白39(YKL-40)是几丁质酶样糖蛋白家族的成员，首次在人骨肉瘤细胞株MG-63的培养中发现[1]。结构分析表明，YKL-40包含高度保守的甲壳素结合结构域，然而，由于它在几丁质酶催化域中谷氨酸突变为亮氨酸，使其在功能上缺乏作为几丁质酶的能力[2,3]。虽然YKL-40的生理作用尚不完全清楚，但可以确信的是，YKL-40与结缔组织增生和血管内皮细胞的激活有关[4-6]。越来越多的临床证据表明，YKL-40的异常表达主要与各种人类疾病的发病机制有关。例如，慢性炎症性疾病中的血清中YKL-40含量异常升高[7-11]，表明了其细胞外基质重塑功能与病理的相关性。在过去十年，越来越多的研究表明血清YKL-40水平升高与乳腺癌、结肠癌、卵巢癌和脑组织中恶性肿瘤的生存率低下的相关性[12-18]，表明血清YKL-40的水平可作为诊断和预后的临床标志物。另外，YKL-40能促进乳腺癌微血管内皮细胞的血管生成[19]，它所诱导的血管生成依赖于膜受体syndecan-1(Syn-1)2和整联蛋白αvβ3。有研究表明，YKL-40可以促进VEGF的表达，VEGF与YKL-40协同作用促进肿瘤血管的生成[72]。如果持续拮抗VEGF，则会导致YKL-40表达的上调，促进肿瘤血管生成反弹，进一步促进肿瘤的侵袭。另外，肿瘤细胞经过放疗，也会促进YKL-40的表达，从而促进内皮细胞生成血管，并产生放疗抵抗[72]。胶质母细胞瘤是最致命和最具侵袭性的脑肿瘤，是高度血管化的肿瘤，具有抵抗放化疗的特征[20]。有研究表明，YKL-40是恶性胶质母细胞瘤中最高表达的蛋白之一[21-23]。在胶质母细胞瘤中，YKL-40的转录和蛋白水平都显著比正常脑组织高，转录水平和蛋白表达水平之间存在显著正相关[24]。
技术实现思路
本研究从TCGA(TheCancerGenomeAtlas)数据库中获取了胶质母细胞瘤患者YKL-40(一种分泌型糖蛋白)的mRNA基因芯片数据，采用OncomineOutlier以及cBioPortal进行分析。结果提示，与正常脑组织相比，542例患者的YKL-40整体中位表达水平发生了显著上调(Foldchange＝9.483，P<0.001)(图1)。YKL-40mRNA表达水平低的患者其中位生存期为14.19个月，而YKL-40表达量高的患者其中位生存期为9.86个月(P＝0.0747)(图5)。另外，YKL-40mRNA表达水平低有利于患者的中位无进展生存期(7.49monthsvs4.6months,P＝0.214)(图6)。研究结果显示，YKL-40在部分胶质母细胞瘤患者中过表达，可作为潜在的肿瘤生物标志物，指示患者的预后[25]。为了进一步研究YKL-40在中国胶质母细胞瘤患者人群中转录水平上的差异，本研究进一步收集了45例Ⅳ期胶质母细胞瘤临床样本(WHOgradeIV)，以及用作对照的9例正常脑组织样本。本研究采用荧光定量PCR相对定量的方法检测YKL-40基因转录水平。以GAPDH作为内参基因，通过肿瘤与正常组织的对比，计算得出YKL-40基因转录水平的变化倍率。结果表明，在9％(4/45)的患者中，YKL-40mRNA的转录水平比正常脑组织显著降低。在另外的91％(41/45)的患者中，与正常脑组织相比，YKL-40mRNA的转录水平发生显著上调，变化倍率为1.7倍到19375倍(图2)。表1.胶质母细胞瘤患者的临床病理特征。Median(range)orn(％)Age(years)49(5-67)WHOgradeIV45(100)GenderMale32(71)Female13(29)Chemo/radiotherapy+23(51)-22(49)Follow-upTime(months)36Normalbraintissues9表1本研究进一步分析了YKL-40mRNA表达水平与患者的生存期以及预后之间的相关性。结果表明，YKL-40mRNA表达水平与患者的生存期呈显著负相关，即YKL-40表达量越高，患者的生存时间越短(r＝0.33,P<0.05)(图3)。另外，YKL-40表达量更高的患者比YKL-40表达量低的患者预后更差(13/41vs.4/4,P＝0.0389,n＝45)(图4)。除胶质母细胞瘤以外，在肝癌、结直肠癌等肿瘤中，YKL-40的表达水平或基因拷贝数都发生了显著上调，表明YKL-40在这些肿瘤的疾病进展中发挥重要作用(图7)。综上所述，YKL-40可以作为胶质母细胞瘤生物标志物，也可以作为肝癌、结直肠癌等肿瘤的潜在生物标志物，指示患者的生存及预后。附图说明图1.TCGA数据库中胶质母细胞瘤患者YKL-40的转录水平。TCGA数据库中，与正常脑组织相比，542例胶质细胞瘤患者的YKL-40转录水平显著升高。图2.YKL-40在45例胶质母细胞瘤患者中的转录水平。在这45例胶质母细胞瘤患者中，4例患者YKL-40转录水平显著低于正常脑组织，另外41例患者YKL-40转录水平显著高于正常组织。图3.在收集的45例胶质母细胞瘤患者中，YKL-40mRNA的转录水平与患者的生存期呈显著负相关(r＝0.33，P<0.05)。图4.YKL-40转录水平越高，患者生存时间越短，患者的预后也更差(13/41vs.4/4,P＝0.0389,n＝45)；图5.TCGA数据库中YKL-40表达量高的胶质母细胞瘤患者的中位生存期为9.86个月，YKL-40表达量低的患者中位生存期为14.19个月(P＝0.0747,n＝604)；图6.TCGA数据库中YKL-40表达量高的胶质母细胞瘤患者无进展生存期为4.6个月，YKL-40表达量低的患者无进展生存期为7.49个月(P＝0.214,n＝604)。图7.YKL-40(CHI3L1)在多种肿瘤中的表达及拷贝数变化。结果显示，显示在肝癌、黑色素瘤、结肠腺癌以及肉瘤中，与正常组织相比，YKL-40的表达水平或拷贝数发生了显著的上调(P<0.01)。具体实施方式实施例1TCGA数据分析本专利技术采用OncomineOutlier对TCGA数据库中542例GBM患者的YKL-40表达量进行分析。结果显示，与正常脑组织相比，TCGA数据库中542例胶质细胞瘤患者的YKL-40表达水平显著升高，foldchange＝9.483,P<0.001(图1)。实施例2qPCR45例中国患者人群验证本专利技术进一步收集了经过手术治疗且病史资料完整的45例胶质母细胞瘤患者的病灶切除组织标本，己经病理科诊断为胶质母细胞瘤，男32例、女13例；根据WHO肿瘤分级，45例患者全部为IV级。正常对照组织为正常的脑组织9例，均来自捐献者。3、RNA提取、cDNA合成将肿瘤组织用液氮研磨碎后，采用Trizol试剂提取法进行总组织RNA提取，然后将提取的总组织RNA及时用反转录体系将其反转录成cDNA，即可采用荧光定量PCR的方法采集分析基因表达数据。4、qPCR引物本文档来自技高网...

【技术保护点】
检测人类软骨糖蛋白39(YKL‑40)的产品在脑胶质瘤的治疗和复发监测中的应用。

【技术特征摘要】
1.检测人类软骨糖蛋白39(YKL-40)的产品在脑胶质瘤的治疗和复发监测中的应用。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述检测YKL-40的产品包括能够定量YKL-40基因mRNA的产品，和/或能够定量YKL-40蛋白的产品。3.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述能够定量YKL-40基因mRNA的试剂包括实时定量PCR和数字PCR中使用的特异扩增YKL-40基因的引物；所述能够定量YKL-40蛋白的...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：北京启辰生生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11