GAD67及其表观遗传标记作为胎源性双相情感障碍易感的早期标志物的用途制造技术

本发明专利技术公开了GAD67及其表观遗传标记作为胎源性双相情感障碍易感的早期标志物的用途。属于基因的功能与应用领域。研究结果表明，在孕期乙醇暴露组的胎鼠海马及血白细胞中，GAD67启动子区甲基化水平与正常对照组相比显著降低、基因表达升高；外源物暴露组子代大鼠成年后，在慢性不可预测应激的情况下表现出下丘脑‑垂体‑肾上腺（HPA）轴高应激敏感性及双相情感障碍易感。因此，可通过检测胎血/脐带血白细胞中GAD67基因表观遗传修饰及表达水平来判断子代成年后出现双相情感障碍的风险。为胎源性成年双相性感障碍的早期预警技术提供了研究依据，同时也为早期有效防治胎源性成年双相情感障碍的发生提供了可能。

【技术实现步骤摘要】
GAD67及其表观遗传标记作为胎源性双相情感障碍易感的早期标志物的用途
本专利技术属于基因的功能与应用领域，涉及一种谷氨酸脱羧酶67(Glutamatedecarboxylase67,GAD67)基因及其表观遗传作为胎源性双相情感障碍易感的早期预警生物标志物。
技术介绍
抑郁焦虑双相情感障碍是指抑郁和焦虑并存的状态，并不严重到足以诊断为抑郁症，也不能完全诊断为焦虑症，而是抑郁与焦虑中间过程的一种并存状态。人们早已认识到环境因素可导致精神疾病的发生，现在人们从双相情感障碍与下丘脑-垂体-肾上腺(hypothalamic-pituitary-adrenal,HPA)轴、细胞因子、生理节奏、氧化应激等方面开始评估精神问题的诱发原因，并且提出了双相情感障碍强大的基因基础[1]。有研究已证实，孕期外源物(如乙醇、咖啡因、尼古丁、地塞米松)暴露造成的不良宫内环境将会导致胎儿发育毒性，如宫内发育迟缓(IUGR)。IUGR不仅可造成胎儿窘迫、新生儿窒息和围产儿死亡，其危害还将延续到其出生后,表现为出生后体格、智力发育落后，成年后代精神疾病的易感性增加。孕期吸烟和有害药物的使用可使抑郁焦虑双相情感障碍的发生，同时胎儿出生时体重显著低于平均水平[2,3]。还有研究发现，孕期乙醇暴露与这些情感方面的障碍相关度可达90％及以上[4]。由此提示，双相情感障碍等精神疾病存在宫内起源。然而，胎源性成年双相情感障碍的早期预警及诊治技术匮乏，胎源性成年双相情感障碍的发生机制及毒性靶标尚未明确。HPA轴由下丘脑、脑垂体和肾上腺三部分组成，通过内分泌机制调节体内环境的平衡，参与各种应激反应，面对应激损伤有一定程度的保护作用。糖皮质激素(Glucocorticoid,GC)是机体面对应激时的关键激素，海马通过盐皮质激素受体(mineralocorticoidreceptor,MR)和糖皮质激素受体(glucocorticoidreceptor,GR)感受血循环GC水平，负反馈调节HPA轴的功能[5]。有研究表明，女性相对男性更易罹患抑郁焦虑等精神疾病，内分泌对应激的反应性不同，情感障碍的发生率也不同[6]。焦虑和抑郁常与机体对应激的反应性有关，HPA轴的功能异常，消极情绪更易出现[7]。高GC和HPA轴功能失调，是情感障碍的关键因素，如果GC水平正常，则慢性刺激诱发双相情感障碍的可能性就很小[8]，提示HPA轴的功能异常与双相情感障碍的发生紧密相关。下丘脑室旁核(paraventricularnucleusofhypothalamus，PVN)是HPA轴活性的直接调控中枢。应激刺激时，PVN通过释放促肾上腺素皮质激素释放激素(corticotrophin-releasinghormone,CRH)和精氨酸加压素(argininevasopressin,AVP)，兴奋垂体分泌促肾上腺皮质激素释放激素(AdrenocorticotropicHormone,ACTH)，促进肾上腺皮质合成和分泌GC。海马是HPA轴的高级负向调控中枢，通过对下丘脑的负调控作用，不仅可抑制HPA轴的应激反应，还可促进应激状态下亢奋的HPA轴恢复到基础水平。谷氨酸(Glu)和γ-氨基丁酸(GABA)分别是哺乳动物脑内重要的兴奋性、抑制性神经递质，两者的动态平衡在维持多脑区(包括海马)功能活动中发挥重要作用。左旋谷氨酸脱羧酶(Glutamatedecarboxylase,GAD)可将Glu脱羧转变为GABA，是GABA合成的限速酶，在调控Glu和GABA的平衡过程中发挥关键作用。GAD在脑内有两种同工酶——GAD67和GAD65，其中GAD67以高饱和的全酶形式存在，与Glu有高的亲和力，参与病理条件下GABA的合成和传递[9]。研究发现，胎海马以表达GAD67为主，是海马GABA能神经元的标记物[10]。以上内容提示，海马中GAD67的表达可影响HPA轴应激功能，进而影响成年后双相情感障碍的发生。已知GAD67表达调控主要在基因转录水平进行，并受到表观遗传修饰(如DNA甲基化)的调控[11]。研究发现，海马中稳定表达的DNA甲基转移酶1(DNMT1)可使GAD67启动子区部分CpG岛发生甲基化修饰，以维持GAD67的正常表达[12,13]；GC可浓度依赖性降低AtT-20细胞的DNMT1表达[14]。截止目前，GAD67启动子区DNA甲基化水平与胎源性双相情感障碍易感的关系尚未见任何相关报道。有研究显示，血液中白细胞的DNA甲基化水平可作为生物标志物预测乳腺癌风险，帮助女性更好地对该病进行早期预防[15]。以上内容提示，血液中白细胞的DNA甲基化水平可能作为胎源性疾病易感的生物标志物，目前尚未有研究将白细胞GAD67表达及甲基化与双相情感障碍联系在一起。参考文献[1]MuneerA.TheNeurobiologyofBipolarDisorder:AnIntegratedApproach.Chonnammedicaljournal2016；52:18-37.[2]FreedmanD,BrownAS,ShenL,SchaeferCA.Perinataloxytocinincreasestheriskofoffspringbipolardisorderandchildhoodcognitiveimpairment.Journalofaffectivedisorders2015；173:65-72.[3]ChudalR,BrownAS,GisslerM,SuominenA,SouranderA.Ismaternalsmokingduringpregnancyassociatedwithbipolardisorderinoffspring？Journalofaffectivedisorders2015；171:132-6.[4]WieczorekL,FishEW,O'Leary-MooreSK,ParnellSE,SulikKK.Hypothalamic-pituitary-adrenalaxisandbehavioraldysfunctionfollowingearlybinge-likeprenatalalcoholexposureinmice.Alcohol2015；49:207-17.[5]SuriD,VaidyaVA.Glucocorticoidregulationofbrain-derivedneurotrophicfactor:relevancetohippocampalstructuralandfunctionalplasticity.Neuroscience2013；239:196-213.[6]PisuMG,GarauA,BoeroG,BiggioF,PibiriV,DoreR,etal.SexdifferencesintheoutcomeofjuvenilesocialisolationonHPAaxisfunctioninrats.Neuroscience2016；320:172-82.[7]IkenoT,DeatsSP,SolerJ,LonsteinJS,YanL.Decreaseddaytimeilluminationleadstoan本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.胎血/脐带血白细胞GAD67基因表达及启动子区DNA甲基化水平在制备用于早期预警胎源性成年双相情感障碍易感的试剂盒中的应用。

【技术特征摘要】
1.胎血/脐带血白细胞GAD67基因表达及启动子区DNA甲基化水平在制备用于早期预警胎源性成年双相情感障碍易感的试剂盒中的应用。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述GAD67基因表达在胎血/脐带血白细胞中的水平升高，并且GAD67基因启动子区DNA甲基化水平在胎血/脐带血白细胞中降低，则有患胎源性成年双相情感障碍的风险。3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述的试剂盒中包含检测GAD67基因表达的试剂和检测GAD67基因启动子区DNA甲基化水平的试剂。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述检测GAD67基因表达的试剂中包含扩增GAD67基因的引物对、检测GAD67基因启动子区DN...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐丹，汪晖，文印宪，焦哲潇，黄松强，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42