本发明专利技术涉及一种新型Col1a1蛋白作为识别2型糖尿病的生物标记物的应用。本发明专利技术实验发现：Col1a1蛋白在2型糖尿病的大鼠组的空肠中表达量显著小于浒苔寡糖和正常大鼠组的空肠中表达量。基于液相质谱的串联质量标签（TMT）表明Col1a1作为ECM通路中影响最大的蛋白质受体。本发明专利技术进一步通过荧光定量、蛋白免疫印迹检验Col1a1蛋白在转录和蛋白水平的变化，证明Col1a1蛋白将是2型糖尿病的一个新的治疗靶点和生物标志物。和生物标志物。和生物标志物。
【技术实现步骤摘要】
COL1A1作为一种2型糖尿病的生物标志物及其应用
[0001]本专利技术属于生物医药领域，涉及一种与糖尿病相关的生物标记物及其应用，具体的所述生物标记物为Col1a1。
技术介绍
[0002]2型糖尿病（Type 2 diabetes）作为一种异质性、激素性和代谢性疾病，以高血糖和胰岛素抵抗为特征，当前正以极高的发病率在人群中蔓延。根据国际糖尿病联合会发布的报告统计，2019年全球约有4.51亿人被诊断为糖尿病，到2045年，这一数字将达到惊人的7.02亿人。随着近几十年来医疗及卫生技术手段的快速发展，以及各种药物治疗检测手段的不断完善，针对糖尿病的治疗已经取得可喜的进展。尽管如此，糖尿病及其并发症仍旧威胁着人们的身体健康。
[0003]高糖高脂饮食除了会诱发肥胖之外，也被一致认为是2型糖尿病发病的风险因素之一。与此同时也会诱发糖脂代谢紊乱、粥样动脉粥样硬化、心脏病及心血管疾病等其他严重并发症疾病的发生，这为2型糖尿病的治疗带来极大的难度。随着代谢组，蛋白质组及转录组学研究的深入，高通量测序技术的应用，人们发现了许多的糖尿病相关的生物标志物与其存在紧密关联。鉴于2型糖尿病发病因素的多样性，及治疗过程中所呈现出的指标及反应的多样性，当前生物标记物的发现与应用的程度远远不够，我们需要更多更好的生物标记物来针对性治疗各种诱发因素下的2型糖尿病。
[0004]蛋白质组学技术的飞速发展对于揭示2型糖尿病的基本机制和生物标志物至关重要。多种形式的载脂蛋白已被表征为2型糖尿病的靶向生物标志物。载脂蛋白A1是血浆中发现的高密度脂蛋白的主要成分。体内蛋白质水平的变化主要是由外部环境引起的，直接影响代谢途径，可以通过蛋白质组学进行分析。因此，蛋白质组学分析可以全面了解2型糖尿病中潜在的蛋白质生物标志物和机制。串联质量标签（TMT）作为化学标签被用于鉴定生物大分子，例如蛋白质和核酸。TMT标记的蛋白质组学分析也可以替代基于凝胶或抗体的传统测量方法，并已用于对糖尿病症状进行深入研究α
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1的I型胶原蛋白(Col1a1)是一种蛋白质，Col1a1编码I型胶原的主要成分，I型胶原是在包括软骨在内的大多数结缔组织中发现的纤维状胶原。它可以增强并支持人体的许多组织，包括软骨，骨骼，肌腱，皮肤和巩膜。过去的研究显示Col1a1的突变与人体的血管及器官破裂有关，如Ehlers
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Danlos综合征，此外该基因的突变也易于导致成骨不全症及骨质疏松症的发生。
[0005]中国专利CN201611238922.1和CN201811625527.8中公开了Col1a1的应用及抑制剂的应用。该专利证实Col1a1的过表达会加剧肝脏如肝纤维化及其相关疾病的产生；证实Col1a1表达的抑制能够改善肝脏相关疾病的症状。以上专利是Col1a1与肝脏相关疾病的发现与运用，有别于该专利技术的内容，与此同时，尚未见Col1a1与肠道及2型糖尿病之间相关的报道。
技术实现思路
[0006]为针对性高糖高脂饮食所致的2型糖尿病的治疗，本专利技术的目的在于提供一种与高糖高脂饮食相关2型糖尿病的生物标记物及治疗靶点。
[0007]为实现本专利技术的目的，本专利技术提供了一种Col1a1蛋白在制备2型糖尿病生物标记物试剂中的应用。
[0008]Col1a1蛋白也可被称作胶原I型
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1蛋白 (Collagen type I alpha 1 chain, Gene ID: 29393)。
[0009]串联质谱标签（TMT）能够对肠道的蛋白表达进行准确又灵敏的定量从而能准确识别2型糖尿病相关的生物标记物。
[0010]本专利技术前期收集2型糖尿病大鼠空肠以TMT蛋白质组学技术，检测了全部6810个蛋白质，结合生物信息学分析手段，按照蛋白质变化倍数比值为1.2 或0.83，P值低于0.05为阈值，筛选差异蛋白质。其中在模型组与正常组的比较中，265个蛋白质呈现差异表达。进一步地，通过差异蛋白网络互作图发现Col1a1在蛋白质的相互作用网络中处于功能网络节点数目较多的核心位置，并通过qPCR及Western bolt技术发现Col1a1表达异常降低，同时其空腹胰岛素、糖化血红蛋白、胰岛素信号通路PI3K及肠道内皮细胞稳态的相关基因MEK和ERK1/2的水平也出现了异常的表达。所述蛋白和mRNA在糖尿病状态下空肠表达水平下降，与此同时其靶向miRNA（let
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5p）也通过高表达来抑制其mRNA的正常功能。
[0011]本专利技术的第一方面提供了一种试剂，所述试剂可以检测Col1a1的基因及miRNA表达水平。
[0012]进一步，所述试剂选自：特异性扩增Col1a1基因的引物，引物序列如图所示。通过RT
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QPCR进行检测判定。
[0013]本专利技术还提供了Col1a1蛋白作为糖尿病治疗靶点的应用。
[0014]本专利技术还提供了一种浒苔寡糖在制备治疗2型糖尿病药物中的应用，所述药物能够沉默let
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5p的表达水平以提高Col1a1的表达，并改善空腹胰岛素、糖化血红蛋白、PI3K信号通路以及肠道内皮细胞稳态的相关基因MEK和ERK1/2的水平。
[0015]一种如权利要求2所述浒苔寡糖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按照1 g：40mL的料液比将绿藻粉和水混合，在60℃、45 kHZ、200 W条件下超声波辅助提取1
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2 h。4500 rpm离心5
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10分钟后取上清液，按照1：4的体积比加入 95%乙醇醇沉过夜。离心取沉淀置于50℃干燥后，1 g：100mL的比例将其溶于水，在溶液中加入蛋白酶使酶活200 U/mL，30
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40℃温度条件下酶解2 h后，100℃灭酶活20 min取上清液，再透析48 h后浓缩冻干得浒苔多糖。1%浒苔多糖水溶解液，加入硫酸直至溶液浓度为0.05 mol/L，100℃水浴酸解1.5 h后，冷却后加1.0 mol/L NaOH将溶液调至中性，按1：1的体积比加入95%乙醇溶液醇沉8
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12 h，后取上清液浓缩冻干，最终获得浒苔寡糖，特征产物的摩尔质量分布 <5000 Da（图6）。
[0016]本专利技术的优势在于：本专利技术首次通过蛋白质组学的方式发现Col1a1蛋白的表达量与糖尿病存在相关性,并通过Western blot和qPCR验证该蛋白与基因的低表达会导致空腹胰岛素、糖化血红蛋白、胰岛素信号通路PI3K及肠道内皮细胞稳态的相关基因MEK和ERK1/2的表达水平异常。在进行浒苔寡糖给药后，大鼠空肠的Col1a1表达水平提高，伴随着空腹胰岛素、糖化血红蛋
白、胰岛素信号通路PI3K及肠道内皮细胞稳态的相关基因MEK和ERK1/2的表达水平的改善。本专利技术为研究治疗高糖高脂饮食导致的2型糖尿病的提供了一个新的治疗靶点。
[001本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种Col1a1蛋白在制备2型糖尿病生物标记物试剂中的应用，其特征在于，所述Col1a1蛋白的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，利用药物沉默let
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5p的表达水平以提高Col1a1的表达，改善空腹胰岛素、糖化血红蛋白、PI3K信号通路以及肠道内皮细胞稳态的相关基因MEK和ERK1/2的水平。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述药物包括浒苔寡糖。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述浒苔寡糖的制备方法包括以下步骤：按照1 g：40mL的料液比将绿藻粉和水混合，在60℃、45 kHZ、200 W条件下超声波辅助提取1
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵超，陈逸晗，林国鹏，
申请(专利权)人：福建农林大学，
类型：发明
国别省市：
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