CHI3L1在椎间盘退变性疾病中的应用制造技术

本发明专利技术提供CH I 3L1在椎间盘退变性疾病中的应用，涉及医学生物检测技术领域。该CH I 3L1在椎间盘退变性疾病中的应用，包括检测CH I 3L1基因表达的产品在制备诊断椎间盘退行性病变的工具中的应用。本发明专利技术可早期筛查椎间盘退变的患者，以期及早进行干预或预防，最大限度的延缓患者病情进展，降低致残率，本发明专利技术首次发现了对椎间盘退变具有较高诊断和治疗价值的分子标记物CH I 3L1；通过标志物CH I 3L1诊断试剂盒和相关药物的研制和应用，可以使椎间盘退变的早期诊疗更加方便易行，为临床医生快速并准确掌握患者病情，为提高临床治疗效果奠定基础。

【技术实现步骤摘要】
CHI3L1在椎间盘退变性疾病中的应用
本专利技术涉及医学生物检测
，具体地说，是一种适用于椎间盘退变早期筛查及诊断的分子标志物CHI3L1及其诊疗应用。
技术介绍
下腰痛是临床上常见的门诊主诉之一，而椎间盘退变是LBP最主要的病因。随着椎间盘的退变，髓核突出压迫神经根，引起患者相应部位的感觉运动功能障碍，如不能及时解除压迫，严重者最终导致四肢瘫痪乃至死亡，是严重危害人类健康的疾病之一。根据相关文献报导，人类的椎间盘在11-16时开始出现退变，目前临床上患者呈现明显的年轻化趋势。目前针对IDD的治疗缺乏有效的非手术治疗方案，仅能通过手术治疗，手术治疗主要是通过摘除减压，但并不能从根源上缓解IDD，此外手术显著增加了临近节段的退变风险。在诊断方面，IDD早期无明显症状，随着疾病的发生发展，逐渐出现了神经根压迫症状，因为缺乏特异性的诊断标志物，一般仅通过MRI进行诊断，与其他脊柱脊髓疾患易混淆，造成漏诊误诊。因此，寻找高敏感性或强特异性的早期诊断椎间盘退变的生物标志物是目前一个急需解决的问题。CHI3L1基因由10个外显子组成，位于染色体1q31-q32上，其产物由383个氨基酸组成，因为三个N端氨基酸分别为酪氨酸(Y)-赖氨酸(K)-亮氨酸(L)也被称为YKL-40。由于其蛋白结构可变，在不同组织中其发挥的具体功能仍不清楚。当前研究发现CHI3L1可以通过软骨细胞，平滑肌细胞和骨肉瘤细胞等多种细胞表达，并且其功能通常与炎症作用和组织重塑有关。IDD的最主要两大病生变化就是炎症的发生发展以及细胞外基质代谢紊乱。然而，目前还没有CHI3L1对椎间盘退变进行早期筛查以及诊疗的研究报道，若能将椎间盘髓核组织特异性表达的CHI3L1作为生物标志物，并研制相应的筛选试剂盒以及药物，必将对我国椎间盘退变的早期诊断及治疗具有重要意义。
技术实现思路
(一)解决的技术问题本专利技术的首要目的是针对上述技术问题，提出一种与椎间盘退变相关的用于早期诊断的分子标志物CHI3L1，本专利技术的另一目的在于提供利用CHI3L1来维持和/或改善椎间盘退变的应用。(二)技术方案为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：CHI3L1在椎间盘退变性疾病中的应用，本专利技术的第一方面，提供适用于椎间盘退变早期筛查及诊断的分子标志物：CHI3L1。CHI3L1在髓核细胞中的表达水平与椎间盘退变程度成正相关，因此，通过检测血清中CHI3L1的表达水平，可以评估待检人群中椎间盘退变的风险及程度。本专利技术的第二方面，提供上述分子标志物CHI3L1在制备椎间盘退变的诊断试剂或试剂盒中的应用。优选的，所述的诊断试剂或试剂盒为髓核组织检测试剂或检测试剂盒。所述的诊断试剂或试剂盒检测生物样品中CHI3L1的表达量，所述的生物样品选自：获自对象的新鲜组织或细胞、福尔马林固定或石蜡包埋组织或细胞、血液或体液。优选的，所述的生物样品为椎间盘髓核组织。所述的诊断试剂或试剂盒包括：对CHI3L1具有检测特异性的探针、基因芯片，或PCR引物。优选的，所述的诊断试剂或试剂盒为采用Real-timeRT-PCR(qPCR)方法检测CHI3L1表达量的试剂或试剂盒。优选的，所述的对CHI3L1具有检测特异性的物质为PCR引物的核苷酸序列。本专利技术的第三方面，提供一种诊断椎间盘退变的试剂盒，所述的试剂盒中包括用于检测CHI3L1表达量的试剂。优选的，所述的用于检测CHI3L1表达量的试剂为采用Real-timeRT-PCR方法检测CHI3L1表达量的试剂。优选的，所述的试剂盒中包括：对CHI3L1具有检测特异性的PCR引物的核苷酸序列，如SEQIDNO:1和SEQIDNO:2所示。本专利技术的第四方面，提供检测CHI3L1表达水平的试剂在制备椎间盘退变诊断或筛查用试剂盒中的用途。本专利技术的第五方面，提供了利用CHI3L1来维持和/或改善椎间盘退变的方法，包含两种方法：A、将CHI3L1的重组质粒转染髓核细胞，获得CHI3L高表达的髓核细胞；B、利用CHI3L1(YKL-40)重组蛋白处理髓核细胞，使得髓核细胞处于高CHI3L1蛋白产物的环境中；所述步骤A中转染步骤如下：超净台内，将97ulDMEM加入到1mlOD管中，并将3μg过表达CHI3L1质粒加入至DMEM中，用移液器轻柔充分混匀后，室温下静置5分钟。同时将4μlfugene6加入至预混的DMEM中，轻轻混匀后静置15分钟。完成后用100ul枪吸出反应液，均匀的滴加至6孔板中，轻轻拍打后放入培养箱。24小时后观察细胞状态，弃去细胞上清，更换为新鲜培养基，获得oeCHI3L1-NPCs。所述步骤B中干预处理：超净台内，将至少100ug的CHI3L1重组蛋白加入至2ml含有10％FBS(Gibco)、1％L-谷氨酰胺和双抗的DMEM/F12培养基中，充分混匀。弃去细胞上清后，加入预混有CHI3L1重组蛋白的培养基，放入培养箱培养；培养48小时后，检测oeCHI3L1-NPCs的炎症基因和基质合成基因表达水平，并检测CHI3L1重组蛋白组髓核细胞的凋亡情况。实验重复3次，均可发现oeCHI3L1-NPCs同对照组相比，明显抑制炎症水平并且促进基质合成，重组蛋白干预后，髓核细胞的凋亡率明显好转。(三)有益效果本专利技术提供了CHI3L1在椎间盘退变性疾病中的应用。具备以下有益效果：本专利技术可早期筛查椎间盘退变的患者，以期及早进行干预或预防，最大限度的延缓患者病情进展，降低致残率，本专利技术首次发现了对椎间盘退变具有较高诊断和治疗价值的分子标记物CHI3L1；通过标志物CHI3L1诊断试剂盒和相关药物的研制和应用，可以使椎间盘退变的早期诊疗更加方便易行，为临床医生快速并准确掌握患者病情，为提高临床治疗效果奠定基础。附图说明图1为非标记蛋白组学研究后通过将对照组(非椎间盘退变患者组织)与退变组(椎间盘退变患者组织)的基因蛋白进行GO分析，对其中3个明显异常表达的基因通过real-timePCR验证；图2为选取3例无椎间盘退变患者髓核细胞，通过促炎因子构建体外退变模型，通过real-timePCR法和westernblot法，对髓核中的CHI3L1水平进行统计分析后我们可以看到退变髓核细胞CHI3L1的表达量明显高于对照组，提示CHI3L1可能具有诊断价值，值得进一步研究，P<0.01；图3为通过质粒和siRNAs调控髓核中的CHI3L1水平，通过real-timePCR检侧不同分组内基质合成相关基因(ACAN、CHSY1及COL2)和炎症相关基因(MMP1、MMP3、MMP13、ADAMTS4和ADAMTS5)的mRNA水平，将GAPDH设为内参，并通过2-ΔΔCT值比较各基因mRNA的相对含量，结果显示利用质粒后髓核细胞的炎症相关基因水平明显下降，基质合成相关基因水平明显升高，转染siRNAs则出现明显相反的结果，P<0.05；P&本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.CHI3L1在椎间盘退变性疾病中的应用，其特征在于：检测CHI3L1基因表达的产品在制备诊断椎间盘退行性病变的工具中的应用。/n

【技术特征摘要】
1.CHI3L1在椎间盘退变性疾病中的应用，其特征在于：检测CHI3L1基因表达的产品在制备诊断椎间盘退行性病变的工具中的应用。


2.根据权利要求1所述的CHI3L1在椎间盘退变性疾病中的应用，其特征在于：所述CHI3L1在制备椎间盘退变的诊断试剂或试剂盒中的应用，通过RT-PCR、实时定量PCR、免疫检测、芯片或高通量测序平台检测CHI3L1基因表达以诊断椎间盘退行性病变的产品。


3.根据权利要求1所述的CHI3L1在椎间盘退变性疾病中的应用，其特征在于：所述生物样品选自：获自对象的新鲜组织或细胞、福尔马林固定或石蜡包埋组织或细胞。


4.根据权利要求2所述的CHI3L1在椎间盘退变性疾病中的应用，其特征在于：所述试剂包括检测CHI3L1基因mRNA的引物和/或探针、和/或检测CHI3L1蛋白的抗体。


5.根据权利要求1所述的CHI3L1在椎间盘退变性疾病中的应用，其特征在于：所述的对CHI3L1具有检测特异性物质为PCR引物的核苷酸。


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【专利技术属性】
技术研发人员：徐辰，王睿哲，钟华建，张子凡，田野，沈晓龙，陈华江，袁文，
申请(专利权)人：上海长征医院，
类型：发明
国别省市：上海;31