高尿酸血症肾脏病致病因子预筛选方法、系统和存储介质技术方案

本发明专利技术属于药物开发技术领域，具体涉及一种高尿酸血症肾脏病致病因子预筛选方法、系统和存储介质。本发明专利技术的方法包括如下步骤：步骤1，对高尿酸血症肾脏病动物模型进行检测；步骤2，根据步骤1的检测结果分析转录因子是否为致病因子；其中，确定因子为致病因子的标准是满足如下四个条件：1）所述因子在重组TAD中受增强子调控；2）所述因子通过生物标志物环与增强子相互作用；3）所述因子及其增强子与生物标志物结合；4）所述因子高表达。本发明专利技术还提供了实现上述方法的系统。本发明专利技术的方法效率和准确度高，在药物开发等领域中具有很好的应用前景。在药物开发等领域中具有很好的应用前景。在药物开发等领域中具有很好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
高尿酸血症肾脏病致病因子预筛选方法、系统和存储介质


[0001]本专利技术属于药物开发
，具体涉及一种高尿酸血症肾脏病致病因子预筛选方法、系统和存储介质。

技术介绍

[0002]高尿酸血症肾脏病（Hyperuricemia Nephropathy，HN）人群发病率在5.46%
‑
19.30%，患病人数众多且发病人群趋于年轻化，成为继糖尿病之后的第二大代谢病。血液中升高的尿酸及沉积在肾脏中的尿酸结晶可破坏肾脏结构，影响肾脏功能，最终导致尿酸性肾脏病。肾间质纤维化是尿酸性肾病最为典型的病理改变，也是疾病进展至终末期的最常见病理学途径之一，表观遗传调控机制在肾脏纤维化进程中发挥了重要作用。因此，利用多组学技术手段，挖掘高尿酸血症肾脏病关键致病因子，对寻找新的药物干预靶点，阻断肾间质纤维化发展，治疗高尿酸血症肾脏病，具有潜在的应用价值。
[0003]基因在转录起始时，增强子需要在致病因子的辅助下发生空间构象变化，与启动子发生互作（Promoter Enhancer Interaction, PEI），以保证基因稳定高效的转录。因此，增强子自身活性状态发生变化，以及与启动子的互作关系发生变化，均可调控基因的表达。PEI形成后构成染色质三维低级结构：回环结构（loop），其主要存在于染色质三维高级结构：拓扑相关结构域（Topologically associating domain, TAD）中，TAD的主要作用是增强TAD内部的转录调控元件之间的相互作用，减少TAD与TAD之间转录调控元件的相互作用，从而控制基因的表达。TAD之间存在着可变化的边界（boundary），其边界的变化会导致TAD结构的重塑，是调控loop的主要方式之一。
[0004]HiChIP技术（in situ HiC followed by chromatin immunoprecipitation），是2016年出现的一种以蛋白为中心的染色质构象分析方法，其结合了HiC技术和ChIA
‑
PET技术，用更小的数据量获取更高分辨率的染色质三维结构信息。目前，HiChIP技术主要用于转录调控等分子机制研究。而TAD与高尿酸血症肾脏病等疾病的相关性的研究尚未见到任何报道，因此可用于检测TAD重塑的HiChIP技术此前并未应用于致病因子筛选领域。
[0005]目前已有不少致病因子的筛选方法，比如过表达开放阅读框（Open Reading Frame, ORF），利用RNAi（RNA interference）抑制基因的表达，或者通过CRISPR（clustered regularly interspaced short palindromic repeats）技术敲除基因，再辅助于流式或者单细胞测序等报告系统进行筛查。这些方法会帮助研究者发现一些新的致病因子，但也存在一些缺点。比如需要提前构建大量的文库，设置特定的报告系统、容易脱靶、工作量大。因此在开启大量的筛选工作前进行一次预筛选就显得特别重要。为此，科学家们利用RNA
‑
Seq、ChIP
‑
Seq和蛋白质谱等技术，对致病因子进行预筛选。然而，即使同时利用以上多种技术组合筛选，仍无法避免筛选准确度较低，人力物力投入过高等问题，因此新的预筛选技术的开发迫在眉睫。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的问题，本专利技术提供一种高尿酸血症肾脏病致病因子预筛选方法、系统和存储介质，目的在于通过整合基于集成TAD重组的多组学分析与转录因子基序富集分析实现一种新的高尿酸血症肾脏病致病因子的预筛选方法，解决当前对致病因子预筛选准确度不高的问题。
[0007]一种高尿酸血症肾脏病致病因子预筛选方法，包括如下步骤：步骤1，对高尿酸血症肾脏病动物模型进行检测；步骤2，根据步骤1的检测结果分析转录因子是否为致病因子；其中，确定因子为致病因子的标准是满足如下四个条件：1）所述因子在重组TAD中受增强子调控；2）所述因子通过生物标志物环与增强子相互作用；3）所述因子及其增强子与生物标志物结合；4）所述因子高表达。
[0008]优选的，步骤1中，所述检测包括in situ HiC；步骤2中，通过所述in situ HiC检测的结果分析所述因子在重组TAD中是否受增强子调控。
[0009]优选的，步骤1中，所述检测包括in situ HiC和HiChIP；步骤2中，通过所述in situ HiC和HiChIP检测的结果分析所述因子是否通过生物标志物环与增强子相互作用。
[0010]优选的，步骤1中，所述检测包括ChIP
‑
Seq；步骤2中，通过所述ChIP
‑
Seq检测的结果分析所述因子及其增强子是否与生物标志物结合。
[0011]优选的，步骤1中，所述检测包括RNA
‑
Seq；步骤2中，通过所述RNA
‑
Seq检测的结果分析所述因子是否高表达。
[0012]优选的，确定所述因子高表达的标准是：4.1）按照因子的表达量对所有因子排序，所述因子位于前10%；4.2）与正常对照组动物模型相比，所述因子的表达量具有显著差异。
[0013]优选的，所述动物模型为小鼠模型。
[0014]本专利技术还提供一种高尿酸血症肾脏病致病因子预筛选系统，包括：数据获取模块，用于对高尿酸血症肾脏病动物模型进行检测得到检测结果；数据分析模块，用于按照上述高尿酸血症肾脏病致病因子预筛选方法对检测结果进行分析；数据输出模块，用于输出数据分析模块的分析结果。
[0015]本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有用于实现上述高尿酸血症肾脏病致病因子预筛选方法的计算机程序。
[0016]本专利技术中所述“预筛选”是指能从测序数据里面筛选出功能、机制等结果体现出来的致病因子，预筛选的目的在于降低药物筛选和靶向药物设计的成本。所述“生物标志物”是指可以标记系统、器官、组织、细胞及亚细胞结构或功能的改变或可能发生的改变的生化指标。本专利技术中所述“生物标志物”指代的是与高尿酸血症肾脏病或慢性肾脏病相关的转录因子，且根据HiChIP技术测序可以形成回环结构，即“生物标志物环”。本专利技术对生物标志物的选择可根据现有技术的文献报道确定。
[0017]本专利技术的专利技术人团队在研究工作中发现，小鼠在高尿酸血症肾脏病疾病状态下差
异变化的组蛋白修饰位点上存在大量转录因子的富集。因此本专利技术提出了充分利用致病因子基于TAD重塑的调控机制，并整合多组学，加入转录因子基序富集分析，从而提出了一种新的方法来识别新型的高尿酸血症肾脏病致病因子。本专利技术的方法用于筛选高尿酸血症肾脏病的致病因子，具有准确度高的优点，可减少人工验证的工作量，在药物研发等相关领域具有很好的应用前景。
[0018]显然，根据本专利技术的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本专利技术上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。
[0019]以下通过实施例形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高尿酸血症肾脏病致病因子预筛选方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，对高尿酸血症肾脏病动物模型进行检测；步骤2，根据步骤1的检测结果分析转录因子是否为致病因子；其中，确定因子为致病因子的标准是满足如下四个条件：1）所述因子在重组TAD中受增强子调控；2）所述因子通过生物标志物环与增强子相互作用；3）所述因子及其增强子与生物标志物结合；4）所述因子高表达。2.按照权利要求1所述的高尿酸血症肾脏病致病因子预筛选方法，其特征在于：步骤1中，所述检测包括in situ HiC；步骤2中，通过所述in situ HiC检测的结果分析所述因子在重组TAD中是否受增强子调控。3.按照权利要求1所述的高尿酸血症肾脏病致病因子预筛选方法，其特征在于：步骤1中，所述检测包括in situ HiC和HiChIP；步骤2中，通过所述in situ HiC和HiChIP检测的结果分析所述因子是否通过生物标志物环与增强子相互作用。4.按照权利要求1所述的高尿酸血症肾脏病致病因子预筛选方法，其特征在于：步骤1中，所述检测包括ChIP
‑
Seq；步骤2中，通过所述ChIP
‑
Seq检测的结果分析所述因子及其增强子是否与生物标志物...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈一龙，曾筱茜，应志野，于浩澎，杨丽娜，匡亚岚，辜永红，马良，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：