piR-36249在诊断男性不育中的应用制造技术

本发明专利技术提供了一种用于诊断男性不育的生物标记物即piR

【技术实现步骤摘要】
piR
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36249在诊断男性不育中的应用


[0001]本专利技术涉及生物医药
具体涉及一种小分子RNA
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piR
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36249，及其在诊断男性不育中的应用。

技术介绍

[0002]2006年有4个独立的课题组几乎同时报道了一类新的小非编码RNA分子。与已知的其他小RNA不同，这类新发现的小RNA长度约为24～31个核苷酸(nucleotides，nt)且在动物生殖腺中通过与PIWI蛋白家族相互作用调控生殖细胞的发育。因这类小RNA独特的作用方式所以将其命名为PIWI蛋白相互作用RNA，即PIWI
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interacting RNA，简称piRNA[1
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4]。
[0003]转座子可以在基因组上进行跳跃，并且可以进行自我复制，破坏基因的正常功能，甚至引起早衰、不育、癌症等严重疾病[5
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6]。而piRNA通过沉默转座子来稳定生殖细胞的基因组，从而维持生殖能力。
[0004]社会的发展离不开人口的繁荣，在当今社会不育症已成为一个主要的健康问题，影响着全球8％
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12％的育龄夫妇[7]。不育症是一种由于个人或与他/她的伴侣的生殖能力受损在12个月的定期、无保护的性交后未能确定临床妊娠的生殖疾病[8]。其中男性因素造成的不育症约占夫妻双方不育症病例的一半[9]。现在已知多种原因均可导致男性不育，主要分为先天性、后天性以及特发性不育[10]。先天性不育如克氏综合征(Klinefelter Syndrome)患者的染色体异常导致睾丸生殖功能障碍[11]以及囊性纤维化跨膜转运蛋白基因的缺陷导致的先天性双侧输精管缺失以及先天性单侧输精管缺失[12]等；后天性不育如精索静脉曲张造成精液质量下降以及睾丸生殖细胞肿瘤引起的不育等[10]；然而大约30
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50％的男性不育症病例是特发性的，没有明显的原因[13]。
[0005]无精症是男性不育症中最严重的一种疾病，约占男性不育症的10
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15％，根据病理成因主要分为梗阻性(OA)和非梗阻性(NOA)两种[14]。其中梗阻性无精症(OA)是由男性生殖道的物理阻塞或其它堵塞引起的，并且表现出正常的精子发生；而非梗阻性无精子症(NOA)主要是由于生殖细胞发育异常以及精子发生过程的停滞，导致不能产生正常有功能的精子[15
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16]。尽管有研究表明引起NOA的因素有多种，如染色体异常(如克氏综合征，Klinefelter Syndrome，XXY)、Y染色体微缺失、单基因遗传疾病(如AR和TEX11)以及精子发生和肿瘤发生之间的共享基因(如TEX15)[17]，然而，大多数NOA病例仍然是特发性的，并且尚未确定医学病因[18]。越来越多的研究表明表观遗传调控因子在多种生物过程中发挥着不可或缺的作用。然而表观遗传调控在精子发生和NOA中究竟有什么作用及机制，在很大程度上仍然是未知的[19]。在过去几年中，随着科技的进步，测序成本被显著降低。越来越多的可能与男性不育相关的新的候选基因在无精子症、少精子症和特发性男性不育症患者中通过测序技术陆续被发现。小的非编码RNA也被发现在精子发生过程中有着不可忽视的作用。例如，研究发现在精原干细胞中抑制miR
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21的表达能够显著诱导细胞凋亡，并减少了成熟精子的数量[20]。miR
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202
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3p通过抑制支持细胞内LRP6和细胞周期蛋白D1的表达来影响支持细胞的增殖从而间接影响精子发生过程[19]。最近有研究表明piRNA加工途径的缺陷
对减数分裂和精子发生有直接的影响，携带PNLDC1突变的男性中piRNA的长度分布和粗线期piRNA的数量显著改变，最终导致男性不育[21]。18号染色体粗线期piRNA的缺失会造成小鼠精子顶体的过度发育以及影响雄性生育[22]。在小鼠的晚期精母细胞中，来源于转座子和假基因的piRNA与MIWI蛋白形成复合物，通过靶标mRNA的3
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UTR和生精细胞特异性的lncRNA中的逆转录转座子序列，介导了大量mRNA和lncRNA的降解[23]。在小鼠延长形精子中，粗线期piRNA
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MIWI复合体通过与脱腺苷酸酶CAF1结合诱导piRNA目标mRNA的脱腺苷酸及降解[24]。在小鼠精子细胞中，piRNA
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MIWI复合体还可以通过与mRNA的3'UTR的不完美碱基配对识别富含AU元素(ARE)的靶mRNA，从而激活目标mRNA翻译[25]。然而某个特异性的piRNA在精子发生过程中有什么作用，还存在很多未知。研究特异性piRNA在生殖中功能和机制是有必要且有意思的，可以为临床上预测以及诊断治疗不育提供理论支撑和潜在的治疗靶点。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种与男性不育相关的piRNA标志物，可作为新的辅助诊断指标以及为男性不育的治疗提供新靶点。
[0007]本专利技术的目的是探寻与男性不育相关的诊断标志物以及治疗靶点，使其更适用于临床应用，具有潜在的新药开发价值。
[0008]本专利技术的技术方案是通过Microarray测序以及实时荧光定量PCR分析提供一种与男性不育相关的piRNA分子，并通过后续的实验与生物信息学分析，验证其功能。从而应用于辅助男性不育的诊断以及治疗。
[0009]具体地，本专利技术提供以下几个方面：
[0010]1.一种生物标记物piR
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36249，其特征在于，其核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。
[0011]2.检测项目1所述的生物标记物piR
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36249表达的试剂在制备用于诊断非梗阻性无精子症患者的诊断剂中的应用，其中与梗阻性无精子症患者的睾丸组织样本相比，非梗阻性无精子症患者的睾丸样本中生物标记物piR
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36249的表达水平降低。
[0012]3.检测项目1所述的生物标记物piR
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36249表达的试剂在制备用于判断精子成熟期的诊断剂中的应用，其中所述生物标记物piR
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36249在精子成熟期中的表达高于精子非成熟期的表达。
[0013]本专利技术研究表明，与梗阻性不育患者的睾丸组织样本相比，piR
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36249在非梗阻性不育患者(精子成熟阻滞)的睾丸样本的表达明显降低。与精子发育的其他时期相比，piR
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36249在精子发育的后期即成熟精子中高表达，并且富集在成熟精子的头部以及尾部中段。通过生物信息学分析和双荧光素酶报告基因实验，我们发现piR
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36249通过靶向CEACAM1 mRNA的3'UTR，上调CEACAM1mRNA的表达。之后利用生物信息学分析，通过从GEO(Gene Expression Omnibus)数据库中获得GSE45885的基因表达谱矩阵，以正常生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物标记物piR
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36249，其特征在于，其核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。2.检测项目1所述的生物标记物piR
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36249表达的试剂在制备用于诊断非梗阻性无精子症患者的诊断剂中的应用，其中与梗阻性无精子症患者的睾丸组织样本相比，非梗阻性无精子症患者的睾丸...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋晓元，陈佩泽，王倩倩，孙斐，王小蓉，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：