基于SH3BGR预测患有唐氏综合征风险的方法及应用技术

本发明专利技术公开基于SH3BGR预测患有唐氏综合征风险的方法及应用。本发明专利技术利用唐氏综合征胎儿心脏组织、心肌细胞系AC16细胞，探索了唐氏综合征患者心脏发育过程中SH3BGR异常表达的分子机制，并在心肌细胞系AC16细胞中探索抑制SH3BGR对唐氏综合征心脏发育的治疗作用。此外，本发明专利技术鉴定了唐氏综合征心室肌组织中差异基因的表达谱，揭示了心肌组织中表达上调的SH3BGR受METTL3介导的m6A修饰调控的新机制。本发明专利技术有助于揭示DS潜在的分子机制，为开发新的治疗策略奠定基础。的治疗策略奠定基础。的治疗策略奠定基础。

【技术实现步骤摘要】
基于SH3BGR预测患有唐氏综合征风险的方法及应用


[0001]本专利技术属于生物医学
，具体涉及基于SH3BGR预测患有唐氏综合征风险的方法及应用。

技术介绍

[0002]唐氏综合征(DownSyndrome,DS)又称为21
‑
三体综合征(OMIM#190685)，是由于21号染色体整体或部分发生额外的复制而引起的染色体非整倍体疾病。在全世界范围内，DS的发病率约为活产婴儿的1/1000
‑
1/500。在我国新生儿中的发病率约为1/800
‑
1/600，是最常见的染色体病。中国出生缺陷防治报告(2012年)显示，我国每年新出生的唐氏综合征患者生命周期的总经济负担超过100亿元，危害严重。
[0003]DS最常见的一个并发症是先天性心脏病(Congenitalheartdisease,CHD)，40
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60％的DS患者合并CHD，该并发症是DS患者出生后2年内最常见的死亡原因。DS也是人群中CHD发病的主要原因。有文献提示DSCAM、COL6A2、COL6A1、KCNJ6和RCAN1基因与DS患者CHD相关。尽管经过多年的研究，但其确切机制尚不完全清楚。聚焦DS患者心脏的发育和功能研究，发现新的候选基因，有助于开发新的诊断标志物和干预措施。
[0004]在这样的基因普遍存在m6A(N6
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甲基腺嘌呤,N6
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methyladenosine)修饰，m6A是腺嘌呤(A)的N6位置添加甲基的修饰，是高等生物各种RNA中最为普遍的修饰，具有动态性和可逆性。mRNA的m6A修饰广泛分布于基因转录区，影响转录、剪接、转运、储存和降解，参与调控各种生物过程。
[0005]m6A修饰主要发生在RRACH序列中的腺嘌呤上，主要由“编码器(writer)”、“消码器(Eraser)”和“读码器(Reader)”组成。编码器即甲基转移酶，目前这个复合体成分主要有METTL3，METTL14，WTAP和KIAA1429等，其中METTL3和METTL14以二聚体的形式存在，两者协同作用对腺嘌呤位点进行甲基化修饰；m6A修饰由读码器即m6A结合蛋白识别后发挥调控作用；而FTO和ALKBH5作为消码器，即去甲基转移酶，可以逆转甲基化，实现m6A修饰的动态平衡。
[0006]先前研究发现，m6A修饰调控心脏发育相关基因表达，是人类心脏疾病中重要的转录后调控机制。m6A修饰和甲基转移酶METTL3在心脏发育中胚胎干细胞发育成心肌细胞的过程中所必须的。本专利技术人前期的研究发现，m6A修饰在DS胎儿脑组织中表达降低，与甲基转移酶METTL3的表达下调相关(参见CN112143790A，其通过引用整体并入本文)。然而尚不清楚m6A修饰是否在DS胎儿心脏发育中也发挥作用。此外，DS心脏中SH3BGR(SH3domain
‑
bindingglutamicacid
‑
rich)对心脏组织发育的影响还不清楚，仍需要进一步的研究。

技术实现思路

[0007]为了探索DS患者心室肌组织中基因表达谱的变化以及差异表达基因对心脏发育的影响，本专利技术系统比较了DS与正常胚胎心室肌组织中RNA的表达，鉴定出DS心室肌组织中差异表达的SH3BGR后，进一步探索SH3BGR异常表达的分子机制，并探索其异常表达对心肌
细胞发育的影响。具体地，本专利技术包括以下内容。
[0008]本专利技术的第一方面，提供试剂在制备用于预防、改善或治疗唐氏综合征的药物中的用途，其中，所述试剂包括能够降低SH3BGR蛋白的量或SH3BGR基因表达的抑制剂，和/或用于METTL3基因过表达的基因工程用试剂。
[0009]在某些实施方案中，根据本专利技术所述的用途，其中，所述抑制剂包括抗体或基因敲除试剂，其中，所述基因敲除试剂包括CRISPR/Cas9系统、双链RNA(dsRNA)、反义寡核苷酸或RNAi分子；和/或所述基因工程用试剂包括具有METTL3基因的质粒、重组表达载体或细胞系。
[0010]在某些实施方案中，根据本专利技术所述的用途，其中，所述RNAi分子包括小干扰RNA(siRNA)、小发夹RNA(shRNA)或小分子核糖核酸(miRNA)。
[0011]在某些实施方案中，根据本专利技术所述的用途，其中，所述预防、改善或治疗包括下述中的至少一种：
[0012](1)降低心室肌细胞的细胞凋亡；
[0013](2)提高心室肌细胞的细胞活力；
[0014](3)预防、改善或治疗唐氏综合征的并发症的进展。
[0015]本专利技术的第二方面，提供用于检测SH3BGRmRNA的m6A甲基化修饰的试剂在制备筛查唐氏综合征的试剂盒中的用途。
[0016]在某些实施方案中，根据本专利技术所述的用途，其中，所述试剂包括针对SH3BGRmRNA的引物或探针，和/或用于检测SH3BGR蛋白的特异性抗体。
[0017]本专利技术的第三方面，提供一种预测患有唐氏综合征风险的装置(或系统)，其可用于例如辅助诊断唐氏综合征，其中，所述装置或系统包括：
[0018]a.数据获取单元，其用于获取从受试者采集的组织样品中的SH3BGR蛋白的量或SH3BGR基因表达水平，和/或SH3BGRmRNA的m6A甲基化修饰水平的数据，得到测量值；
[0019]b.判断单元，其用于比较所述测量值与对照值；
[0020]c.输出单元，其用于输出以下结果：
[0021]当SH3BGR蛋白的量或SH3BGR基因表达水平的测量值高于所述对照值，和/或SH3BGRmRNA的m6A甲基化修饰水平低于所述对照值时，输出所述受试者为患唐氏综合征的风险高；
[0022]当SH3BGR蛋白的量或SH3BGR基因表达水平的测量值等于或低于所述对照值，和/或SH3BGRmRNA的m6A甲基化修饰水平等于或高于所述对照值时，输出所述受试者为患唐氏综合征的风险低。
[0023]在某些实施方案中，根据本专利技术所述的装置，其中，所述对照值为与所述受试者的年龄相当的正常对象的组织样品获得的值。
[0024]在某些实施方案中，根据本专利技术所述的装置，其中，所述m6A甲基化修饰是指METTL3介导的SH3BGRmRNA的m6A甲基化修饰；
[0025]所述组织样品优选为心室肌组织。
[0026]本专利技术的第四方面，提供一种用于鉴定对唐氏综合征有用的化合物的方法，其中，所述方法包括：
[0027]a
’
.测量样品中的SH3BGR蛋白的量或SH3BGR基因表达水平，和/或SH3BGRmRNA的
m6A甲基化修饰水平获得第一测量值的步骤；
[0028]b
’
.测量从试验化合物给药后样品中的SH3BGR蛋白的量或SH3BGR基因表达水平，或SH3BGRmRNA的m6A甲基化修饰水平获得第二测量值的步骤；
[0029]c
’
.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.试剂在制备用于预防、改善或治疗唐氏综合征的药物中的用途，其特征在于，所述试剂包括能够降低SH3BGR蛋白的量或SH3BGR基因表达的抑制剂，和/或用于METTL3基因过表达的基因工程用试剂。2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述抑制剂包括基因敲除试剂或抗体，其中，所述基因敲除试剂包括CRISPR/Cas9系统、dsRNA、反义寡核苷酸或RNAi分子；和/或所述基因工程用试剂包括具有METTL3基因的质粒、重组表达载体或细胞系。3.根据权利要求2所述的用途，其特征在于，所述RNAi分子包括小干扰RNA(siRNA)、小发夹RNA(shRNA)或小分子核糖核酸(miRNA)。4.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述预防、改善或治疗包括下述中的至少一种：(1)降低心室肌细胞的细胞凋亡；(2)提高心室肌细胞的细胞活力；(3)预防、改善或治疗唐氏综合征并发症的进展。5.一种预测患有唐氏综合征风险的装置，其特征在于，包括：a.数据获取单元，其用于获取从受试者采集的组织样品中的SH3BGR蛋白的量或SH3BGR基因表达水平，和/或SH3BGR mRNA的m6A甲基化修饰水平的数据，得到测量值；b.判断单元，其用于比较所述测量值与对照值；c.输出单元，其用于输出以下结果：当SH3BGR蛋白的量或SH3BGR基因表达水平的测量值高于所述对照值，和/或SH3BGR mRNA的m6A甲基化修饰水平低于所述对照值时，输出所述受试者为患唐氏综合征的风险高；当SH3BGR蛋白的量或SH3BGR基因表达水平的测量值等于或低于所述对照值，和/或SH3BGR mRNA的m6A甲基化修饰水平等于或高于所述对照值时，输出所述受试者为患唐氏综合征的风险低。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述对照值为与所述受试者的年龄相当的正常对象的组织样品获得的值。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述m6A甲基化修饰是指METTL3...

【专利技术属性】
技术研发人员：时伟丽，杨帆，张玉薇，郝冰涛，廖世秀，
申请(专利权)人：时伟丽，
类型：发明
国别省市：