用于确定细胞色素 P 4 5 0 1 A 2、 2 A 6和 2 D 6、 P X R以及 U D P -葡萄糖醛酸基转移酶 1 A基因的基因型的单倍型标签单核苷酸多态性及其用于多重基因分型的方法技术

技术编号:5438578 阅读:361 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及用于确定细胞色素P450 1A2(CYP1A2)、2A6(CYP2A6)和2D6(CYP2D6)、PXR和UDP-葡萄糖醛酸基转移酶1A(UGT1A)基因的基因型的单倍型标签单核苷酸多态性(htSNP)和使用所述htSNP的基因芯片,更具体而言,涉及用于确定人类CYP1A2、CYP2A6、CYP2D6、PXR和UGT1A基因的单倍型的htSNP的选择方法、使用所述htSNP确定所述基因的基因型的方法和用于所述方法的基因芯片。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的设备和方法涉及用于确定细胞色素P450 1A2、2A6和2D6、PXR和UDP-葡萄糖醛酸基转移酶1A基因的基因型的单倍型标签单核苷酸多态性(htSNP)和基因芯片,更具体而言,涉及用于确定人类CYP1A2、CYP2A6、CYP2D6、NR1I2(=PXR)和UGT1A基因的单倍型的htSNP的选择方法、确定所述基因的基因型的方法和用于所述方法的基因芯片。
技术介绍
出于遗传多样性的原因,个体对药物的毒性和效果会有不同反应。因此,在药物的初始开发阶段考虑重要药用蛋白相对于遗传多样性的效果是必要的,因为这可以降低药物开发的可能性失败。单倍型是决定个体之间的遗传多样性的因素之一。单倍型指的是在单个研究种群中每个基因序列的多态性的组合。单倍型比个体多态性提供了更准确和更可靠的关于遗传多样性的信息。 人类细胞色素P450是血红蛋白的一部分,血红蛋白协助氧化外来化学物质如药物、致癌物质和毒素以及内部物质如胆固醇、脂肪酸和维生素(Nelson等,Phamacogenetics 61-42,1996)。在肝、肾、小肠和肺中发现了细胞色素P450的各种亚科。 人类细胞色素P450 1A2(下文称CYP1A2)基因以及CYP1A1和CYP1B1都是CYP1基因群中包含的药物代谢酶。CYP1A2主要在肝脏中产生,并占细胞色素酶总量的15%。CYP1A2参与重要医用药物如咖啡因、氯氮平(clozapine)、丙咪嗪(imiparamine)和普萘洛尔(propranolol)的代谢。另外,CYP1A2催化内部合成物质(如17β-雌二醇、尿卟啉原III),以及致癌物质的生物活化(如多环芳烃的环氧化和芳香胺/杂环胺的N-羟基化)(Brosen K.,Clinical Pharmacokinetic,1995,29(suppl1)20-25;Josephy PD.,Environ.Mol.Mutagen,2001,3812-18)。人类细胞色素P4502A6(下文称CYP2A6)基因位于19号染色体上,而具有非常相似的基因序列的伪基因CYP2A7处于CYP2A6基因之上。CYP2A6酶是一种将尼古丁转化为可替宁(cotinine)的主要酶,且CYP2A6酶参与大约80%的尼古丁代谢。CYP2A6酶将抗癌药物替加氟(tegafur)转化为体内活性药物5-氟尿嘧啶(5-FU)。所述酶主要由肝脏产生,并且在诸如肺、大肠、乳腺、肾和子宫等器官中少量表达(Drus Metab Dispos.,29(2)91-5,2001;AdvDrug Deliv Rev.,18;54(10)1245-56,2002)。 人类细胞色素P4502D6(下文称CYP2D6)基因位于22号染色体上,而伪基因CYP2D7和CYP2D8处于CYP2D6基因的一端。已知由所述基因编码的酶负责100种以上的重要临床药物(包括精神活性药物、心血管药物、吗啡药物等)的代谢。 由所述CYP2D6基因编码的酶主要由肝脏产生。尽管所述酶占细胞色素P450酶总量的大约2%,它们却是参与30%的药物代谢的主要酶类。 所述酶在个体中的活性各异,并根据其活性级别被划分为PM(弱代谢剂)、IM(中等代谢剂)、EM(强代谢剂)和UM(超快代谢剂)。所述基因的遗传多态性部分地造成了所述酶的不同活性。众所周知,CYP1A2基因展现了遗传多态性。到目前为止,在所述CYP1A2基因的启动子、外显子和内含子中发现了24种以上的变异体。到2007年6月为止,已有36种单倍型(遗传变异体的组合)(http://www.cypalleles.ki.se/cyp1a2.htm)、50种CYP2A6的基因型(http://www.cyDalleles.ki.se.cyp2a6.htm)以及大约80种CYP2D6基因的遗传多态性(www.immi.ki.se.cypalleles/cyp2d6.htm),它们在物种之间有极大的差异。由于各种类型的基因变异体和单倍型已经被报道过,因此有必要通过最小的单核苷酸多态性(SNP)确定准确的单倍型从而增强时间和成本有效性。 在各种药物被人体吸收并排出以前,代谢和转运将一直进行。细胞色素P450(CYP)和药物转运蛋白参与代谢和转运。对参与药物代谢的CYP酶的研究一直在积极地进行。目前,15种CYP酶,尤其是CYP2D6、CYP2C9、CYP3A4、CYP2B6、MDR1和CYP2C19,已被报道具有遗传多态性。所述遗传多态性是影响所述酶的药物底物的临床效果、治疗效果和副作用的主要因素。一些遗传变异体造成酶的沉积而根本不能代谢药物。其它遗传变异体使酶活性部分地降低。例如,诸如CYP2D6和CYP2C9等酶根据所述遗传变异体的不同而在表型上不同,且基因型和表型之间具有相对较高的相似性。同时,很难根据功能性遗传变异体的存在与否来预测CYP3A4、CYP2B6和MDR1基因的表型。 就人类而言,代谢50%的所有服用药物的CYP3A4在个体之间显示出极大的活性差异。已知CYP2B6在个体之间表现出最大270倍的差异。尽管个体差异如此之大,个体之间的活性差异仍很难直接从基因型来预测,因为基因型和表型之间具有低相关性的药物代谢酶或药物转运蛋白的蛋白表达根据外部因素的不同而出现极大的不同。对于这些基因而言,蛋白的表达调节,而非遗传变异体的存在与否,可能是更重要的导致代谢活性的个体差异的因素。当所述酶的表达被诱导后,这些酶自已大量生成来提高活性。表达诱导的机理通过将包含药物受体的外部材料与目标基因的启动子相结合来实现。所述药物受体的典型实例是已知在NR1I2基因中表达的孕烷X受体(PXR)。 据报道,PXR的表达量根据个体的不同而不同。有趣的是,所述受体的表达量与药物代谢酶如CYP3A4和CYP2B6的表达量具有高度相关性(Current Drug Metabolism,2005,6369-383)。于是,个体之间的所述药物代谢酶的表达量差异取决于所述PXR基因的表达量差异或活性差异,而不是取决于变异体蛋白。 在这点上,对个体PXR基因的遗传多态性或所述PXR基因的表达差异的研究近来引起了关注。有报道称,尽管氨基酸序列并未改变,一些遗传变异体仍导致个体对药物反应的差异,如因红霉素呼吸测试或体内利福平(rifampin)引起的CYP3A4活性提升。这些PXR变异体由于所述目标基因的表达变化而导致活性变化。因此,所述PXR变异体可能导致药物或者生物分子在体内的活性差异,并极大地影响药物(PXR基因的耦合剂)引起的药物相互作用的个体差异。 UDP-葡萄糖醛酸基转移酶(UGT)是催化葡萄糖醛酸与体内内源性物质和外源性物质相结合的酶。所述UDP-葡萄糖醛酸基转移酶产生诸如苯酚、乙醇、胺和脂肪酸化合物等具有毒性的物质的葡萄糖醛酸耦合剂,并把这些物质转化为亲水材料以从人体经胆汁或尿排出(Parkinson A,Toxicol Pathol.,2448-57,1996)。 据报道,所述UGT主要存在于间质细胞的内质网或核膜内,且在其它组织诸如肾和皮肤中也有表达。所述UGT酶可以根据一级氨基酸序列的相似性大致划分为UGT1和UGT2亚科。人类UGT1A族有9种异构体(U本文档来自技高网...

【技术保护点】
选择人类CYP1A2基因的单倍型标签单核苷酸多态性的方法,所述方法包括: (a)从对象中收集生物样本; (b)从操作(a)所收集的所述样本里提取核酸; (c)用引物进行PCR(聚合酶链式反应),该反应使用操作(b)中所提取 的所述核酸作为模板来扩增人类CYP1A2基因或其片段; (d)对操作(c)中所得PCR产物进行测序并确定变异体的存在;和 (e)根据操作(d)中已确定具有变异体的所述PCR产物的基因序列预测单倍型并用SNPtagger软件对所述 PCR产物进行测序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 2006-9-11 10-2006-0087179;KR 2007-5-30 10-2007-1.选择人类CYP1A2基因的单倍型标签单核苷酸多态性的方法,所述方法包括(a)从对象中收集生物样本;(b)从操作(a)所收集的所述样本里提取核酸;(c)用引物进行PCR(聚合酶链式反应),该反应使用操作(b)中所提取的所述核酸作为模板来扩增人类CYP1A2基因或其片段;(d)对操作(c)中所得PCR产物进行测序并确定变异体的存在;和(e)根据操作(d)中已确定具有变异体的所述PCR产物的基因序列预测单倍型并用SNPtagger软件对所述PCR产物进行测序。2.如权利要求1所述的方法,其中,操作(a)中收集的所述生物样本选自血液、皮肤细胞、粘液细胞和毛发。3.如权利要求1所述的方法,其中,操作(c)中的所述引物选自含参照2~31的引物。4.如权利要求1所述的方法,其中,操作(d)中的所述变异体选自单核苷酸多态性(SNP)、基因删除和基因重复。5.如权利要求1所述的方法,其中,操作(d)中的所述测序包括通过自动测序或焦磷酸测序进行测序。6.如权利要求1所述的方法,其中,所述操作(d)通过对比所述PCR产物的基因序列和野生型CYP1A2基因的基因序列来进行。7.如权利要求1所述的方法,所述方法还包括重复所述操作(a)~(d)。8.确定人类CYP1A2基因的单倍型的方法,所述方法包括(a)从对象中收集生物样本;(b)从操作(a)中所收集的所述样本中提取基因组DNA;(c)用引物进行PCR,该反应使用操作(b)中所提取的所述基因组DNA作为模板来扩增人类CYP1A2基因或其片段;和(d)在操作(c)中所得的PCR产物的基因序列中确定CYP1A2基因中至少11种变异体的存在,所述至少11种变异体选自-3860G>A、-3598G>T、-3594T>G、-3113G>A、-2847T>C、-2808A>C、-2603insA、-2467delT、-1708T>C、-739T>G、-163C>A、1514G>A、2159G>A、2321G>C、3613T>C、5347C>T和5521A>G。9.如权利要求8所述的方法,其中,操作(c)中的所述引物选自含参照2~31、62和63的引物。10.如权利要求8所述的方法,其中,所述操作(d)包括确定SNP(单核苷酸多态性)-3860G>A、-3598G>T、-3113G>A、-2808A>C、-2603insA、-2467delT、-163C>A、1514G>A、2159G>A、5347C>T和5521A>G的存在。11.如权利要求8所述的方法,其中,所述操作(d)包括确定单核苷酸多态性-3860G>A、-3113G>A、-2808A>C、-2603insA、-2467delT、-739T>G、-163C>A、1514G>A、2159G>A、5347C>T和5521A>G的存在。12.如权利要求8所述的方法,其中,所述操作(d)包括确定单核苷酸多态性-3860G>A、-3598G>T、-3594T>G、-3113G>A、-2808A>C、-2603insA、-2467delT、-163C>A、1514G>A、2159G>A、5347C>T和5521A>G的存在。13.如权利要求8所述的方法,其中,所述操作(d)包括确定单核苷酸多态性-3860G>A、-3598G>T、2321G>C、-3113G>A、-2808A>C、-2603insA、-2467delT、-163C>A、1514G>A、2159G>A、5347C>T和5521A>G的存在。14.如权利要求8所述的方法,其中,操作(d)中对所述变异体的存在的确定包括用SNaPshot分析确定所述变异体的存在。15.如权利要求14所述的方法,其中,所述SNaPshot分析用选自含参照64~74的引物中的引物进行。16.检测CYP1A2启动子基因中的变异体的方法,所述方法包括(a)从对象中收集生物样本;(b)从操作(a)中所收集的所述样本中提取基因组DNA;(c)用引物进行PCR,该反应使用操作(b)中所提取的所述基因组DNA作为模板来扩增人类CYP1A2基因的启动子区域;和(d)在操作(c)中所得的PCR产物的基因序列中确定CYP1A2基因中单核苷酸多态性的存在,所述单核苷酸多态性包括-3860G>A、-3598G>T、-3594T>G、-3113G>A、-2847T>C、-2808A>C、-2603insA、-2467delT、-1708T>C、-739T>G和-163C>A。17.如权利要求8或16所述的方法,其中,操作(a)中收集的所述生物样本选自血液、皮肤细胞、粘液细胞和毛发。18.如权利要求16所述的方法,其中,操作(b)中的所述引物包含参照62和63。19.如权利要求16所述的方法,其中,在操作(d)中对所述变异体的存在的确定包括用SNaPshot分析确定所述变异体的存在。20.如权利要求19所述的方法,其中,所述SNaPshot分析用选自含参照64~74的引物中的引物进行。21.选择人类CYP2A6基因中的单倍型标签单核苷酸多态性的方法,所述方法包括(a)从对象中收集生物样本;(b)从操作(a)中所收集的所述样本中提取核酸;(c)用引物进行PCR,该反应使用操作(b)中所提取的所述核酸作为模板来扩增人类CYP2A6基因或其片段;(d)在操作(c)中所得的PCR产物的基因序列中确定变异体的存在;(e)由在操作(d)中已确定具有所述变异体的PCR产物的基因序列确定单倍型;和(f)用SNPtagger软件对操作(e)中所确定的所述单倍型进行测序并选择单倍型标签单核苷酸多态性。22.如权利要求21所述的方法,其中,操作(a)中收集的所述生物样本选自血液、皮肤细胞、粘液细胞和毛发。23.如权利要求21所述的方法,其中,操作(c)中的所述引物选自含参照76~89的引物。24.如权利要求21所述的方法,其中,操作(d)中的所述变异体选自单核苷酸多态性、基因删除和基因重复。25.如权利要求21所述的方法,其中,操作(d)中对所述变异体的存在的确定包括对比所述PCR产物的基因序列和野生型CYP2A6基因的基因序列。26.如权利要求21所述的方法,所述方法还包括重复操作(a)~(d)。27.确定人类CYP2A6基因的基因型的方法,所述方法包括(a)从对象中收集生物样本;(b)从操作(a)中所收集的所述样本中提取核酸;(c)用引物进行PCR,该反应使用操作(b)中所提取的所述核酸作为模板来扩增人类CYP2A6基因或其片段;和(d)在操作(c)中所得的PCR产物的基因序列中确定CYP2A6基因中的变异体的存在,所述变异体包括-48T>G;13G>A;567C>T;2134A>G;3391T>C;6458A>T;6558T>C;6582G>T;6600G>T;和选自6091C>T、5971G>A和5983T>G中的一种。28.如权利要求28所述的方法,其中,操作(a)中收集的所述生物样本选自血液、皮肤细胞、粘液细胞和毛发。29.如权利要求27所述的方法,其中,操作(c)中的所述引物选自含参照90、91、102和103的引物。30.如权利要求27所述的方法,其中,所述操作(d)包括确定变异体的存在,所述变异体包括-48T>G;13G>A;22C>T;51G>A;567C>T;1620T>C;1836G>T;2134A>G;3391T>C;6458A>T;6558T>C;6582G>T;6600G>T;和选自6091C>T、5971G>A和5983T>G中的一种。31.如权利要求27所述的方法,其中,所述操作(d)包括确定变异体的存在,所述变异体包括-48T>G;22C>T;51G>A;567C>T;1620T>C;1836G>T;3391T>C;6458A>T;6558T>C;6600G>T;和选自6091C>T、5971G>A和5983T>G中的一种。32.如权利要求27所述的方法,其中,所述操作(d)包括确定变异体的存在,所述变异体包括22C>T;51G>A;567C>T;1620T>C;1836G>T;3391T>C;6354T>C;6458A>T;6558T>C;6600G>T;和选自6091C>T、5971G>A和5983T>G中的一种。33.如权利要求27所述的方法,其中,所述操作(d)包括确定变异体的存在,所述变异体包括-48T>G;13G>A;22C>T;51G>A;567C>T;1620T>C;1836G>T;2134A>G;3391T>C;6458A>T;6558T>C;和选自6091C>T、5971G>A和5983T>G中的一种。34.如权利要求27所述的方法,其中,所述操作(d)包括确定变异体的存在,所述变异体包括-48T>G;13G>A;22C>T;51G>A;567C>T;1620T>C;1836G>T;3391T>C;6458A>T;6558T>C;6600G>T;和选自6091C>T、5971G>A和5983T>G中的一种。35.如权利要求27所述的方法,其中,所述操作(d)包括确定变异体的存在,所述变异体包括-48T>G;22C>T;51G>A;567C>T;1620T>C;1836G>T;2134A>G;3391T>C;6458A>T;6558T>C;6600G>T;和选自6091C>T、5971G>A和5983T>G中的一种。36.如权利要求27所述的方法,其中,操作(d)中对所述变异体的存在的确定包括用SNaPshot分析确定所述变异体的存在。37.如权利要求36所述的方法,其中,所述SNaPshot分析用选自含参照92~101的引物中的引物进行。38.选择人类CYP2D6基因的单倍型标签单核苷酸多态性的方法,所述方法包括(a)从人类收集生物样本;(b)从操作(a)中所收集的所述样本中提取核酸;(c)用引物进行PCR,该反应使用操作(b)中所提取的所述核酸作为模板来扩增人类CYP2D6基因或其片段;(d)在操作(c)中所得的PCR产物的基因序列中确定变异体的存在;(e)由在操作(d)中已确定具有所述变异体的PCR产物的基因序列确定单倍型;和(f)用SNPtagger软件对操作(e)中所确定的所述单倍型进行测序并选择单倍型标签单核苷酸多态性。39.如权利要求38所述的方法,其中,操作(a)中收集的所述生物样本选自血液、皮肤细胞、粘液细胞和毛发。40.如权利要求38所述的方法,其中,操作(c)中的所述引物包含选自参照106、107、121~127、129~136、138、139、149和150的基因序列。41.如权利要求38所述的方法,其中,操作(d)中的所述变异体选自单核苷酸多态性、基因删除和基因重复。42.如权利要求38所述的方法,其中,操作(d)中对所述变异体的存在的确定包括用测序、电泳分析和RFLP分析中的一种来确定所述变异体的存在。43.如权利要求38所述的方法,所述方法还包括重复操作(a)~(d)。44.确定人类CYP2D6基因的基因型的方法,所述方法包括(a)从人类收集生物样本;(b)从操作(a)中所收集的所述样本中提取核酸;(c)用引物进行PCR,该反应使用操作...

【专利技术属性】
技术研发人员:申载国张仁珍李相燮郑惠恩车仁浚金佑永芮晟洙金垠泳车恩暎孙知弘崔银贞金江美郑玄朱
申请(专利权)人:INJE大学校产学协力团
类型:发明
国别省市:KR[韩国]

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