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抑制AGXT基因表达引起草酸性结石的分子机制及预警要领与流程

发布时间:2019-05-15 22:33 来源:网络整理

抑制AGXT基因表达引起草酸性结石的分子机制及预警方法与流程


本发明属于基因工程技术领域,尤其涉及一种抑制AGXT基因表达引起草酸性结石的分子机制及预警方法。



背景技术:

目前,业内常用的现有技术是这样的:

由于原发性高草酸尿症I型是由AGXT基因的纯合突变导致AGT蛋白功能缺失造成的,因此目前治疗该疾病的主要方法为利用RNA干扰或基因编辑技术靶向干扰乙醇酸氧化酶(GO)的表达。这主要是由于乙醇酸氧化酶(GO)作用于AGT酶的上游,将乙醇酸氧化为乙醛酸,产生GO酶的功能缺失突变会导致尿液中乙醇酸含量升高20倍,并伴随正常的草酸水平和正常的肾脏功能。小鼠实验中GO酶基因缺失伴随AGXT基因突变的共遗传特性完全阻止了PH1的发病。这些人类和小鼠遗传学数据强烈地暗示了通过使HAO1mRNA沉默而敲低的GO酶表达可以阻断破坏性的乙醛酸产生途径并安全地降低了PH1病患的草酸负荷。

肾结石是中国人群的常见病、多发病,中国也是世界三大尿路结石高发区之一,有5%-15%的人群一生中会罹患肾结石。虽然近年来微创冲击波碎石和内腔镜技术的广泛使用使该病的治疗效果取得了很大进展,但肾结石的复发率仍然居高不下,复发率一般在5%-10%,如果是感染性结石,结石复发率可能超过50%。结石病反复发作,严重者可最终导致肾功能衰竭,极大影响患者的休息、社交及其它日常生活,增加了患者的经济和心理负担,甚至危及生命。大部分肾结石患者的结石成分是草酸钙结晶(calcium oxalate,CaOx)。因此,草酸钙结石的形成原因及机制一直是肾结石分析的重点内容。

草酸代谢相关酶学功能异常是引起草酸钙结石的重要原因:

Ox主要是由有机酸在肝脏代谢形成,主要由过氧化物酶体丙氨酸乙醛酸转氨酶(AGT1/AGXT,604285)、线粒体内乙醛酸还原酶(GR,260000)或羟基丙酮酸还原酶(HPR,604296)和细胞质内的4-羟基-2-酮戊二酸醛缩酶-1(HOGA-l,613597)催化代谢,这三个蛋白的基因若发生突变,导致酶学功能异常,可造成体内Ox蓄积,临床表现为反复发作的肾结石、肾钙质沉着症伴肾功能损害,被称为原发性高草酸尿症(primary hyperoxaluria,PH),是一种常染色体隐性遗传病。上述三种酶的突变分别对应PH1、PH2和PH3,其中PH1最多见(80%),临床危害极大。然而,高草酸尿症存在较高的异质性,基因突变并不能有效地解释所有高草酸尿症患者的病因。因此,本发明推测,除了基因突变之外,还有其他的生物学机制参与高草酸尿症的形成,但关于其他参与高草酸尿症的形成的生物学机制目前尚未见报道。

MicroRNAs可能参与抑制草酸代谢酶的调控:

MiRNAs是基因转录后调控的重要分子,主要是通过直接与靶标基因的下游3’调控区结合(3’UTR)抑制基因的转录和翻译。分析证明,miRNAs在参与发育、肿瘤及遗传性疾病的发生。近年来发现,miRNAs参与包括肾结石在内的多种肾脏系统复杂性疾病的调控。Hou J利用miRNA microarray芯片分析技术分析发现,肾结石患者中有多种miRNA表达异常。Gong等分析发现,miR-9和miR-374参与claudin-14蛋白合成调节并导致肾脏内高Ca2+,促进了肾脏高钙结石的形成。然而,miRNAs是否参与高草酸尿症的发生,目前尚无分析。

综上所述,现有技术存在的问题是:

(1)现有技术中,miRNAs是否参与高草酸尿症的发生,目前尚无分析;

但关于其他参与高草酸尿症的形成的生物学机制目前尚未见报道。

(2)现有技术如对上游基因乙醇酸氧化酶(GO)的干扰是否会对除降低草酸结石的其他代谢途径造成影响,目前并不明确。

解决上述技术问题的难度:MiRNAs作为一种较广泛的靶向的小分子,一般来说特异性较差。因此,需要找到一种特异性较强的miRNA,能够特异性较高的靶向并作用AGXT基因,这是技术问题的难点。

解决上述技术问题的意义:如果能找到特异性较高的靶向并作用AGXT基因的miRNAs,有望实现AGXT相关疾病的治疗。



技术实现要素:

针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种抑制AGXT基因表达引起草酸性结石的分子机制及预警方法。

本发明是这样实现的,一种MiR-4660抑制AGXT基因表达引起草酸性结石的分子机制及早期预警方法,所述MiR-4660抑制AGXT基因表达引起草酸性结石的分子机制及早期预警方法包括:

第一步,生物信息学预测:利用DIANA-mT、miRanda、miRDB、miRWalk、RNAhybrid、PICRAR4、PICTAR5、PITA、RNA22、TargetScan的miRNAs与靶标基因结合位点预测软件对AGXT-3’UTR的miRNAs靶标序列进行预测,并通过IBIVU server、UCSC检测结合位点保守性,分析miR-4660和miR-6797的结合AGXT 3-’UTR特性;

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