Jup基因突变体及其应用
阅读说明:本技术 Jup基因突变体及其应用 (JUP gene mutant and application thereof ) 是由 程翔 查灵凤 杨芬 郭爽 于 2021-08-08 设计创作,主要内容包括:本发明属于基因研究技术领域,公开了JUP基因突变体及其应用。具体公开了核酸,包含下列目标片段,目标片段与野生型JUP基因相比,核酸具有c.958C>T突变;优选的,核酸为DNA,在一些情况下含有该目标片段的RNA也在本发明范围内;多肽,与野生型JUP相比,多肽具有p.R320C突变;基因突变,与野生型JUP基因相比,基因突变具有c.958C>T突变;含有前序突变的生物模型在制备筛查、防治心肌病试剂中的应用;防治心肌病药物,包括基因载体,基因载体含有能将JUP基因的c.958位点单核苷酸T替换为单核苷酸C并表达的基因片段。本发明提供了心肌病尤其是致心律失常性右室心肌病的新的突变点,弥补了筛查、治疗上的一些空白。(The invention belongs to the technical field of gene research and discloses a JUP gene mutant and application thereof. Specifically disclosed are nucleic acids comprising a target fragment having a c.958C > T mutation in the nucleic acid, as compared to a wild-type JUP gene; preferably, the nucleic acid is DNA, and in some cases RNA containing the target fragment is also within the scope of the invention; a polypeptide having a p.r320c mutation compared to wild-type JUP; a gene mutation having a c.958C > T mutation compared to a wild-type JUP gene; the application of a biological model containing preorder mutation in the preparation of a reagent for screening and preventing and treating cardiomyopathy; the medicine for preventing and treating cardiomyopathy includes gene carrier containing gene segment capable of substituting mononucleotide T to mononucleotide C at c.958 site of JUP gene and expressing. The invention provides a new mutation point of cardiomyopathy, in particular arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy, and fills some gaps in screening and treatment.)
技术领域
本发明属于基因研究技术领域,尤其涉及JUP基因突变体及其应用。
背景技术
致心律失常性右室心肌病(ARVC)是以右心室为主的心肌细胞凋亡或坏死,并被脂肪和纤维结缔组织替代为病理特征的遗传相关性心肌病,也可同时或单独累及左心室。临床可发生心力衰竭、恶性心律失常和SCD等恶性事件。西方人群中估计患病率为0.02%~0.05%,男女比为3:1,是35岁以下人群SCD的重要原因。分子遗传学研究发现桥粒基因突变为ARVC的主要发病机制,涉及的基因有13个突变基因,包含5个桥粒蛋白基因、8个非桥粒蛋白基因,但是大家认为桥粒基因的突变是导致这些患者心肌细胞凋亡,变成脂肪组织的一种主要的因素。50%以上的病人能发现这5个桥粒基因杂合突变,少数发现复合杂合或纯合突变,多为常染色体显性遗传,少数为常染色体隐性遗传。2000年在Naxos病中病中鉴别出第1个致病基因JUP,编码桥粒斑珠蛋白(PG),为细胞间粘附的主要成分,目前与ARVC的相关致病位点不到20个,因而相关基因突变仍有待进一步研究。由此,任何一个或一组致心律失常性右室心肌病的相关基因的发现与提出都将是对本领域的重要技术贡献。
发明内容
针对上述问题,本发明提供JUP基因突变体及其应用,主要弥补了现在一些心肌病尤其是致心律失常性右室心肌病疾病机理研究,同时增加了该疾病治疗筛查的手段。
为了解决上述问题,本发明采用如下技术方案:
核酸,包含下列目标片段,
所述目标片段与野生型JUP基因相比,所述核酸具有c.958C>T突变;优选的,所述核酸为DNA,在一些情况下含有该目标片段的RNA也在本发明范围内。
多肽,与野生型JUP相比,所述多肽具有p.R320C突变。
基因突变,与野生型JUP基因相比,所述基因突变具有c.958C>T突变。
生物模型在制备筛查和/或防治心肌病试剂中的应用,所述生物模型至少携带下列之一:
a.具有c.958C>T突变的核酸,
b.具有p.R320C突变的多肽,
c.具有c.958C>T突变的基因突变;
优选的,所述心肌病为致心律失常性右室心肌病。
筛查心肌病的生物模型,包含有能检测JUP基因突变体的试剂,所述JUP基因突变体至少为下列之一:
a.具有c.958C>T突变的核酸,
b.具有p.R320C突变的多肽,
c.具有c.958C>T突变的基因突变;
优选的,所述心肌病为致心律失常性右室心肌病。
一些方式中,所述能检测JUP基因突变体的试剂包括引物或核酸探针;
优选的,所述引物包括
核苷酸序列为aaccagctgtcgaagaagga的正向引物,和/或
核苷酸序列为ggacacacggatagcacctt的反向引物。
构建体,包括前述的核酸或前述得基因突变。
重组细胞,所述重组细胞通过前述构建体转化受体细胞或表达前述多肽而得。
用于制备防治心肌病药物的重组蛋白,由前述的重组细胞表达。
突变抑制剂在制备防治心肌病药物中的应用,所述突变抑制剂至少为下述之一:
JUP基因DNA序列c.958C>T突变抑制剂,
JUP基因蛋白序列p.R320C突变抑制剂。
防治心肌病药物,至少含有下述之一
JUP基因DNA序列c.958C>T突变抑制剂,
JUP基因蛋白序列p.R320C突变抑制剂。
一些情况中,所述药物为右心室心肌细胞凋亡抑制剂。
基因片段在制备防治心肌病药物中的应用,所述基因片段为JUP基因的c.958位点单核苷酸为C的基因片段,优选的,所述致心律失常性右室心肌病。
防治心肌病药物,包括基因载体,所述基因载体含有
能将JUP基因的c.958位点单核苷酸T替换为单核苷酸C并表达的基因片段,优选的,所述心肌病为致心律失常性右室心肌病;
基因载体一些表现形式为质粒,腺病毒载体。
本发明的有益效果是:
提供了心肌病尤其是致心律失常性右室心肌病的新的突变点,弥补了筛查、治疗上的一些空白,同时提供了一些新的筛查、防治心肌病类的药物。
附图说明
图1为一项目对象的家系图;
图2为先证者和健康家庭成员测序图;
图3为健康人群突变筛查图;
图4为研究示例流程图;
图5为突变所在JUP蛋白结构域图;
图6为突变位功能预测。
具体实施方式
下面对本发明作进一步说明:
核酸,包含下列目标片段,
所述目标片段与野生型JUP基因(一种如SEQ ID NO.1)相比,所述核酸具有c.958C>T突变。
多肽,与野生型JUP(一种如SEQ ID NO.2)相比,所述多肽具有p.R320C突变。
基因突变,与野生型JUP基因相比,所述基因突变具有c.958C>T突变。
上述野生型JUP,当JUP基因其他位点单核苷酸或氨基酸序列位点发生突变时,不影响本发明所涉及检测位点的保护,只要涉及本发明位点,其他位点相对于SEQ ID NO.1或SEQ ID NO.2发生变化时也应当在本发明范围内。
生物模型在制备筛查和/或防治心肌病试剂中的应用,所述生物模型至少携带下列之一:
a.具有c.958C>T突变的核酸,
b.具有p.R320C突变的多肽,
c.具有c.958C>T突变的基因突变;
优选的,所述心肌病为致心律失常性右室心肌病。
筛查心肌病的生物模型,包含有能检测JUP基因突变体的试剂,所述JUP基因突变体至少为下列之一:
a.具有c.958C>T突变的核酸,
b.具有p.R320C突变的多肽,
c.具有c.958C>T突变的基因突变;
优选的,所述心肌病为致心律失常性右室心肌病。
当在制备筛查试剂使用时,参考后续具体使用;当在制备防治试剂中使用时,一些方式为作为药物的作用靶点,或其他生物药物制备过程中作为测试、提取等步骤中应用,主要作为制药过程中的一些辅助试剂,比如在制药过程的测试抑制剂作用效果中。
一些方式中,所述能检测JUP基因突变体的试剂含有引物或核酸探针;
优选的,所述引物包括
核苷酸序列为aaccagctgtcgaagaagga的正向引物,和/或
核苷酸序列为ggacacacggatagcacctt的反向引物;
核酸探针一种方式可采用相近基因检测探针,可行即可,不做特别限定。
构建体,包括前述的核酸或前述得基因突变。
重组细胞,所述重组细胞通过前述构建体转化受体细胞或表达前述多肽而得。
用于制备防治心肌病药物的重组蛋白,由前述的重组细胞表达。
突变抑制剂在制备防治心肌病药物中的应用,所述突变抑制剂至少为下述之一:
JUP基因DNA序列c.958C>T突变抑制剂,
JUP基因蛋白序列p.R320C突变抑制剂。
防治心肌病药物,至少含有下述之一
JUP基因DNA序列c.958C>T突变抑制剂,
JUP基因蛋白序列p.R320C突变抑制剂。
一些情况中,所述药物为右心室心肌细胞凋亡抑制剂。
其中,前述抑制剂包含现有客观可行药物试剂的同样也应当包含后续新研制的一些药物试剂。
基因片段在制备心肌病药物中的应用,所述基因片段为JUP基因的c.958位点单核苷酸为C的基因片段,优选的,所述致心律失常性右室心肌病。
防治心肌病药物,包括基因载体,所述基因载体含有
能将JUP基因的c.958位点单核苷酸T替换为单核苷酸C并表达的基因片段,优选的,所述心肌病为致心律失常性右室心肌病;
基因载体一些表现形式为质粒,腺病毒载体。
通过替换突变基因,使其恢复成正常基因序列实现治疗,起到防、治目的。目前,基因载体优选考虑已知且成熟的,当然未来新出现能获得实践认可的也应当在本发明范围内。
下面结合一具体的研究项目进行说明,一种具体的研究流程如图4中所展示的。
一、家系收集
获得患者家属的知情同意后,收集先证者及家庭成员的临床资料,画家系图(图1),先证者临床确诊为致心律失常性右室心肌病,其他家庭成员健康。黑色方框是指患病男性,白色方框是指健康男性,白色圆框是指健康女性,箭头是指先证者。用EDTA抗凝的采血管收集每位研究对象2-5ml外周血,-80℃保存。
二、DNA提取
用TIANamp Blood DNA Kit血液基因组DNA提取试剂盒提取外周血全基因组DNA。分别用Nanodrop 2000超微量核酸蛋白测定仪和琼脂糖凝胶电泳检测所提取的DNA的纯度与质量。
三、全外显子测序
先证者的DNA进行全外显子检测。外显子检测结果如下样本检测结果分类统计表:
四、数据筛选与分析
根据基因突变数据库(ExAC Browser)、千人基因组数据库(1000genome)、dbSNP数据库、Ensembl数据库、NCBI数据库、UCSC数据库查询基因突变信息和突变频率等。
根据SIFT,Polyphen2,MutationTaster等网站对突变进行有害性预测,并对突变位点的保守性进行分析,分析结果为致病性。
五、Sanger测序
引物设计
应用Genetool软件设计突变位点扩增引物:
正向引物:5'-aaccagctgtcgaagaagga-3'
反向引物:5'-ggacacacggatagcacctt-3'。
DNA扩增(PCR)
PCR反应体系共25ul:1ul样本DNA、正反向引物各0.5ul、12.5ul 2×TSINGKEMaster Mix和10.5ul ddH2O。
PCR扩增程序:样本上机,94℃预热3分钟,循环“94℃变性30s,59℃梯度温度退火30s,72℃延伸35s”35次,72℃保持10分钟后,终点温度4℃。
PCR产物检测
琼脂糖凝胶电泳检测PCR产物。在凝胶成像仪下观察到Maker指示下,在500-1000的条带大小中间有比较亮的条带,位置在800左右,说明PCR扩增成功。
测序
用先证者及其家庭成员的DNA进行PCR扩增成功后,开展Sanger测序。
测序结果分析
Finch TV Version 1.4.0用于读取Sanger测序结果,如图2中。
六、健康人群突变筛查
选取30例健康人群进行突变筛查筛查,结果如图3中所示。
研究结果
先证者携带JUP基因突变,基因型为CT,如图2中测序图突变型,该突变位于6号外显子,c.958C>T,p.R320C:CGT>TGT(p.Arg320Cys),导致第320位的精氨酸变成了半胱氨酸,如图5中所示。其他家庭成员不携带该突变,基因型均为CC,如图2中测序图野生型。
该突变类型为杂合突变,错义突变,又名rs200740462,突变频率为0.0002属于罕见变异,并且在中国人群中没有报道,在对30例健康人群进行筛查中未发现该突变,30例健康人群的基因型均为CC。如图5中,经有害性预测为:致病性(SIFT,Polyphen2,MutationTaster),该突变区域为保守性且为JUP蛋白的重要结构域。RegulomeDB是一个对非编码区SNP和基因调控元件进行注释的数据库,注释包括表达数量性状基因座(Expression quantitative trait loci,eQTL)、DNA酶I超敏感结合区域(DNase)、转录因子合位点和已知启动子区域等。根据这些注释,网站会对SNP进行综合评分,,根据评分可以推测感兴趣SNP可能参与的调控机制,进而为研究提供思路。如图6中,经查阅突变位点功能分析为2b,说明该突变位点很有可能调控基因表达。
本领域的技术人员可以明确,在不脱离本发明的总体精神以及构思的情形下,可以做出对于以上实施例的各种变型。其均落入本发明的保护范围之内。本发明的保护方案以本发明所附的权利要求书为准。
序列表
<110> 华中科技大学同济医学院附属协和医院
<120> JUP新突变蛋白、新突变基因及其应用
<160> 2
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 2238
<212> DNA
<213> 人(Huma)
<400> 1
atggaggtga tgaacctgat ggagcagcct atcaaggtga ctgagtggca gcagacatac 60
acctacgact cgggtatcca ctcgggcgcc aacacctgcg tgccctccgt cagcagcaag 120
ggcatcatgg aggaggatga ggcctgcggg cgccagtaca cgctcaagaa aaccaccact 180
tacacccagg gggtgccccc cagccaaggt gatctggagt accagatgtc cacaacagcc 240
agggccaaac gggtgcggga ggccatgtgc cctggtgtgt caggcgagga cagctcgctt 300
ctgctggcca cccaggtgga ggggcaggcc accaacctgc agcgactggc cgagccgtcc 360
cagctgctca agtcggccat tgtgcatctc atcaactacc aggacgatgc cgagctggcc 420
actcgcgccc tgcccgagct caccaaactg ctcaacgacg aggacccggt ggtggtgacc 480
aaggcggcca tgattgtgaa ccagctgtcg aagaaggagg cgtcgcggcg ggccctgatg 540
ggctcgcccc agctggtggc cgctgtcgtg cgtaccatgc agaataccag cgacctggac 600
acagcccgct gcaccaccag catcctgcac aacctctccc accaccggga ggggctgctc 660
gccatcttca agtcgggtgg catccctgct ctggtccgca tgctcagctc ccctgtggag 720
tcggtcctgt tctatgccat caccacgctg cacaacctgc tcctgtacca ggagggcgcc 780
aagatggccg tgcgcctggc cgacgggctg caaaagatgg tgcccctgct caacaagaac 840
aaccccaagt tcctggccat caccaccgac tgcctgcagc tcctggccta cggcaaccag 900
gagagcaagc tgatcatcct ggccaatggt gggccccagg ccctcgtgca gatcatgcgt 960
aactacagtt atgaaaagct gctctggacc accagtcgtg tgctcaaggt gctatccgtg 1020
tgtcccagca ataagcctgc cattgtggag gctggtggga tgcaggccct gggcaagcac 1080
ctgaccagca acagcccccg cctggtgcag aactgcctgt ggaccctgcg caacctctca 1140
gatgtggcca ccaagcagga gggcctggag agtgtgctga agattctggt gaatcagctg 1200
agtgtggatg acgtcaacgt cctcacctgt gccacgggca cactctccaa cctgacatgc 1260
aacaacagca agaacaagac gctggtgaca cagaacagcg gtgtggaggc tctcatccat 1320
gccatcctgc gtgctggtga caaggacgac atcacggagc ctgccgtctg cgctctgcgc 1380
cacctcacta gccgccaccc tgaggccgag atggcccaga actctgtgcg tctcaactat 1440
ggcatcccag ccatcgtgaa gctgctcaac cagcccaacc agtggccact ggtcaaggca 1500
accatcggct tgatcaggaa tctggccctg tgcccagcca accatgcccc gctgcaggag 1560
gcagcggtca tcccccgcct cgtccaactg ctggtgaagg cccaccagga tgcccagcgc 1620
cacgtagctg caggcacaca gcagccctac acggatggtg tgaggatgga ggagattgtg 1680
gagggctgca ccggagcact gcacatcctc gcccgggacc ccatgaaccg catggagatc 1740
ttccggctca acaccattcc cctgtttgtg cagctcctgt actcgtcggt ggagaacatc 1800
cagcgcgtgg ctgccggggt gctgtgtgag ctggcccagg acaaggaggc ggccgacgcc 1860
attgatgcag agggggcctc ggccccactc atggagttgc tgcactcccg caacgagggc 1920
actgccacct acgctgctgc cgtcctgttc cgcatctccg aggacaagaa cccagactac 1980
cggaagcgcg tgtccgtgga gctcaccaac tccctcttca agcatgaccc ggctgcctgg 2040
gaggctgccc agagcatgat tcccatcaat gagccctatg gagatgacat ggatgccacc 2100
taccgcccca tgtactccag cgatgtgccc cttgacccgc tggagatgca catggacatg 2160
gatggagact accccatcga cacctacagc gacggcctca ggcccccgta ccccactgca 2220
gaccacatgc tggcctag 2238
<210> 2
<211> 745
<212> PRT
<213> 人(Huma)
<400> 2
Met Glu Val Met Asn Leu Met Glu Gln Pro Ile Lys Val Thr Glu Trp
1 5 10 15
Gln Gln Thr Tyr Thr Tyr Asp Ser Gly Ile His Ser Gly Ala Asn Thr
20 25 30
Cys Val Pro Ser Val Ser Ser Lys Gly Ile Met Glu Glu Asp Glu Ala
35 40 45
Cys Gly Arg Gln Tyr Thr Leu Lys Lys Thr Thr Thr Tyr Thr Gln Gly
50 55 60
Val Pro Pro Ser Gln Gly Asp Leu Glu Tyr Gln Met Ser Thr Thr Ala
65 70 75 80
Arg Ala Lys Arg Val Arg Glu Ala Met Cys Pro Gly Val Ser Gly Glu
85 90 95
Asp Ser Ser Leu Leu Leu Ala Thr Gln Val Glu Gly Gln Ala Thr Asn
100 105 110
Leu Gln Arg Leu Ala Glu Pro Ser Gln Leu Leu Lys Ser Ala Ile Val
115 120 125
His Leu Ile Asn Tyr Gln Asp Asp Ala Glu Leu Ala Thr Arg Ala Leu
130 135 140
Pro Glu Leu Thr Lys Leu Leu Asn Asp Glu Asp Pro Val Val Val Thr
145 150 155 160
Lys Ala Ala Met Ile Val Asn Gln Leu Ser Lys Lys Glu Ala Ser Arg
165 170 175
Arg Ala Leu Met Gly Ser Pro Gln Leu Val Ala Ala Val Val Arg Thr
180 185 190
Met Gln Asn Thr Ser Asp Leu Asp Thr Ala Arg Cys Thr Thr Ser Ile
195 200 205
Leu His Asn Leu Ser His His Arg Glu Gly Leu Leu Ala Ile Phe Lys
210 215 220
Ser Gly Gly Ile Pro Ala Leu Val Arg Met Leu Ser Ser Pro Val Glu
225 230 235 240
Ser Val Leu Phe Tyr Ala Ile Thr Thr Leu His Asn Leu Leu Leu Tyr
245 250 255
Gln Glu Gly Ala Lys Met Ala Val Arg Leu Ala Asp Gly Leu Gln Lys
260 265 270
Met Val Pro Leu Leu Asn Lys Asn Asn Pro Lys Phe Leu Ala Ile Thr
275 280 285
Thr Asp Cys Leu Gln Leu Leu Ala Tyr Gly Asn Gln Glu Ser Lys Leu
290 295 300
Ile Ile Leu Ala Asn Gly Gly Pro Gln Ala Leu Val Gln Ile Met Arg
305 310 315 320
Asn Tyr Ser Tyr Glu Lys Leu Leu Trp Thr Thr Ser Arg Val Leu Lys
325 330 335
Val Leu Ser Val Cys Pro Ser Asn Lys Pro Ala Ile Val Glu Ala Gly
340 345 350
Gly Met Gln Ala Leu Gly Lys His Leu Thr Ser Asn Ser Pro Arg Leu
355 360 365
Val Gln Asn Cys Leu Trp Thr Leu Arg Asn Leu Ser Asp Val Ala Thr
370 375 380
Lys Gln Glu Gly Leu Glu Ser Val Leu Lys Ile Leu Val Asn Gln Leu
385 390 395 400
Ser Val Asp Asp Val Asn Val Leu Thr Cys Ala Thr Gly Thr Leu Ser
405 410 415
Asn Leu Thr Cys Asn Asn Ser Lys Asn Lys Thr Leu Val Thr Gln Asn
420 425 430
Ser Gly Val Glu Ala Leu Ile His Ala Ile Leu Arg Ala Gly Asp Lys
435 440 445
Asp Asp Ile Thr Glu Pro Ala Val Cys Ala Leu Arg His Leu Thr Ser
450 455 460
Arg His Pro Glu Ala Glu Met Ala Gln Asn Ser Val Arg Leu Asn Tyr
465 470 475 480
Gly Ile Pro Ala Ile Val Lys Leu Leu Asn Gln Pro Asn Gln Trp Pro
485 490 495
Leu Val Lys Ala Thr Ile Gly Leu Ile Arg Asn Leu Ala Leu Cys Pro
500 505 510
Ala Asn His Ala Pro Leu Gln Glu Ala Ala Val Ile Pro Arg Leu Val
515 520 525
Gln Leu Leu Val Lys Ala His Gln Asp Ala Gln Arg His Val Ala Ala
530 535 540
Gly Thr Gln Gln Pro Tyr Thr Asp Gly Val Arg Met Glu Glu Ile Val
545 550 555 560
Glu Gly Cys Thr Gly Ala Leu His Ile Leu Ala Arg Asp Pro Met Asn
565 570 575
Arg Met Glu Ile Phe Arg Leu Asn Thr Ile Pro Leu Phe Val Gln Leu
580 585 590
Leu Tyr Ser Ser Val Glu Asn Ile Gln Arg Val Ala Ala Gly Val Leu
595 600 605
Cys Glu Leu Ala Gln Asp Lys Glu Ala Ala Asp Ala Ile Asp Ala Glu
610 615 620
Gly Ala Ser Ala Pro Leu Met Glu Leu Leu His Ser Arg Asn Glu Gly
625 630 635 640
Thr Ala Thr Tyr Ala Ala Ala Val Leu Phe Arg Ile Ser Glu Asp Lys
645 650 655
Asn Pro Asp Tyr Arg Lys Arg Val Ser Val Glu Leu Thr Asn Ser Leu
660 665 670
Phe Lys His Asp Pro Ala Ala Trp Glu Ala Ala Gln Ser Met Ile Pro
675 680 685
Ile Asn Glu Pro Tyr Gly Asp Asp Met Asp Ala Thr Tyr Arg Pro Met
690 695 700
Tyr Ser Ser Asp Val Pro Leu Asp Pro Leu Glu Met His Met Asp Met
705 710 715 720
Asp Gly Asp Tyr Pro Ile Asp Thr Tyr Ser Asp Gly Leu Arg Pro Pro
725 730 735
Tyr Pro Thr Ala Asp His Met Leu Ala
740 745