阿爾茨海默病診治標志物及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及生物技術領域，具體地涉及人COPGl基因在阿爾茨海默病的診斷、治 療中的用途。
【背景技術】
[0002] 阿爾茨海默病（Alzheimer's disease AD)是一種伴有認知、行為和功能失常的進 行性的最常見神經退行性疾病，并且是高度可遺傳的（遺傳率高達76% )，但從遺傳學角度 來看，其機制尤為復雜。隨著人口年齡的增長，在85歲之后的患發病風險可以達到50%，癡 呆也將變成人類醫療的一大挑戰。AD在早期的遺傳學研宄中成功的識別了 3個參與了早 發性AD、遲發性AD與常染色體顯性遺傳疾病的基因，并且顯示了復雜的遺傳模式。AD的發 展是由于環境的危險因素與基因之間的相互作用，關聯研宄已經確定了罕見變異會引發早 發性家族AD，但是這些孟德爾變異只能解釋大多數人群中的小部分人。而散發的晚發型AD 易感性的識別引起了人們的興趣。盡管發現了如此顯著的與AD患病相關遺傳風險，但是作 為復雜疾病，必然存在其他的風險基因。
[0003] 目前主要通過早期進行對癥治療，而目前臨床診斷的AD患者基本都處于中晚期， 現有的治療僅能改善癥狀，并不能組織或者逆轉疾病的進展。因此，對其進行早期診斷和干 預，能顯著減少AD的危害，從而減輕社會和家庭的負擔。
【發明內容】
[0004] 為了彌補現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種可用于阿爾茨海默病早期 診斷的分子標志物。相比傳統的阿爾茨海默病的診斷方法，使用基因標志物來診斷阿爾茨 海默病的具有及時性、特異性和靈敏性，從而使患者在疾病早期就能知曉疾病風險，針對風 險高低，采取相應的預防和治療措施。
[0005] 為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：
[0006] 本發明提供了一種人COPGl基因及其表達產物在制備診斷阿爾茨海默病的產品 中的應用。
[0007] 進一步，上面所提到的診斷產品包括：通過RT-PCR、實時定量PCR、免疫檢測、原位 雜交或芯片檢測COPGl基因及其表達產物的表達水平以診斷阿爾茨海默病的產品。
[0008] 進一步，所述用RT-PCR診斷阿爾茨海默病的產品至少包括一對特異擴增COPGl基 因的引物；所述用實時定量PCR診斷阿爾茨海默病的產品至少包括一對特異擴增COPGl基 因的引物；所述用免疫檢測診斷阿爾茨海默病的產品包括：與COPGl蛋白特異性結合的抗 體；所述用原位雜交診斷阿爾茨海默病的產品包括：與COPGl基因的核酸序列雜交的探針； 所述用芯片診斷阿爾茨海默病的產品包括：蛋白芯片和基因芯片；其中，蛋白芯片包括與 COPGl蛋白特異性結合的抗體，基因芯片包括與COPGl基因的核酸序列雜交的探針。
[0009] 優選地，所述產品包括芯片、試劑盒。
[0010] 本發明還提供了人COPGl基因在高通量測序平臺中的應用。隨著高通量測序技術 的發展，對一個人的基因表達譜的構建將成為十分便捷的工作。通過對比疾病患者和正常 人群的基因表達譜，容易分析出哪個基因的異常與疾病相關。因此，在高通量測序中獲知人 COPGl基因的異常與阿爾茨海默病相關也屬于人COPGl基因的用途，同樣在本發明的保護 范圍之內。
[0011] 本發明還提供了人COPGl基因及其表達產物在制備治療阿爾茨海默病的藥物中 的應用。
[0012] 進一步，所述藥物包括：含有人COPGl基因的藥物、攜帶人COPGl基因的載體或宿 主細胞所形成的藥物、人COPGl蛋白質藥物、或其他能夠促進COPGl基因表達的藥物。本發 明的藥物可以用于補充內源性的人COPGl蛋白的缺失或不足，通過提高人COPGl蛋白的表 達，從而治療因人COPGl蛋白缺乏導致的阿爾茨海默病。
[0013] 本發明所述攜帶基因的載體是本領域已知的各種載體，如市售的載體、包括質粒、 粘粒、噬菌體、病毒等。
[0014] 在本發明中，術語"宿主細胞"包括原核細胞和真核細胞。常用的原核宿主細胞的 例子包括大腸桿菌、枯草桿菌等。常用的真核宿主細胞包括酵母細胞、昆蟲細胞和哺乳動物 細胞。較佳地，該宿主細胞是真核細胞，如CHO細胞、COS細胞等。
[0015] 進一步，本發明的藥物還包括藥學上可接受的載體，載體，這類載體包括（但并不 限于）：稀釋劑、賦形劑如水等、填充劑如淀粉、蔗糖等；粘合劑如纖維素衍生物、藻酸鹽、明 膠和聚乙烯吡咯烷酮；濕潤劑如甘油；崩解劑如瓊脂、碳酸鈣和碳酸氫鈉；吸收促進劑季銨 化合物；表面活性劑如十六烷醇；吸附載體如高嶺土和皂粘土；潤滑劑如滑石粉、硬脂酸鈣 和鎂、聚乙二醇等。
[0016] 本發明的藥物導入組織或者細胞的方式可以分為體外或者體內的方式。體外方式 包括將含有人COPGl基因的藥物或者含有人COPGl蛋白質的藥物導入細胞中，再將細胞移 植或回輸到體內。體內方式包括直接將含有人COPGl基因的藥物或者含有人COPGl蛋白質 的藥物注入體內組織中。
[0017] 本發明的藥物還可與其他治療阿爾茨海默病的藥物聯用，多種藥物聯合使用可以 大大提到治療的成功率。
[0018] 本發明還提供了一種診斷阿爾茨海默病的芯片，所述芯片包括基因芯片、蛋白質 芯片；所述基因芯片包括固相載體以及固定在固相載體的寡核苷酸探針，所述寡核苷酸探 針包括用于檢測COPGl基因轉錄水平的針對COPGl基因的寡核苷酸探針；所述蛋白質芯片 包括固相載體以及固定在固相載體的COPGl蛋白的特異性抗體。
[0019] 進一步，所述基因芯片可用于檢測包括人COPGl基因在內的多個基因（例如，與阿 爾茨海默病相關的多個基因）的表達水平。所述蛋白質芯片可用于檢測包括人COPGl蛋白 在內的多個蛋白質（例如與阿爾茨海默病相關的多個蛋白質）的表達水平。通過將多個與 阿爾茨海默病的標志物同時檢測，可大大提高阿爾茨海默病診斷的準確率。
[0020] 本發明提供了一種診斷阿爾茨海默病的試劑盒，所述試劑盒包括基因檢測試劑盒 和蛋白免疫檢測試劑盒；所述基因檢測試劑盒包括用于檢測COPGl基因轉錄水平的試劑； 所述蛋白免疫檢測試劑盒包括COPGl蛋白的特異性抗體。
[0021] 進一步，所述試劑包括使用RT-PCR、實時定量PCR、免疫檢測、原位雜交或芯片方 法檢測COPGl基因表達水平過程中所需的試劑。優選度，所述試劑包括針對COPGl基因的 引物和/或探針。根據COPGl基因的核苷酸序列容易設計出可以用于檢測COPGl基因表達 水平的引物和探針。
[0022] 與COPGl基因的核酸序列雜交的探針可以是DNA、RNA、DNA-RNA嵌合體、PNA或其 它衍生物。所述探針的長度沒有限制，只要完成特異性雜交、與目的核苷酸序列特異性結 合，任何長度都可以。所述探針的長度可短至25、20、15、13或10個堿基長度。同樣，所述 探針的長度可長至60、80、100、150、300個堿基對或更長，甚至整個基因。由于不同的探針 長度對雜交效率、信號特異性有不同的影響，所述探針的長度通常至少是14個堿基對，最 長一般不超過30個堿基對，與目的核苷酸序列互補的長度以15-25個堿基對最佳。所述探 針自身互補序列最好少于4個堿基對，以免影響雜交效率。
[0023] 進一步，所述COPGl蛋白的特異性抗體包括單克隆抗體、多克隆抗體。所述COPGl 蛋白的特異性抗體包括完整的抗體分子、抗體的任何片段或修飾（例如，，嵌合抗體、scFv、 Fab、F(ab'）2、Fv等。只要所述片段能夠保留與COPGl蛋白的結合能力即可。用于蛋白質 水平的抗體的制備時本領域技術人員公知的，并且本發明可以使用任何方法來制備所述抗 體。
[0024] 在本發明的上下文中，"C0PG1基因"包括人COPGl基因以及人COPGl基因的任何功 能等同物的多核苷酸。COPGl基因包括與目前國際公共核酸序列數據庫GeneBank中COPGl 基因（NC_000001. 11)DNA序列具有70%以上同源性，且編碼相同功能蛋白質的DNA序列；
[0025] 優選地，COPGl基因的編碼序列包括以下任 種DNA分子：
[0026] (1)序列表中SEQ ID NO. 1所示的DNA序列；
[0027] (2)在嚴格條件下與1)限定的DNA序列雜交且編碼相同功能蛋白質的DNA序列；
[0028] (3)與⑴或（2)限定的DNA序列具有70%、優選地，90%以上同源性，且編碼相 同功能蛋白質的DNA分子。
[0029] 在本發明的具體實施方案中，所述COPGl基因的編碼序列是SEQ ID NO. 1所示的 DNA序列。
[0030] 在本發明的上下文中，COPGl基因表達產物包括人COPGl蛋白以及人COPGl蛋白 的部分肽。所述COPGl蛋白的部分肽含有與阿爾茨海默病相關的功能域。
[0031] "C0PG1蛋白"包括人COPGl蛋白以及人COPGl蛋白的任何功能等同物。所述功 能等同物包括人COPGl蛋白保守性變異蛋白質、或其活性片段，或其活性衍生物，等位變異 體、天然突變體、誘導突變體、在高或低的嚴緊條件下能與人COPGl的DNA雜交的DNA所編 碼的蛋白質。
[0032] 優選地，COPGl蛋白是具有下列氣基酸序列的蛋白質：