本发明属于生物,具体涉及memc10蛋白在缓解内质网应激及制备抑制脂肪肝和肝纤维化的产品中的应用。
背景技术:
1、内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ers)在脂肪肝发生中发挥重要作用,perk-eif2α信号通路是内质网应激发生时内质网维持稳态的三条未折叠蛋白反应(unfolded protein response,upr)通路之一,基础状态下,perk与分子伴侣grp78(78kdaglucose-regulated protein,grp78)结合,但是当内质网腔中未折叠蛋白增多,分子伴侣grp78与perk蛋白解离,perk形成二聚体,以反式自磷酸化方式激活下游的eif2α(eukaryotic translation initiation factor 2α,eif2α),perk-eif2α信号的过度激活导致其下游的atf4和chop表达上调,促进脂肪肝的发生。在人群中,非酒精性脂肪肝病(nafld)患者肝脏内upr被激活,伴随着eif2α磷酸化水平的升高;肥胖患者减重手术后,体重下降,脂肪肝改善,同时肝脏内grp78和磷酸化的eif2α也得到显著下降;chop mrna水平在nash(非酒精性脂肪肝炎)患者的肝脏组织中也显著上调;上述结果说明perk-eif2α通路介导的upr在nafld发病中发挥重要作用。
2、动物模型层面上,通过在肝脏特异性地过表达去eif2α磷酸化的基因gadd34/ppp1r15a,抑制肝脏的perk通路后,能够显著改善高脂饮食小鼠的肝脏脂肪变性。atf4过表达能够诱导斑马鱼肝脏脂肪样变性,而atf4基因剔除能够抑制小鼠果糖或高脂饮食诱导的脂肪肝的发生。chop基因剔除也能够显著缓解小鼠mcd(蛋氨酸胆碱缺乏)饮食诱导的脂肪性肝炎。
3、内质网膜蛋白复合体亚单位10(endoplasmic reticulum membrane proteincomplex subunit 10,emc10)有两种亚型,分别是分泌型(the secreted isoform ofemc10,scemc10)和膜型(the membrane-bound isoform of emc10,memc10)蛋白,scemc10能够分泌到细胞外,在血循环中可以检测得到;而memc10和其他的emc蛋白组成复合体锚定于内质网膜上,这其中memc10定位于内质网膜腔内。研究显示,scemc10和memc10发挥的生物学功能不同,scemc10在肥胖、胶质瘤以及心梗后心肌功能的恢复过程中发挥作用,对膜型emc10(memc10)的研究主要集中在神经和生殖系统。研究发现,精子中memc10缺失导致钠/钾-atp酶α4β3失活,引起精子内钠离子浓度升高和水肿,影响精子的正常形态和运动活力,导致雄性emc10基因剔除小鼠不育;过表达memc10能够挽救emc10基因剔除小鼠精子的运动缺陷;而scemc10并未参与这一过程。此外,memc10能够影响小鼠神经元树突和脊突的发育;在人群中,memc10基因多态性导致位于memc10蛋白c端的穿膜结构受损,受累患者出现一系列神经发育的异常,表现为发育迟缓、智力和语言障碍以及形态异常(包括长脸、卷发、肘外翻等)。到目前为止,尚未有memc10在内质网应激和脂肪肝发病中的研究。
技术实现思路
1、本发明所要解决的主要问题是如何缓解内质网应激及制备抑制脂肪肝和肝纤维化。
2、为了解决上述问题,本发明提供了memc10或/和调控memc10活性或含量的物质在制备治疗或改善内质网应激的产品或在制备抑制脂肪肝和肝纤维化的产品中的应用;所述memc10是氨基酸序列为seq id no.1的蛋白质。所述memc10的编码基因序列为seq idno.2。
3、上述应用中,所述调控memc10活性或含量为提高、增强或上调memc10活性或含量。
4、上述应用中,所述调控memc10活性或含量的物质为与所述memc10相关的生物材料,所述生物材料可为下述中的任一种:
5、b1)编码前文所述的memc10的核酸分子;
6、b2)含有b1)所述核酸分子的表达盒;
7、b3)含有b1)所述核酸分子的重组载体、或含有b2)所述表达盒的重组载体;
8、b4)含有b1)所述核酸分子的重组微生物、或含有b2)所述表达盒的重组微生物、或含有b3)所述重组载体的重组微生物;
9、b5)含有b1)所述核酸分子的转基因动物细胞系、或含有b2)所述表达盒的转基因动物细胞系;
10、b6)含有b1)所述核酸分子的转基因动物组织、或含有b2)所述表达盒的转基因动物组织;
11、b7)含有b1)所述核酸分子的转基因动物器官、或含有b2)所述表达盒的转基因动物器官。
12、上述生物材料中,所述核酸分子可以是dna,如cdna、基因组dna或重组dna;所述核酸分子也可以是rna,如mrna或hnrna等。
13、b1)所述的memc10的核酸分子可为:
14、1)核苷酸序列为seq id no.2的dna分子;
15、2)与1)限定的dna分子具有90%以上的同一性且具有相同功能的dna分子。
16、上述应用中,“同一性”指与天然核酸序列的序列相似性。同一性可以用肉眼或计算机软件进行评价。使用计算机软件,两个或多个序列之间的同一性可以用百分比(%)表示,其可以用来评价相关序列之间的同一性。
17、上述应用中,90%以上的同一性可为至少91%、92%、95%、96%、98%或99%的同一性的dna分子。
18、上述生物材料中,b2)所述表达盒是指能够在宿主细胞中表达所述核酸分子的dna,该dna不但可包括启动所述核酸分子编码基因转录的启动子,还可包括终止所述核酸分子编码基因转录的终止子。进一步,所述表达盒还可包括增强子序列。
19、可用现有的表达载体构建含有所述表达盒的重组载体。
20、上述生物材料中,所述载体可为质粒、黏粒、噬菌体或病毒载体。
21、上述生物材料中,b3)所述重组载体可为腺相关病毒载体aav8-memc10,所述腺相关病毒载体aav8-memc10为含有所述小鼠memc10的编码基因的重组腺相关病毒载体。
22、进一步地,所述腺相关病毒载体aav8-memc10的结构描述如下:将载体phbaav-cmv-mcs-3flag的ecori和bamhi限制性酶酶切位点之间的小片段替换为小鼠memc10片段(seq id no.4),保持载体phbaav-cmv-mcs-3flag其他序列不变得到的重组载体,载体示意图为图5。
23、上述应用中,b5)所述动物细胞系为memc10慢病毒转染hepg2细胞系。
24、所述慢病毒载体为plex-hmemc10。所述慢病毒载体plex-hmemc10的结构描述如下:将质粒plex-mcs(购买自addgene,货号:128045)的bamhi和xhoi限制性酶酶切位点之间的小片段替换为人memc10 cds片段(seq id no.2),保持载体plex-mcs其他序列不变得到的重组载体。
25、上述生物材料中,所述微生物可为细菌(如大肠杆菌)、酵母、藻或真菌。
26、所述改善内质网应激表现可为下述任一项:
27、1)抑制grp78表达;
28、2)抑制atf4表达;
29、3)抑制凋亡相关蛋白chop的表达;
30、4)抑制perk-eif2α-atf4信号通路。
31、本发明还提供了一种治疗或改善与内质网应激相关的疾病的药物,所述药物含有前文中所述的生物材料。
32、本文中,所述与内质网应激相关的疾病可为急性或慢性肝病。
33、所述慢性肝病包括脂肪肝。
34、所述脂肪肝可为代谢紊乱相关性脂肪变性肝病(metabolic dysfunction–associated steatotic liver disease,masld)。
35、本发明还提供了一种治疗脂肪肝和肝纤维化的药物,所述药物含有前文所述的生物材料。
36、本文中,所述治疗脂肪肝为减少肝脏脂质沉积、炎症以及纤维化,降低血清alt、ast等水平。
37、本文中,所述脂肪肝为代谢紊乱相关性脂肪变性肝病(masld)。
38、本发明还提供了一种重组细胞,所述重组细胞为含有前文所述memc10的编码基因的转基因动物细胞系。
39、所述动物细胞可不包括生殖细胞、受精卵和人类胚胎干细胞,如可为体细胞或细胞系。所述动物器官可不包括胚胎。
40、所述动物细胞系可为memc10慢病毒转染hepg2细胞系。
41、memc10能够缓解肝脏内质网应激,抑制perk-eif2α-atf4通路的激活,改善脂肪肝,抑制肝纤维化。memc10的研究为与肝脏内质网应激相关的疾病治疗提供了新的方向,具有重大的应用价值。
1.memc10或/和调控memc10活性或含量的物质在制备治疗或改善与内质网应激疾病的产品或在制备治疗或改善脂肪肝和肝纤维化的产品中的应用;
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述调控memc10活性或含量为提高、增强或上调memc10活性或含量。
3.根据权利要求1或2所述的应用,其特征在于,所述调控memc10活性或含量的物质为与所述memc10相关的生物材料,所述生物材料为下述中的任一种:
4.根据权利要求3所述的应用,其特征在于,b3)所述重组载体为腺相关病毒载体aav8-memc10,所述腺相关病毒载体aav8-memc10为含有所述memc10的编码基因的重组腺相关病毒载体。
5.根据权利要求3所述的应用,其特征在于,b5)所述动物细胞系为memc10慢病毒转染hepg2细胞系。
6.一种治疗或改善与内质网应激相关的疾病的药物,其特征在于,所述药物含有权利要求3中所述的生物材料。
7.一种预防脂肪肝的药物,其特征在于,所述药物含有权利要求3中所述的生物材料。
8.根据权利要求7所述的药物,其特征在于:所述改善或治疗脂肪肝和肝纤维化为减少肝脏脂质沉积、炎症以及纤维化,降低血清alt、ast等水平。
9.根据权利要求7或8所述的药物,其特征在于,所述脂肪肝为代谢紊乱相关性脂肪变性肝病。
10.重组细胞,其特征在于,所述重组细胞为含有权利要求1中所述memc10的编码基因的转基因动物细胞系。