本发明属于医药生物,具体涉及sirt5基因在治疗胰腺炎中的应用。
背景技术:
1、急性胰腺炎(acute pancreatitis,ap)是多病因共同作用导致胰酶在胰腺内异常激活而引起的胰腺组织自身消化,导致胰腺水肿、出血甚至坏死的急性炎症性疾病。全球ap发病率为每34人/10万人,且发病率仍在增加,ap已成为患者住院的第二大常见原因,也是院内死亡的第五大原因。ap的主要危险因素包括胆囊结石、饮酒、遗传、药物和吸烟等,其临床主要表现为上腹部剧烈绞痛、恶心、呕吐、发热等。ap早期,病理性刺激引起的胰腺腺泡内一系列细胞器功能紊乱及损伤导致胰蛋白酶原在腺泡细胞内激活,引起胰腺组织自身消化及炎症反应。现阶段,ap的诊断尚无完全准确的标准,临床上主要通过观察血尿淀粉酶、血清脂肪酶、炎症指标等实验室检测结果和腹部b超、ct等影像学检查协助诊断ap。ap的基本治疗原则是禁食禁饮、胃肠减压、积极有效的液体复苏及抑酶、抑酸治疗,并根据需要进行抗感染、激素、手术等治疗,基本为对症支持治疗,尚无特效治疗方法。由于对胰腺炎的病理生理机制缺乏足够的认识,目前尚无任何针对性的治疗方法以改变疾病进程。因此,迫切需要提高对ap疾病进展过程的认识,深入研究ap的发病机制,将具有重要的社会经济学意义。
2、去乙酰化酶(sirtuins, sirts)家族是一类依赖于nad+的蛋白酶家族,从细菌到人类高度保守。sirts蛋白可通过靶向多个代谢途径的蛋白质翻译后修饰调控细胞存活、应激反应、增殖和分化等过程。哺乳动物sirts家族由sirt1~7成员组成,他们结构域的中部催化核心区域高度保守,但n-和c-末端区域结构上的不同使得这7种蛋白定位于不同的亚细胞中,并具有不同的底物特异性。其中,sirt1、sirt6和sirt7主要定位于细胞核内,sirt3、sirt4和sirt5主要定位于线粒体中,而sirt2则主要定位于细胞质中。sirt家族具有去乙酰化酶活性和adp-核糖基转移酶活性,依赖sirts的去乙酰化反应将底物乙酰基转移到nad+的adp-核糖基部分,而adp-核糖基转移酶将nad+的adp-核糖转移到乙酰化蛋白。已有研究报道sirt1和sirt2能够通过不同的机制阻止ap及重症急性胰腺炎进展。
3、与sirt1~3、sirt7主要作为赖氨酸去乙酰化酶不同,sirts家族成员中sirt5不仅具有去乙酰化酶活性,还能够通过nad+依赖的去乙酰化、去琥珀酰化、去丙二酰化和去戊二酰化广泛参与机体代谢、氧化应激和细胞存活等生物学过程。研究报道,sirt5是调控机体天然免疫的关键分子,可通过调控m2-型丙酮酸激酶的翻译后修饰抑制巨噬细胞中的促炎反应从而减轻小鼠结肠炎。此外,sirt5在氧化应激中发挥重要作用,可通过抑制过氧化物酶体酰基辅酶a氧化酶1减轻氧化应激,进而调控肝癌进展。sirt5还可通过去乙酰化修饰调控天冬氨酸转氨酶1,维持氧化还原平衡,参与胰腺癌的进展。然而,作为调控炎症和氧化应激的关键分子,sirt5在ap中的作用尚未有研究报道。
技术实现思路
1、针对现有技术中的不足,发明人分别构建了sirt5基因敲除小鼠及sirt5基因高表达小鼠,并发现sirt5基因敲除可显著加重ap动物模型胰腺组织损伤,而高表达sirt5可有效改善ap动物模型胰腺组织损伤。
2、本发明的技术方案如下:
3、本发明第一方面提供了sirt5基因和/或sirt5蛋白的检测试剂在制备用于胰腺炎诊断的产品中的应用;所述应用不直接涉及疾病诊断和治疗应用过程。
4、优选地,所述产品通过实时荧光定量pcr、原位杂交、northern blot、westernblot、芯片、高通量测序平台、免疫组织化学或酶联免疫吸附检测样本中sirt5基因或sirt5蛋白的表达水平。
5、优选地,所述产品含有与sirt5蛋白特异性结合的抗体或特异性扩增sirt5基因的引物。
6、本发明第二方面提供了以sirt5基因和/或sirt5蛋白为药物靶标在筛选用于预防、缓解和/或治疗胰腺炎的药物中的应用;所述研究不以疾病诊断和治疗为目的。
7、本发明第三方面提供了sirt5基因和/或sirt5蛋白在筛选诊断、预防、缓解和/或治疗胰腺炎的靶点中的应用;所述应用不直接涉及疾病诊断和治疗应用过程。
8、本发明第四方面提供了sirt5基因和/或sirt5蛋白在制备预防、缓解和/或治疗胰腺炎的药物中的应用;所述应用不直接涉及疾病诊断和治疗应用过程。
9、优选地,所述药物包括能够增强sirt5基因表达的试剂。
10、更加优选地,所述试剂包括含有能编码功能性sirt5蛋白的核酸的试剂、sirt5蛋白的激动剂、含有sirt5蛋白质的试剂。
11、更加优选地,所述sirt5蛋白的激动剂为靶向增强sirt5表达的小分子、抗体及协同性核酸中的至少一种。
12、本发明第五方面提供了sirt5基因敲除动物在筛选用于诊断、预防、缓解和/或治疗胰腺炎的药物研究中的应用;所述研究不以疾病诊断和治疗为目的。
13、本发明第六方面提供了sirt5基因高表达动物在筛选用于诊断、预防、缓解和/或治疗胰腺炎的药物研究中的应用;所述研究是以疾病诊断和治疗为目的。
14、本发明第七方面提供了sirt5基因和/或sirt5蛋白在研究胰腺炎发生、发展机制中的应用。
15、本发明第八方面提供了一种sirt5基因敲除动物在研究胰腺炎发生、发展机制中的应用。
16、本发明第九方面提供了一种sirt5基因高表达动物在研究胰腺炎发生、发展机制中的应用。
17、优选地,所述sirt5基因敲除动物的构建方法,包括使实验动物sirt5基因全身性不表达。
18、更加优选地,通过基因编辑技术、rna干扰技术中的一种或两种方法的组合使实验动物sirt5基因全身性不表达。
19、更加优选地,所述基因编辑技术包括crispr/cas9技术、zfn技术、talen技术和cre-loxp技术中的至少一种。
20、优选地,所述sirt5基因高表达动物的构建方法,包括使实验动物sirt5基因全身性高表达。
21、更加优选地,通过sirt5激动剂、载体介导的sirt5高表达中的一种或两种方法的组合使实验动物sirt5基因全身性高表达。
22、更加优选地,所述载体包括过表达质粒载体和/或病毒载体。
23、优选地,所述实验动物包括鼠、大鼠、豚鼠、家兔、猴、羊、猪。
24、更加优选地,所述sirt5基因敲除动物的构建方法,包括以下步骤:
25、(1)构建以鼠sirt5基因中编码sirt5-201转录本的基因序列为靶点的sgrna;
26、(2)将纯化的cas9 mrna产物与sgrna表达载体共同注射到鼠单细胞受精卵中,随后将受精卵移植到代孕母鼠体内,获得f0代小鼠,即得sirt5基因敲除动物。
27、更加优选地,所述sgrna的核苷酸序列如下:
28、sgrna-1:5’-tgcctggggttggggtgt-3’(seq id no.1);
29、sgrna-2:5’-tggtggggtctgtgggaggaac-3’(seq id no.2);
30、sgrna-3:5’-ccagtggcaggaagagc-3’(seq id no.3);
31、sgrna-4:5’-tgagccacattgaacacat-3’(seq id no.4)。
32、与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
33、(1)本发明首次提出sirt5基因和/或sirt5蛋白在开发胰腺炎诊断、预防和/或治疗靶点中的潜力,特别是sirt5基因和/或sirt5蛋白作为药物靶标在筛选胰腺炎诊断、预防和/或治疗药物中的应用。
34、(2)本发明首次提出sirt5基因和/或sirt5蛋白在研究胰腺炎发生、发展机制中的应用。
35、(3)本发明所述技术方案中在sirt5基因敲除动物、sirt5基因高表达动物基础上,构建ap动物模型。结果显示,sirt5基因敲除可显著加重ap动物模型的胰腺组织损伤,而高表达sirt5可有效改善ap动物模型胰腺组织损伤。提示sirt5基因具有抑制胰腺坏死及炎症反应、保护胰腺功能的作用,为sirt5基因和/或sirt5蛋白在研究预防和/或治疗胰腺炎的分子靶点和新策略中所发挥的作用提供了实验依据,具有较高的临床转化价值。
1.sirt5基因和/或sirt5蛋白的检测试剂在制备用于胰腺炎诊断的产品中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述产品通过实时荧光定量pcr、原位杂交、northern blot、western blot、芯片、高通量测序平台、免疫组织化学或酶联免疫吸附检测样本中sirt5基因或sirt5蛋白的表达水平。
3.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述产品含有与sirt5蛋白特异性结合的抗体或特异性扩增sirt5基因的引物。
4.sirt5基因和/或sirt5蛋白在筛选诊断、预防、缓解和/或治疗胰腺炎的靶点中的应用。
5.sirt5基因和/或sirt5蛋白作为筛选预防、缓解和/或治疗胰腺炎药物的药物靶标的应用。
6.sirt5基因和/或sirt5蛋白在制备预防、缓解和/或治疗胰腺炎的药物中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,所述药物包括能够增强sirt5基因表达的试剂。
8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,所述试剂包括含有能编码功能性sirt5蛋白的核酸的试剂、sirt5蛋白的激动剂、含有sirt5蛋白质的试剂。
9.sirt5基因敲除动物在筛选用于诊断、预防、缓解和/或治疗胰腺炎的药物研究中的应用。
10.sirt5基因高表达动物在筛选用于诊断、预防、缓解和/或治疗胰腺炎的药物研究中的应用。
