本發(fā)明屬于生物醫(yī)藥,具體涉及elf1作為成骨細胞衰老的標志物及治療靶點在老年性骨質(zhì)疏松癥中的應(yīng)用。
背景技術(shù):
1、老年性骨質(zhì)疏松癥的特點是骨密度和機械強度降低,導(dǎo)致骨脆性增加。這種疾病是由骨形成相對于骨吸收的減少引起的。成骨細胞是負責骨形成的中心細胞。隨著年齡的增長,骨形成受損的主要原因是成骨細胞的細胞數(shù)量和活性下降,與衰老相關(guān)的各種因素都會加劇老年性骨質(zhì)疏松癥的發(fā)展。因此,應(yīng)進一步研究細胞衰老與老年性骨質(zhì)疏松癥之間的聯(lián)系,以開發(fā)有效的預(yù)防和治療方法。因此,當前老年性骨質(zhì)疏松癥的診療思路應(yīng)轉(zhuǎn)向成骨細胞衰老的基于分子生物學機理的精準治療,以期從根源上延緩老年性骨質(zhì)疏松癥的進程。如何深入闡明老年性骨質(zhì)疏松癥的機制并開發(fā)新治療策略,已成為當前的研究熱點和亟待解決的關(guān)鍵問題。
2、細胞衰老在老年性骨質(zhì)疏松癥中起著至關(guān)重要的作用,因為衰老細胞會隨著時間的推移在骨微環(huán)境中積聚。骨髓間充質(zhì)干細胞成骨分化降低和衰老成骨細胞功能受損是導(dǎo)致年齡相關(guān)性骨質(zhì)丟失的原因之一。隨著年齡的增長,骨微環(huán)境中的多種細胞類型都會衰老,體外研究表明,衰老細胞條件培養(yǎng)基可損害成骨細胞礦化并增強破骨細胞祖細胞存活,從而增加破骨細胞生成。針對成骨細胞衰老進行干預(yù)治療不僅為骨質(zhì)疏松癥提供了一種新的治療策略,而且也為多種與年齡相關(guān)的合并癥提供了一種新的治療策略。
3、elf1(e74-like?factor?1)是屬于ets(erythroblast?transformation-specific)家族的一種轉(zhuǎn)錄因子。近年來研究表明,elf1通過調(diào)控細胞增殖、分化、凋亡、免疫應(yīng)答等生物學進程參與多種疾病發(fā)展。已發(fā)現(xiàn)elf1在神經(jīng)、腦、腎臟、心血管、胃腸道等多種器官和組織中發(fā)揮功能;elf1在鱗狀細胞癌細胞系中發(fā)揮抗增殖作用;在乳腺癌中,elf1可以增強乳腺癌細胞的增殖和侵襲能力,并與乳腺癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān);elf1的異常表達也與結(jié)直腸癌、前列腺癌、肺癌等其他多種腫瘤的發(fā)生和預(yù)后相關(guān)。但是elf1在老年性骨質(zhì)疏松癥領(lǐng)域的作用以及是否參與成骨細胞衰老進程目前尚未報道。
4、在現(xiàn)行的op臨床診斷中,雙能x線檢查是診斷骨質(zhì)疏松癥的金標準,但在評估骨質(zhì)疏松癥的骨折風險時,不同骨質(zhì)疏松癥患者之間仍存在很大程度的異質(zhì)性,這是因為雙能x射線吸收儀(dxa)的bmd估計的t評分值因dxa制造商和參考值而異,提示現(xiàn)有op診斷標準過于寬泛,而骨質(zhì)疏松癥的診斷需要更精確地針對每個特定人群。因此尋找老年性骨質(zhì)疏松癥早期診斷及預(yù)后相關(guān)的特異性分子標志物對實現(xiàn)老年性骨質(zhì)疏松癥的早期診斷及個體化治療具有深遠意義。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、基于現(xiàn)有技術(shù)中的不足,本發(fā)明的目的在于根據(jù)對elf1在老年性骨質(zhì)疏松癥中的功能和成骨細胞衰老的機制研究,提供基于elf1在老年性骨質(zhì)疏松癥的診斷與治療方面的用途。具體提供了elf1作為老年性骨質(zhì)疏松癥標志物及治療靶點在老年性骨質(zhì)疏松癥治療藥物中的應(yīng)用。
2、本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下:
3、本發(fā)明提供了elf1基因和/或其表達產(chǎn)物的抑制劑在制備治療老年性骨質(zhì)疏松癥的藥物中的應(yīng)用。
4、本發(fā)明利用elf1的沉默小干擾rna在成骨細胞中進行敲減以及構(gòu)建elf1基因敲除鼠。蛋白免疫印跡實驗證實了elf1沉默會抑制成骨細胞的細胞外基質(zhì)破壞并且抑制細胞衰老相關(guān)蛋白的表達,促進成骨細胞周期進程從而緩解衰老表型。敲減elf1能在一定程度上挽救由h202誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激引起的細胞外基質(zhì)破壞,以及能夠通過抑制衰老相關(guān)蛋白p16和p21抑制成骨細胞衰老表型。因此,elf1能夠作為老年性骨質(zhì)疏松癥的分子治療靶點。
5、進一步地,所述抑制劑包括抑制elf1基因表達的試劑、和/或抑制elf1基因表達產(chǎn)物的試劑。
6、本發(fā)明通過構(gòu)建針刺elf1-/-基因敲除小鼠驗證了敲低elf1能夠在動物體內(nèi)抑制老年性骨質(zhì)疏松癥并起到治療作用。
7、本發(fā)明還提供了一種用于治療老年性骨質(zhì)疏松癥的藥物,所述藥物物包括elf1基因和/或其表達產(chǎn)物的抑制劑。所述抑制劑包括抑制elf1基因表達的試劑、和/或抑制elf1基因表達產(chǎn)物的試劑。
8、本發(fā)明還提供了一種篩選治療老年性骨質(zhì)疏松癥的候選藥物的方法,以elf1基因作為藥物靶點,尋找能夠降低elf1基因表達、和/或抑制elf1基因表達產(chǎn)物表達的物質(zhì)作為候選藥物。
9、本發(fā)明還提供了檢測elf1基因表達的產(chǎn)品在制備診斷老年性骨質(zhì)疏松癥的工具中的應(yīng)用。
10、進一步地,所述產(chǎn)品包括:通過rt-pcr、實時定量pcr、免疫檢測、原位雜交、芯片或高通量測序平臺檢測elf1基因表達以診斷老年性骨質(zhì)疏松癥的產(chǎn)品。
11、進一步地,所述用rt-pcr診斷老年性骨質(zhì)疏松癥的產(chǎn)品至少包括一對特異擴增elf1基因的引物;
12、其中,用實時定量pcr診斷老年性骨質(zhì)疏松癥的產(chǎn)品至少包括一對特異擴增elf1基因的引物;
13、用免疫檢測診斷老年性骨質(zhì)疏松癥的產(chǎn)品包括:與elf1蛋白特異性結(jié)合的抗體;
14、用原位雜交診斷老年性骨質(zhì)疏松癥的產(chǎn)品包括:與elf1基因的核酸序列雜交的探針;
15、用芯片診斷老年性骨質(zhì)疏松癥的產(chǎn)品包括:蛋白芯片和基因芯片;其中,蛋白芯片包括與elf1蛋白特異性結(jié)合的抗體,基因芯片包括與elf1基因的核酸序列雜交的探針。
16、所述用實時定量pcr診斷老年性骨質(zhì)疏松癥的產(chǎn)品至少包括的一對特異擴增elf1基因(genbank號:nm?006521.6)的引物如seq?id?no.1和seq?id?n0.2所示。
17、seq?id?no.1:forward?primertgtccaacagaacgacctagt;
18、seq?id?n0.2:reverse?primer?acacaagctagaccagcataac。
19、本發(fā)明設(shè)計的能夠擴增elf1的引物,利用該引物進行逆轉(zhuǎn)錄后得到的elf1片段。該片段可以被一代測序證明是elf1編碼區(qū)的一段序列。
20、本發(fā)明通過實時熒光定量pcr技術(shù)檢測成骨復(fù)制性衰老模型不同代數(shù)之間elf1表達的差異,發(fā)現(xiàn)elf1表達會隨著成骨細胞衰老而不斷上升,表示elf1表達水平能夠用于老年性骨質(zhì)疏松癥程度的輔助診斷。
21、本發(fā)明還提供了一種診斷老年性骨質(zhì)疏松癥的工具,所述工具包括檢測elf1基因表達的試劑:所述試劑包括檢測elf1基因mrna的引物和/或探針、和/或檢測elf1蛋白的抗體。
22、在本發(fā)明的具體實施方案中,所述檢測elf1基因mrna的引物包括seq?id?no.1和seq?id?no.2所示的引物對。
23、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
24、1、本發(fā)明首次發(fā)現(xiàn)了elf1基因表達在成骨細胞衰老中的作用以及與老年性骨質(zhì)疏松癥相關(guān),通過檢測受試者elf1的表達,可以判斷受試者是否患有老年性骨質(zhì)疏松癥、或者判斷受試者是否存在患有老年性骨質(zhì)疏松癥的風險,從而指導(dǎo)臨床醫(yī)師給受試者提供預(yù)防方案或者治療方案。
25、2、本發(fā)明還發(fā)現(xiàn)了一種新的分子標記物elf1基因,相比傳統(tǒng)的檢測手段,基因診斷更及時、更特異、更靈敏,能夠?qū)崿F(xiàn)老年性骨質(zhì)疏松癥的早期診斷,從而實現(xiàn)對老年性骨質(zhì)疏松癥的早期防治。