铁转运蛋白在治疗帕金森疾病的应用制造技术

本发明专利技术涉及基因工程领域，具体的，本发明专利技术涉及帕金森疾病(Parkinson’s Disease,PD)的靶位蛋白及其编码基因和应用，尤其涉及针对上述关键基因的基因靶向药物的制备。本发明专利技术发现提供帕金森疾病的靶位基因ZIP13和Transferrin(Tsf)，并通过过表达ZIP13或者基因沉默干扰Tsf显著缓解或者延缓PD状况。根据本发明专利技术，人的PD的靶蛋白包括如SEQ ID No.5、SEQ ID No.6所示的氨基酸序列，所述基因包括如SEQ ID No.7、SEQ ID No.8、所示的核苷酸序列。根据本发明专利技术的靶位基因，构建携带目标基因的RNAi载体，通过基因沉默或基因过表达可用于改善PD病人的运动能力，减缓或阻止敲低的PINK1所致的PD症状。该发明专利技术有望为治疗遗传性PD提供新的治疗策略和关键靶位。

【技术实现步骤摘要】
铁转运蛋白在治疗帕金森疾病的应用
本专利技术涉及基因工程领域，具体的，本专利技术涉及帕金森疾病(Parkinson’sDisease,PD)的靶位蛋白及其编码基因和应用，尤其涉及针对上述关键基因的基因靶向药物的制备。
技术介绍
帕金森疾病(Parkinson’sDisease,PD)是影响人类健康的一种神经退行性疾病。PD的典型运动症状自19世纪JamesParkinson的最初描述以来就被认为是该病的重要组成部分，后来又被Jean-MartinCharcot重新标注。这些患者常表现为肌肉震颤、肌肉强直、动作缓慢、书写障碍、步态不稳、全身无力、面部表情僵硬、情绪低落，使病人生活难以自理，给家庭带来沉重的心理和经济负担，严重影响社会稳定和谐。目前认为PD是累及多系统的复杂性神经系统疾病，多见于中老年人，且逐渐呈现年轻化趋势。该病发病机制复杂且无有效治疗手段，探究新的治疗策略迫在眉睫。PD的致病因素主要包括环境诱导和遗传作用。环境因素主要有杀虫剂暴露(如鱼藤酮、百草枯、代森锰等)、头部损伤、生活方式等。除了外在环境诱导PD外，越来越多的研究发现PD病人存在很多基因缺陷，从而证实遗传因素在PD发生发展中发挥十分重要的作用。到目前为止，科学家已经能够将近二十种不同基因的突变与PD联系起来，其中，介导PD常染色体显性遗传的基因，主要包括SNCA、LRRK2、VPS35、EIF4G1、DNAJC13和CHCHD2，此外,与常染色体隐性遗传型PD相关的基因主要有Parkin、PINK1和DJ-1。PINK1含有N端的线粒体靶序列、跨膜结构域(高度保守的丝氨酸/苏氨酸激酶结构域)以及C端自我调节结构域。线粒体一旦受损，会使PINK1聚集在线粒体膜上，从而通过启动线粒体自噬、促进线粒体分裂等多种调控方式来及时清除受损的线粒体；一旦PINK1下调，这种保护机制破坏，则会诱导PD发生。研究表明，PINK1缺陷是导致PD的重要因素，其突变常见于早发性PD患者和家族遗传病例，除了躯体症状外，PINK1缺陷患者常常表现出精神症状(抑郁、焦虑和精神病)。DaanMFvanAalten等认为PINK1的改变影响细胞的持续产能，如果没有足够的能量来驱动生化过程，受影响的细胞最终会死亡。从治疗角度讲，获取新的帕金森疾病的风险基因、建立其因果联系并以此为基础制备基因靶向药物是关键的研究开发方向。越来越多的证据表明，内源性的金属离子平衡紊乱与PD的病理过程有很强的联系。有文献表明，PD患者黑质铁增加、纹状体铁不变、苍白球铁降低；除了脑内铁水平变化，也有学者发现，PD患者头发铁和血清铁水平下降。因此，PD病人存在明显的铁代谢异常，二者存在密切联系，通过调控铁离子的机体水平，为预防或改善PD病症提供可能。尽管已经鉴定了在人体参与铁离子调控的蛋白包含有DMT1、Ferritin、ZIP13、Transferrin(Tsf)、Mitoferrin1(Mfrn1)等，但是在人体不同的细胞中铁离子的分布状况以及铁离子平衡的调控状况目前还不太清楚，尤其是ZIP13、Tsf等基因与帕金森症的关联从未建立。RNA干扰能对目的基因的表达进行调控，从而改变靶蛋白的表达水平。针对PD的特定靶点，设计RNAi药物，以达到特异、持久、高效的调控作用，减缓疾病进程，其应用前景十分广阔。虽然有些体外实验表征铁离子可能和PD的发病可能有一定的关系，但是一直没有更为细致的、有说服力的体内证据来证明。因此，提供一种可以治疗PD的蛋白质及其基因序列十分的必要。
技术实现思路
果蝇被广泛应用于人类神经退行性疾病及金属代谢调控研究，因此可将果蝇作为模式生物，探究铁离子转运蛋白(定位于高尔基体上的ZIP13、细胞分泌蛋白Tsf)在治疗PD中的应用。在果蝇肌肉敲低PINK1的表达可以重现人类PD的主要症状，包括运动障碍、肌肉萎缩、线粒体功能异常等。通过基因过表达技术和RNAi基因沉默技术，本专利技术在PD果蝇肌肉中选择性过表达dZIP13(人类ZIP13的果蝇同源基因)、选择性沉默Tsf1(人类Tsf的果蝇同源基因)可显著缓解果蝇PD进程。本专利技术为治疗PD病症提供了两个个关键的基因靶位，通过调控这些基因靶点的表达有望成为PD治疗新策略。根据本专利技术的人类的PD果蝇模型靶位蛋白dZIP13的氨基酸序列如SEQIDNo.1所示根据本专利技术的人类的PD果蝇模型靶位蛋白Tsf1的氨基酸序列如SEQIDNo.2所示根据本专利技术的治疗PD病症的果蝇模型靶位基因dZIP13，其编码上述dZIP13蛋白，例如，其核苷酸序列如SEQIDNo.3所示。根据本专利技术的治疗PD病症的果蝇模型靶位基因Tsf1，其编码上述Tsf1蛋白，例如，其核苷酸序列如SEQIDNo.4所示。根据本专利技术的人的PD的靶位蛋白质包括如SEQIDNo.5所示的ZIP13氨基酸的序列。根据本专利技术的人的PD的靶位蛋白质包括如SEQIDNo.6所示的Tsf氨基酸的序列,根据本专利技术的人PD的靶位基因编码上述的ZIP13蛋白质，所述基因包括如SEQIDNo.7所示的核苷酸序列。根据本专利技术的人PD的靶位基因编码上述的Tsf蛋白质，所述基因包括如SEQIDNo.8所示的核苷酸序列。根据本专利技术的包括上述靶位基因ZIP13、Tsf的载体可以为ZIP13、Tsf的正义载体或RNAi干扰载体。根据本专利技术的上述载体可以为所有利用Tsf核苷酸序列构建的干扰或抑制表达的载体；所有利用ZIP13核苷酸序列构建的过表达的载体。根据本专利技术的PD的靶位蛋白质用于治疗PD的药物中。根据本专利技术的PD的靶位基因ZIP13、Tsf用于制备治疗PD的药物中。根据本专利技术的上述载体可以用于制备治疗PD的药物中的应用。根据本专利技术的靶位基因，通过RNAi干扰用于提高PD病人的运动能力，减缓或抑制线粒体功能障碍。实验结果表明：1)dZIP13和Tsf1能调控PINK1缺陷果蝇PD样表型。利用UAS/Gal4系统，构建PINK1敲低的果蝇PD模型，并运用此系统在果蝇肌肉部位过表达dZIP13或沉默Tsf1的表达，观察对果蝇行为学影响。实验发现，果蝇肌肉dZIP13OE或Tsf1RNAi均能缓解PINK1RNAi所致的翅膀异常、跳跃次数减少以及肌肉受损(果蝇背部凹陷)。解剖果蝇躯干肌肉，利用激光共聚焦显微镜观察发现，PINK1RNAi导致肌肉萎缩、断裂，而肌肉处dZIP13OE或Tsf1RNAi能减轻肌肉损伤程度。2)通过调控dZIP13和Tsf1的表达水平可改善PINK1RNAi诱导的呼吸功能障碍。过表达dZIP13或者沉默掉Tsf1会升高PINK1RNAi的ATP水平。应用SeahorseXF-24能量代谢分析仪检测线粒体呼吸作用，结果表明，与PINK1RNAi组相比，过表达本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种帕金森病的靶位基因，其特征在于，该帕金森病的靶位基因的核苷酸序列为SEQID No.7所示，或者为SEQ ID No.8所示。/n

【技术特征摘要】
1.一种帕金森病的靶位基因，其特征在于，该帕金森病的靶位基因的核苷酸序列为SEQIDNo.7所示，或者为SEQIDNo.8所示。


2.一种帕金森病的靶位蛋白质，其特征在于，该帕金森病的靶位蛋白质的氨基酸序列为SEQIDNo.5所示，或者为SEQIDNo.6所示。


3.一种权利要求2所述帕金病森的靶位蛋白质在制备用于治疗PD的药物中的应用。


4.一种帕金森病的靶位基因，该帕金森病的靶位基因为ZIP13、Tsf，其特征在于，所述基因ZIP13包括如SEQIDNo.7所示的核苷酸序列，所述基因Tsf1包括如SEQIDNo.8所示的核苷酸序列。


5.一种权利要求4所述帕金森病的靶位基因在制备用于治疗帕金森病的药物中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖桂然，薛劲松，韦田，纪晓雯，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34