專利名稱:肝癌相關(guān)基因dlk1及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及分子生物學(xué)和基因工程領(lǐng)域,具體地,本發(fā)明涉及一種人類肝癌相關(guān)基因DLK1(Delta like 1 homolog)及其編碼序列的應(yīng)用。
背景技術(shù):
目前我國有慢性肝炎患者約1200萬例,每年死于肝病約30萬,其50%為原發(fā)性肝癌,約占全世界肝癌死亡人數(shù)的45%左右。絕大多數(shù)與HBV、HCV感染有關(guān)。肝癌發(fā)病率在我國居2-3位,主要在青壯年男性發(fā)病,在華東地區(qū)的發(fā)病率明顯高于其他地區(qū),近年來,有持續(xù)上升趨勢。在上海,肝癌的發(fā)病率居第三位,僅次于肺癌和胃癌。最新資料顯示這個比例還有繼續(xù)上升的趨勢?,F(xiàn)在,肝癌,特別是肝炎病毒引起的肝癌已經(jīng)嚴重危害了我國人民生命安全。因此,非常有必要對肝癌發(fā)生的分子機制作深入的研究。
隨著人類基因組測序的完成,基因組學(xué)的研究重點已經(jīng)轉(zhuǎn)移到以解析基因功能為主的功能基因組學(xué)研究。功能基因組學(xué)的重點是以疾病為中心,全力解決人類疾病相關(guān)基因研究中的重大科學(xué)問題。肝癌在我國素有“國病”之稱,經(jīng)過半個世紀的探索,對于肝癌的早期診斷和治療雖然有了一定的認識,但肝癌預(yù)后仍然很差,特別是對其發(fā)病機制的了解及治療藥物的新靶點方面,更是知之甚少。因此,尋找與腫瘤相關(guān)的基因,特別是尋找新的抑癌基因是近年來腫瘤研究的熱點。
DLK1基因定位于染色體14q32上。DLK1是在胞外區(qū)域包含6個EGF樣重復(fù)序列的糖基化Delta樣跨膜蛋白。DLK1首先是在脂肪前體細胞中發(fā)現(xiàn),與脂肪細胞的分化緊密相關(guān)。DLK1基因具有抑制脂肪前體細胞向脂肪細胞分化的功能。近年來,有研究發(fā)現(xiàn)DLK1在神經(jīng)母細胞瘤細胞和小細胞肺癌細胞株等腫瘤細胞中存在表達,表明DLK1基因可能與腫瘤發(fā)生相關(guān);同時在老鼠的胎肝細胞和膽汁淤積引起的肝纖維化細胞中均發(fā)現(xiàn)DLK1的表達。在我們的前期肝癌及癌旁表達譜分析的研究中,發(fā)現(xiàn)DLK1基因在肝癌中的表達較癌旁組織中明顯增加,提示DLK1基因可能對肝癌的發(fā)生相關(guān)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種肝癌相關(guān)基因DLK1、其編碼的蛋白以及該基因和該蛋白的應(yīng)用。
本發(fā)明的上述目的是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的本發(fā)明提供了一種蛋白多肽在制備治療原發(fā)性肝癌的藥物中的應(yīng)用,所述蛋白多肽具有與SEQ ID NO.2所示氨基酸序列至少70%同源性的序列。優(yōu)選的,所述的蛋白多肽是含有SEQ ID NO.2序列的多肽。
本發(fā)明還提供了一種多核苷酸序列在制備治療原發(fā)性肝癌的藥物中的應(yīng)用,所述的多核苷酸是具有SEQ ID NO1所示的編碼序列;或者與SEQ ID NO1中154-1305位核苷酸序列具有至少70%同源性的序列;或者在中度嚴緊條件下與SEQ ID NO1所示序列雜交的序列。
優(yōu)選的,所述的多核苷酸編碼具有SEQ ID NO2所示氨基酸序列的多肽。
本發(fā)明還提供了一種用于診斷和治療肝癌的試劑盒,所述試劑盒含有下列(I)-(V)中任一所示的序列或者它們的連續(xù)片段,(I)SEQ ID NO1所示的編碼序列;(II)與SEQ ID NO1中154-1305位核苷酸序列具有至少70%同源性的序列;
(III)在中度嚴緊條件下與SEQ ID NO1所示序列雜交的序列;(IV)具有與SEQ ID NO.2所示氨基酸序列至少70%同源性的序列;(V)含有SEQ ID NO.2序列的多肽。
在本發(fā)明的再一方面,還提供了一種用于診斷和治療肝癌的生物芯片,所述生物芯片的載體上含有下列(i)-(v)的序列或者它們的連續(xù)片段,(i)SEQ ID NO1所示的編碼序列;(ii)與SEQ ID NO1中154-1305位核苷酸序列具有至少70%同源性的序列;(iii)在中度嚴緊條件下與SEQ ID NO1所示序列雜交的序列;(iv)具有與SEQ ID NO.2所示氨基酸序列至少70%同源性的序列;(v)含有SEQ ID NO.2序列的多肽。
根據(jù)本發(fā)明公開的人類肝癌相關(guān)基因DLK1及其編碼蛋白,對其進行深入的研究有可能發(fā)現(xiàn)肝癌發(fā)病的新機制,同時,它們也可能作為肝癌治療的新的靶點,并且可為進一步開發(fā)針對肝癌的藥物提供重要的參考價值。
圖1為通過RT-PCR驗證DLK1基因在肝癌/癌旁組織中的表達差異的電泳結(jié)果圖,N為癌旁組織,C為癌組織;圖2為通過Northern驗證DLK1基因在肝癌/癌旁組織中的表達差異結(jié)果圖,N為癌旁組織,C為癌組織;圖3為Northern檢測DLK1基因在人的各組織中的分布的結(jié)果圖;圖4為Northern檢測DLK1基因在12種肝癌細胞株以及正常肝和胎肝中的表達豐度結(jié)果圖;圖5為7402細胞株克隆的Western Blotting的鑒定結(jié)果圖,Mock1為74023.1B-DLK,D4為74023.1B-DLK,V1為74023.1B,V2為74023.0,D5為74023.0-DLK,Mock2為7402 3.0-DLK;圖6為MHCC-H細胞株克隆的Western Blotting的鑒定結(jié)果圖,V1為MHCC-H3.0-DLK,C2為MHCC-H 3.0-DLK,7C3為MHCC-H 3.0-DLK,7B4為MHCC-H 3.0-DLK,Mock為MHCC-H 3.0;圖7為DLK1再表達7402穩(wěn)定細胞株的生長曲線圖;圖8為DLK1再表達MHCC-H穩(wěn)定細胞株的生長曲線圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例,進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解,這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法,通常按照常規(guī)條件如Sambrook等人,分子克隆實驗室手冊(New YorkCold Spring Harbor Laboratory Press,1989)中所述的條件,或按照制造廠商所建議的條件。
實施例1肝組織RNA的抽提抽提RNA試劑采用TRIzol reagent(GIBCO/BRL),該試劑是基于酸性酚一步抽提法生產(chǎn)的。用于抽提RNA所用的器皿和水均要進行無RNA酶處理,以保證實驗中無RNA酶的環(huán)境。
將碾杵和勻漿器等器皿在200℃干烤4h,去除RNA酶,冷卻;加入液氮中預(yù)冷,將組織從液氮中迅速取出,碾成粉末;用刮匙將組織放入預(yù)先加入TRIzol試劑的勻漿器中,勻漿數(shù)分鐘;將勻漿后的液體轉(zhuǎn)入無RNA酶的離心管中,加入氯仿后,4℃離心分層;將上層水相轉(zhuǎn)入一無RNA酶的離心管中,加異丙醇,4℃離心沉淀RNA;用75%乙醇洗滌沉淀2次;用無RNA酶的去離子水溶解沉淀。抽提的RNA質(zhì)量鑒定紫外分光光度計測定260/280比值(比值均在1.7~2.0);并在MOPS 醛變性膠中觀察有無降解。
超低溫保存。
實施例2cDNA的合成反轉(zhuǎn)錄(RT)總RNA1μgoligo dT(10pmol/l) 1μlH2O 補至12μl70℃變性3分鐘,置于冰上冷卻;再加入5×Buffer 4μlDTT 2μldNTP 1μlSuperScript II 1μl42℃反應(yīng)1小時,70℃變性15分鐘,置于冰上冷卻。
實施例3PCR擴增以β-actin作內(nèi)對照,反應(yīng)混合物中各成分為β-actin(F)引物、β-actin(R)引物、DLK1(F)引物、DLK1(R)引物、10×Buffer、MgCl2、dNTP、Taq DNA聚合酶、cDNA模板分別為0.2、0.2、0.4、0.4、1.0、1.0、0.2、0.1和5μLcDNA模板,最后補充ddH2O使反應(yīng)體系為10μL。PCR的反應(yīng)條件是94℃變性5min;然后每個循環(huán)94℃30s、53℃30s、72℃30s,共30個循環(huán);最后72℃延伸7min。
實施例4
RT-PCR技術(shù)檢測DLK1基因在肝癌及其癌旁組織中的表達利用RT-PCR技術(shù)檢測DLK1基因在27對肝癌/癌旁組織中的表達,27例肝癌及癌旁組織均為HBV陽性的原發(fā)性肝癌的手術(shù)病人。手術(shù)切除的肝臟一經(jīng)離體,迅速切取病灶及周圍正常組織,放入液氮中(-80℃)保存。發(fā)現(xiàn)肝癌組織DLK1的表達明顯高于癌旁組織。結(jié)果見圖1。
實施例5Northern檢測DLK1基因在肝癌及其癌旁組織中的表達利用Northern技術(shù)檢測DLK1基因在10對肝癌/癌旁組織中的表達,其中用28sRNA作為參照,發(fā)現(xiàn)部分病例中,癌旁組織的DLK1的表達量明顯高于肝癌組織,結(jié)果見圖2,該結(jié)果與RT-PCR的結(jié)果一致。
實施例6DLK1基因在人體正常組織中的表達為了解DLK1基因在人體各組織中的表達。分別提取人的各組織的總RNA,包括腦、心、骨骼肌、結(jié)腸、胸腺、脾、腎、肝、小腸、胎盤、肺、外周淋巴組織。Northern檢測DLK1基因在人各組織中的表達。由圖可以看出在胎盤的表達量最高。結(jié)果見圖3。
實施例7不同肝癌細胞株中DLK1基因的表達為了了解DLK1基因在肝癌細胞株中的表達,利用Northern技術(shù)檢測DLK1基因在12種肝癌細胞株(7402、7405、7701、7703、7721、Hep3B、HepG2、MHCC-L、MHCC-H、Huh-7、LO2、SK-HEP)以及正常肝(normal liver)和胎肝(fetal liver)中的表達,同時,也以28sRNA作為對照。結(jié)果見圖4。
實施例8
MHCC-H和7402對G418敏感度的測定我們所選用的肝癌細胞株7402和MHCC-H經(jīng)RT-PCR和Northern-blot驗證均不表達DLK1基因。因此,我們選用這兩種細胞株建立DLK1穩(wěn)定表達細胞株,以研究DLK1基因?qū)Ω伟┘毎鲋车挠绊?。由于我們利用pcDNA3.0、pcDNA3.1B、pcDNA3.0+DLK1和pcDNA3.1B+DLK1轉(zhuǎn)染7402和MHCC-H以后,將通過載體中的G418抗性基因篩選克隆,因此我們分別測定了MHCC-H和7402對抗G418的最佳濃度,最佳濃度是在10-14天內(nèi)殺死所有細胞的最低濃度。結(jié)果顯示7402的最佳G418濃度為600ug/ml,而MHCC-H為500ug/ml。
為了鑒定DLK1基因編碼的蛋白在細胞內(nèi)表達情況,待細胞在35mm培養(yǎng)皿中長至95%時,我們對細胞裂解產(chǎn)物中DLK1蛋白的含量進行了Western Blot鑒定。結(jié)果(見圖5和圖6)顯示陽性克隆中DLK1是大量表達的,而轉(zhuǎn)染了DLK1基因但是在細胞中沒有表達的mock(轉(zhuǎn)了DLK1基因但是在細胞中沒有表達)和以相應(yīng)載體的空載為對照的細胞則沒有表達。進一步說明我們在不表達DLK1的肝癌細胞株7402和MHCC-H中實現(xiàn)了表達了DLK1基因,建立了表達DLK1基因的穩(wěn)定細胞株。其中,圖5中Mock1為7402 3.1B-DLK,D4為7402 3.1B-DLK,V1為7402 3.1B,V2為7402 3.0,D5為7402 3.0-DLK,Mock2為7402 3.0-DLK;圖6中V1為MHCC-H 3.0-DLK,C2為MHCC-H 3.0-DLK,7C3為MHCC-H 3.0-DLK,7B4為MHCC-H 3.0-DLK,Mock為MHCC-H 3.0。
實施例9細胞生長的變化將待測生長曲線的細胞接種于96孔板中,密度為7-8×103/孔。將待測孔的培養(yǎng)液換成每100ul中含10ul的cck8的培養(yǎng)液,置于37℃,5%CO2的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)1小時。連續(xù)測定7天。在酶標儀上測量波長為450nm時的吸光率。
連續(xù)7天的數(shù)據(jù)繪制成細胞生長曲線圖。結(jié)果見圖7和圖8。
無論是陽性克隆或者mock或者以空載質(zhì)粒為對照,它們的生長曲線的走向是相似的,無明顯的變化。因此DLK1基因?qū)?402細胞生長沒有顯著的影響(見圖7)、DLK1基因?qū)HCC-H細胞生長沒有顯著的影響(見圖8)。
實施例10DLK1基因用于制備生物芯片用獲取的DLK1基因的核苷酸序列設(shè)計引物,擴增出全長的DLK1基因或該基因的部分片斷,用作生物芯片點樣的樣品。
用英國的BioRobotics自動點膜儀將樣品點在8×12cm尼龍膜上,每一標本點4個點,每點的DNA量約為10ng。陽性對照是重復(fù)4次點樣的人β-actin基因,陰性對照是重復(fù)4次點樣的λ噬菌體DNA。
含有DLK1基因的芯片可用于肝癌的診斷和藥物篩選。
序列表<110>上海人類基因組研究中心<120>肝癌相關(guān)基因DLK1及其應(yīng)用<130>NP-1304<160>2<170>PatentIn version 3.2<210>1<211>1547<212>DNA<213>Homo sapiens<220>
<221>CDS<222>(154)..(1305)<400>1gagagcgcag cgcgcagccc ggtgcagccc tggctttccc ctcgctgcgc gcccgcgccc 60cctttcgcgt ccgcaaccag aagcccagtg cggcgccagg agccggaccc gcgcccgcac 120cgctcccggg accgcgaccc cggccgccca gag atg acc gcg acc gaa gcc ctc174Met Thr Ala Thr Glu Ala Leu1 5ctg cgc gtc ctc ttg ctc ctg ctg gct ttc ggc cac agc acc tat ggg 222Leu Arg Val Leu Leu Leu Leu Leu Ala Phe Gly His Ser Thr Tyr Gly10 15 20gct gaa tgc ttc ccg gcc tgc aac ccc caa aat gga ttc tgc gag gat 270Ala Glu Cys Phe Pro Ala Cys Asn Pro Gln Asn Gly Phe Cys Glu Asp25 30 35gac aat gtt tgc agg tgc cag cct ggc tgg cag ggt ccc ctt tgt gac 318Asp Asn Val Cys Arg Cys Gln Pro Gly Trp Gln Gly Pro Leu Cys Asp40 45 50 55cag tgc gtg acc tct ccc ggc tgc ctt cac gga ctc tgt gga gaa ccc 366Gln Cys Val Thr Ser Pro Gly Cys Leu His Gly Leu Cys Gly Glu Pro60 65 70
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<212>PRT<213>Homo sapiens<400>2Met Thr Ala Thr Glu Ala Leu Leu Arg Val Leu Leu Leu Leu Leu Ala1 5 10 15Phe Gly His Ser Thr Tyr Gly Ala Glu Cys Phe Pro Ala Cys Asn Pro20 25 30Gln Asn Gly Phe Cys Glu Asp Asp Asn Val Cys Arg Cys Gln Pro Gly35 40 45Trp Gln Gly Pro Leu Cys Asp Gln Cys Val Thr Ser Pro Gly Cys Leu50 55 60His Gly Leu Cys Gly Glu Pro Gly Gln Cys Ile Cys Thr Asp Gly Trp65 70 75 80Asp Gly Glu Leu Cys Asp Arg Asp Val Arg Ala Cys Ser Ser Ala Pro85 90 95Cys Ala Asn Asn Gly Thr Cys Val Ser Leu Asp Asp Gly Leu Tyr Glu100 105 110Cys Ser Cys Ala Pro Gly Tyr Ser Gly Lys Asp Cys Gln Lys Lys Asp115 120 125Gly Pro Cys Val Ile Asn Gly Ser Pro Cys Gln His Gly Gly Thr Cys130 135 140Val Asp Asp Glu Gly Arg Ala Ser His Ala Ser Cys Leu Cys Pro Pro145 150 155 160Gly Phe Ser Gly Asn Phe Cys Glu Ile Val Ala Asn Ser Cys Thr Pro
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Tyr Asn Ser Gly Glu Asp Leu Ala Val Asn Ile Ile Phe Pro Glu Lys355 360 365Ile Asp Met Thr Thr Phe Ser Lys Glu Ala Gly Asp Glu Glu Ile370 375 380
權(quán)利要求
1.一種蛋白多肽在制備治療原發(fā)性肝癌的藥物中的應(yīng)用,其特征在于,所述蛋白多肽具有與SEQ ID NO.2所示氨基酸序列至少70%同源性的序列。
2.如權(quán)利要求1所述的一種蛋白多肽在制備治療原發(fā)性肝癌的藥物中的應(yīng)用,其特征在于,所述的蛋白多肽是含有SEQ ID NO.2序列的多肽。
3.一種多核苷酸序列在制備治療原發(fā)性肝癌的藥物中的應(yīng)用,其特征在于,所述的多核苷酸是具有SEQ ID NO1所示的編碼序列,或者與SEQ ID NO1中的154-1305位核苷酸序列至少有70%同源性的序列,或者在中度嚴緊條件下與SEQ ID NO1所示序列雜交的序列。
4.如權(quán)利要求3所述的一種多核苷酸序列在制備治療原發(fā)性肝癌的藥物中的應(yīng)用,其特征在于,所述的多核苷酸編碼具有SEQ ID NO2所示氨基酸序列的多肽。
5.一種用于診斷和治療肝癌的試劑盒,其特征在于所述試劑盒含有下列(I)-(V)的序列或者它們的連續(xù)片段,(I)SEQ ID NO1所示的編碼序列;(II)與SEQ ID NO1中的154-1305位核苷酸序列至少有70%同源性的序列;(III)在中度嚴緊條件下與SEQ ID NO1所示序列雜交的序列;(IV)具有與SEQ ID NO.2所示氨基酸序列至少70%同源性的序列;(V)含有SEQ ID NO.2序列的多肽。
6.一種用于診斷和治療肝癌的生物芯片,其特征在于所述生物芯片的載體上含有下列(I)-(V)的序列或者它們的連續(xù)片段,(i)SEQ ID NO1所示的編碼序列;(ii)與SEQ ID NO1中的154-1305位核苷酸序列至少有70%同源性的序列;(iii)在中度嚴緊條件下與SEQ ID NO1所示序列雜交的序列;(iv)具有與SEQ ID NO.2所示氨基酸序列至少70%同源性的序列;(v)含有SEQ ID NO.2序列的多肽。
全文摘要
本發(fā)明公開了人類基因DLK1(Delta like 1homolog)及其編碼蛋白在診治肝癌方面的應(yīng)用。人類DLK1基因定位于染色體的14q32上,其編碼了一個含有383個氨基酸的蛋白質(zhì)。DLK1基因在肝癌中的表達較癌旁組織中明顯增加。根據(jù)本發(fā)明公開的人類肝癌相關(guān)基因DLK1及其編碼蛋白,對其進行深入的研究有可能發(fā)現(xiàn)肝癌發(fā)病的新機制,同時,它們也可能作為肝癌治療的新的靶點,并且可為進一步開發(fā)針對肝癌的藥物提供重要的參考價值。
文檔編號C12Q1/68GK1714862SQ20041002556
公開日2006年1月4日 申請日期2004年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月29日
發(fā)明者黃健, 張新, 韓澤廣 申請人:上海人類基因組研究中心