CN102707068A - 补体h因子用作甲基苯丙胺成瘾患者的基因表达产物中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种甲基苯丙胺成瘾的检测方法与补体H因子(Complement factor,CFH)用作甲基苯丙胺(methamphetamine,METH)成瘾相关人群的基因表达产物中的应用,发明人通过大量的实验发现,CFH和α1酸性糖蛋白2(Alpha-1-acid glycoprotein 2),转甲状腺素蛋白(Transthyretin),载脂蛋白L1(Apolipoprotein L1),和结合珠蛋白(Haptoglobin)在METH成瘾患者血清中稳定表达上调,可以作为METH成瘾相关的基因表达产物。采用免疫印迹法或酶联免疫试剂盒定量检测人血清中的CFH蛋白含量,并将人血清中CFH蛋白含量表达上调用作鉴定METH成瘾的方法中的应用。
Description
技术领域
本发明涉及蛋白质的检测方法,具体涉及甲基苯丙胺成瘾的检测方法与补体H因子(Complement factor,CFH)用作甲基苯丙胺(methamphetamine,METH)成瘾相关人群的基因表达产物中的应用。
背景技术
药物滥用和药物依赖既是全球普遍存在的公共卫生问题,又是危害严重的社会问题。药物依赖性是指由药物与机体相互作用所造成的一种精神状态,有时也包括身体状态,表现出一种强迫性要求连续或定期应用该药的行为和其它反应,目的是要去感受它的精神效应,或是为了避免停药引起的不适,包括精神依赖性和身体依赖性两方面。甲基苯丙胺(Methamphetamine,METH)俗称冰毒,属于苯丙胺类兴奋剂(amphetamine-type stimulants,ATS),其结构与苯丙胺和MDMA(摇头丸)近似,是我国规定管制的精神药品。METH是苯丙胺类毒品的代表,曾是一种处方药,用于治疗注意力不足过动症(ADHD)、嗜睡症、极端的肥胖症,后发现它具有很强的耐受性和成瘾性,使用后会产生强烈快感或兴奋,长期使用可产生身体依赖和心理依赖,在停药后出现严重的戒断症状。METH具有药物依赖、中枢兴奋、致幻、食欲抑制及拟交感能等效应,并能够对机体各器官产生一定损伤。滥用者会处于强烈兴奋状态,可以使人有能力增加、觉醒程度提高的感觉,表现出精神振奋、清醒、机敏、思维活跃、情绪高涨、注意力集中、工作能力(特别是技巧性工作能力)提高,而药效过后会出现反应迟钝,疲劳乏力,头痛头昏,心悸气怠,焦躁激动等现象。大剂量使用METH可导致急性中毒,长期滥用可造成慢性中毒,出现被害妄想、幻觉等苯丙胺精神病,心悸、心律不齐等心血管系统表现,肠胃功能障碍、脑血管病变、窒息、肺水肿、肺衰竭、肾衰竭等,严重的还可产生惊厥、脑出血、昏迷致死等。同时,静脉注射方式滥用者可引起各种感染合并症,包括肝炎、败血症和爱滋病等。此外,METH的耐受性随长期使用而增加,长期滥用者为了达到初期使用时的欣快效应,竟可将剂量增加60倍以上,这极易引起急性中毒,可造成惊阙、昏迷甚至死亡。
METH由于其强烈的兴奋作用和相对易于制作的特性,使它刚应用于临床不久就开始被滥用,成为一种高度心理成瘾的新型毒品。METH见效快、药效维持时间长,第一次使用便可能会上瘾,被称为“毒品之王”。现如今,METH的滥用和成瘾已呈现全球流行趋势。根据中国国家禁毒委员会办公室发布的《2011年中国禁毒报告》,截至2010年底,我国登记在册的吸毒人员154.5万人,其中,以METH为首的滥用合成毒品的问题较往年更加突出,仅查获登记的就有43.2万名,新查获11.94万名,多数是25岁以下的青年。根据2009年国家药物滥用监测年度报告,METH是新发生药物滥用者主要滥用物质,与2005年比,METH滥用比例增长31.4%。根据联合国毒品与犯罪署发布的《2011年世界毒品报告》,2009-2010年度,苯丙胺类兴奋剂中苯丙胺类物质滥用的流行率为全球年龄介于15-64岁的人口的0.8%±0.5%,这个数据高于阿片类物质(0.65%±0.15%)和可卡因(0.4%±0.1%)的滥用率,在所有种类毒品中的流行率 仅次于大麻(3.65%±0.85%)的滥用。该数据表明,2009年,世界范围内约有一千四百万到五千七百万的15-64岁人口滥用苯丙胺类物质,而大部分滥用人群分布在亚洲地区。METH是全球范围内最为广泛生产的一种苯丙胺类兴奋剂,近年来在人群中的使用呈现明显上升趋势。我国METH的消费已居所有非法药品交易的前三位。由于其危害性已经逐渐超过了海洛因等阿片类毒品,成为21世纪最危险的新型毒品之一,METH的滥用和成瘾已经成为中国乃至全球亟待解决的公共卫生问题。
对METH滥用和成瘾的诊断通常采用国际通用的国际疾病分类第十版(International Classification of Diseases,ICD-10)和美国精神病学协会(American Psychiatric Association,APA)2000年修订的第四版精神病诊断与统计手册(The Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders-IV,DSM-IV)中的苯丙胺类药物依赖诊断标准。这两种诊断标准均主要从用药行为着眼,判断目标个体或人群是否不当使用METH或对此种药品产生了依赖,但由于用药行为的隐蔽性以及苯丙胺类物质的戒断反应不甚明显,目前还缺乏有效手段准确甄别个体是否对METH产生了依赖性,对刑事鉴定及临床诊断带来了难题。生物标记物是客观衡量和评估正常生理过程、病理过程或在治疗干预中对药物反应的一种特定指示物,与METH成瘾相关的稳定生物标记物,可以为其滥用情况的评估提供有效依据。目前,还未见补体因子H(Complement factor H,CFH)与METH之间存在关系的任何报道。
发明内容
本发明的目的在于提供补体H因子(Complement factor,CFH)用作甲基苯丙胺(methamphetamine,METH)成瘾相关人群的基因表达产物中的应用。
本发明的目的在于提供人血清中CFH含量表达上调用于鉴定或确认METH成瘾相关人群的方法中的应用,优选所述的人血清中CFH含量选自CFH绝对含量、CFH相对含量的任一种或其组合,更优选所述的CFH相对含量为血清中CFH相对于血清总蛋白的质量百分比。
本发明的优选技术方案中,所述方法通过检测人血清中的CFH蛋白含量,并将人血清中CFH蛋白含量表达上调用作鉴定METH成瘾的方法中的应用。
本发明的另一目的在于提供免疫印迹法用于定量检测人血清中CFH蛋白含量的方法中的应用。
本发明的目的在于提供一种用于双向电泳(2-DE)分析的血清样品的预处理方法,包括下述步骤:
1)静脉穿刺,分别抽取METH成瘾患者组和正常对照组的血液样品;
2)将抽取的待测血液样品置于4℃下,3,000g转速离心10min,分离血清,再用白蛋白/IgG去除试剂盒去除血清中的白蛋白和IgG,即得。
血清中高丰度的白蛋白和IgG会影响其他低丰度蛋白在双向电泳(2-DE)分析图谱中的检测,而低丰度蛋白(如CFH)一般为生物样本中重要的生物标记物或药物靶点,并与特定的病生理机制相关。
本发明采用白蛋白/IgG去除试剂盒对血清样品进行去除白蛋白和IgG的预处理后,再进行双向电泳分析,寻找和分析差异表达蛋白后,使用生物质谱技术对差异表达蛋白进行结构 确认,结果显示,CFH和α1酸性糖蛋白2(Alpha-1-acid glycoprotein 2),转甲状腺素蛋白(Transthyretin),载脂蛋白L1(Apolipoprotein L1),和结合珠蛋白(Haptoglobin)在METH成瘾患者血清中稳定表达上调,可以作为METH成瘾相关的基因表达产物。
CFH为METH成瘾患者血清中的差异表达蛋白之一。再利用酶联免疫吸附法和/或免疫印迹法检测待测血清中的CFH含量,再次验证了METH成瘾患者血清以及METH成瘾条件性位置偏爱模型大鼠血清和成瘾相关脑区(海马、腹侧被盖区)中的CFH水平表达稳定上调,从而确认CFH为METH成瘾的相关蛋白,并将人血清中CFH蛋白含量表达上调作为鉴定METH成瘾的指标。
本发明的另一个目的在于提供一种血清差异表达蛋白的鉴定方法,包括下述步骤:
1)分别抽取METH成瘾患者组和正常对照组的血清样品,将其使用白蛋白/IgG去除试剂盒去除血清中的白蛋白和IgG,获得待测血清样品;
2)将待测血清样品采用双向电泳进行分离,包括第一向等电聚焦电泳和第二向SDS-聚丙烯酰胺电泳,得到蛋白分离凝胶;
3)将步骤2)得到的蛋白分离凝胶进行硝酸银染色,得到METH成瘾患者组和正常对照组的血清样品的双向电泳图谱;
4)将步骤3)中得到的双向电泳图谱进行比对,选取变化稳定(重复3次及以上)、分离度较好、易切取的蛋白质斑点,斑点切下后,经过脱色和酶切后,进行生物质谱分析,得到蛋白质斑点的肽质量指纹图谱;
5)将步骤4)得到的蛋白质斑点的肽质量指纹图谱在SwissProt蛋白序列数据库中检索,得到差异表达蛋白质的名称及其相关信息。
本发明的优选技术方案中,所述的对照样品包括空白调零对照、空白对照、标准对照的任一种,其中,空白调零对照为加入过氧化氢-四甲基联苯胺底物及终止溶液的对照样品,用于检测时调零OD值;空白对照为加入稀释液的对照样品;标准对照为加入已知浓度的CFH蛋白标准样品的对照样品。
本发明的另一目的在于提供一种酶联免疫试剂盒,所述试剂盒由包被CFH蛋白的特异性多克隆抗体的酶标板、封闭液、样品稀释液、抗原标准品、CFH蛋白的特异性多克隆抗体、辣根过氧化物酶(HRP)标记的抗CFH多克隆抗体的二抗、浓缩洗涤液、底物和终止液,其中,所述的封闭液为含1%牛血清白蛋白的PBST溶液,所述的样品稀释液为0.01MTris-HCl(pH 7.4)缓冲液,所述抗原标准品为纯化的重组人CFH蛋白抗原,所述的浓缩洗涤液为25×PBST缓冲液,所述的底物为过氧化氢-四甲基联苯胺,所述的终止液为酸溶液,优选为2M的硫酸溶液。
本发明的优选技术方案中,所述的PBST缓冲液的组成为,NaCl 137mmol/L,KCl 2.7mmol/L,Na2HPO4 4.3mmol/L,KH2PO4 1.4mmol/L,TWEEN-20 0.05%,pH 7.4。
本发明的目的在于提供一种夹心式酶联免疫法定量检测人血清CFH蛋白的方法,所述的方法包括下述步骤:
1)将血清样品用0.01M Tris-HCl(pH 7.4)缓冲液稀释20-50倍(优选稀释为30倍), 制得待测样品;
2)将对照样品和待测样品分别加入包被了浓度为100ng/mL-20ug/mL人CFH蛋白的特异性多克隆抗体的微孔板上的微孔中,振摇,使CFH蛋白与人CFH蛋白的特异性多克隆抗体充分结合;
3)用PBST缓冲液冲洗微孔板,去除未结合的其他组分后,加入以封闭液稀释的CFH蛋白特异性多克隆抗体稀释液,充分结合;
4)弃去孔内液体后,用PBST缓冲液冲洗,去除未结合的抗体及其它组分,加入以封闭液稀释的辣根过氧化物酶(HRP)标记的抗CFH多克隆抗体的二抗,充分结合;
5)弃去孔内液体后,用PBST缓冲液冲洗,去除未结合的抗体及其它组分,HRP标记的抗体后,加入过氧化氢-四甲基联苯胺底物,与HRP反应;
6)加入终止液,使反应停止,在450nm波长处,测定黄色反应产物的吸收度,获得CFH蛋白的绝对含量。
本发明的优选技术方案中,所述的对照样品包括空白调零对照、空白对照、标准对照的任一种,其中,空白调零对照为加入过氧化氢-四甲基联苯胺底物及终止溶液的对照样品,用于检测时调零OD值;空白对照为加入稀释液的对照样品;标准对照为加入已知浓度的CFH蛋白标准样品的对照样品。
本发明的优选技术方案中,所述的终止液为酸溶液,优选酸溶液为2mol/L的硫酸溶液。
本发明的优选技术方案中,黄色反应产物的吸收度与CFH蛋白的浓度呈正比,可通过测量黄色反应产物的吸收度来定量检测CFH蛋白的浓度。
本发明的优选技术方案中,进一步采用双金鸡宁酸(BCA)法测定血清样品中的总蛋白浓度,计算CFH蛋白相对于样品中总蛋白的含量百分比,获得CFH蛋白的相对含量。
本发明的优选技术方案中,所述的双金鸡宁酸(BCA)法采用BCA蛋白定量试剂盒测定血清样品中的总蛋白浓度。
本发明的另一目的在于提供一种甲基苯丙胺成瘾的检测方法,采用免疫印迹法或者酶联免疫试剂盒定量检测人血清中的CFH蛋白含量,并将人血清中CFH含量表达上调用于鉴定或确认METH成瘾相关人群,优选所述的人血清中CFH含量选自CFH绝对含量、CFH相对含量的任一种或其组合,更优选所述的CFH相对含量为血清中CFH相对于血清总蛋白的质量百分比。
为了清楚地表述本发明的保护范围,本发明对术语进行如下界定:
本发明所述的人CFH蛋白的特异性多克隆抗体指由人CFH蛋白作为抗原刺激机体,产生免疫学反应,由机体的浆细胞合成并分泌的与人CFH蛋白有特异性结合能力的一组球蛋白,每种免疫球蛋白能识别人CFH蛋白分子上的一个表位。
本发明所述的对照样品包括空白调零对照、空白对照、标准对照的任一种,其中,空白调零对照为加入过氧化氢-四甲基联苯胺底物及终止溶液的对照样品,用于检测时调零OD值;空白对照为加入稀释液的对照样品;标准对照为加入已知浓度的CFH蛋白标准样品的的对照样品。
本发明所述的PBST缓冲液的组成为,NaCl 137mmol/L,KCl 2.7mmol/L,Na2HPO4 4.3mmol/L,KH2PO4 1.4mmol/L,TWEEN-20 0.05%,pH 7.4。
本发明所述的“抗原”广义地包括了在适当条件下能直接或间接引起特异性免疫反应,且与该反应的产物反应(即与特异性抗体或特异性致敏的T淋巴细胞的任一种或其组合反应)的任何物质,如蛋白/肽、多糖、脂类和多或寡核苷酸。
本发明所述的免疫检定方法包括基础夹心检定法(basic sandwich assay)、三联夹心检定(triple sandwich assay)法和免疫色谱检定法等。
本发明所述的基础夹心检定法,需要二个一级抗体,其中,一个一级抗体与固定载体结合,而另一个一级抗体用检测试剂标记。
本发明所述的夹心检定法中,夹心检定的固体载体选自塑料珠、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等;检测试剂可以是酶标记物(如碱性磷酸酶或辣根过氧化物酶)、荧光或发光试剂(如荧光黄,罗明丹,或吖啶颜料(acridium))、放射性同位素标记(如I125)、有色颗粒(如金、银、蓝色乳液或硒)等。
除非另有说明,本发明涉及液体与液体之间的百分比时,所述的百分比为体积/体积百分比;本发明涉及液体与固体之间的百分比时,所述百分比为体积/重量百分比;本发明涉及固体与液体之间的百分比时,所述百分比为重量/体积百分比;其余为重量/重量百分比。
与现有技术相比,本发明具有下述有益技术效果:
1、针对目前国际上对METH成瘾的鉴别诊断还停留在行为学指标上,缺乏有效的生物学指标,本发明采用双向电泳联用生物质谱技术,发现补体因子H(Complement factor H,CFH)和α1酸性糖蛋白2(Alpha-1-acid glycoprotein 2),转甲状腺素蛋白(Transthyretin),载脂蛋白L1(Apolipoprotein L1),和结合珠蛋白(Haptoglobin)在METH成瘾患者血清中稳定表达上调,可以作为METH成瘾相关的基因表达产物,并将人血清中CFH蛋白含量表达上调作为鉴定METH成瘾的指标。
2、本发明提供了人血清中CFH含量表达上调用于鉴定或确认METH成瘾相关人群的方法中的应用,优选所述的人血清中CFH含量选自CFH绝对含量、CFH相对含量的任一种或其组合,更优选所述的CFH相对含量为血清中CFH相对于血清总蛋白的质量百分比。
3、本发明采用白蛋白/IgG去除试剂盒对血清样品进行去除白蛋白和IgG的预处理后,再进行双向电泳分析,寻找和分析差异表达蛋白后,使用生物质谱技术对差异表达蛋白进行结构确认,结果显示,补体因子H(Complement factor H,CFH)和α1酸性糖蛋白2(Alpha-1-acid glycoprotein 2),转甲状腺素蛋白(Transthyretin),载脂蛋白L1(Apolipoprotein L1),和结合珠蛋白(Haptoglobin)在METH成瘾患者血清中稳定表达上调,可以作为METH成瘾相关的基因表达产物。CFH为METH成瘾患者血清中的差异表达蛋白之一。再利用酶联免疫吸附法和/或免疫印迹法检测待测血清中的CFH含量,再次验证了METH成瘾患者血清以及METH成瘾条件性位置偏爱模型大鼠血清和成瘾相关脑区(海马、腹侧被盖区)中的CFH水平表达稳定上调,从而确认CFH为METH成瘾的相关蛋白,并将人血清中CFH蛋白含量表达上调作为鉴定METH成瘾的指标。
附图说明
图1METH患者与对照血清蛋白双向电泳图谱;
图2表达差异蛋白区域放大及表达量分析结果;
图31号蛋白斑点肽指纹图谱(peptide mass fingerprinting,PMF)检测结果。
图41号蛋白斑点数据库检索结果。
图52号蛋白斑点肽指纹图谱(peptide mass fingerprinting,PMF)检测结果。
图62号蛋白斑点数据库检索结果。
图73号蛋白斑点肽指纹图谱(peptide mass fingerprinting,PMF)检测结果。
图83号蛋白斑点数据库检索结果。
图94号蛋白斑点肽指纹图谱(peptide mass fingerprinting,PMF)检测结果。
图104号蛋白斑点数据库检索结果。
图115号蛋白斑点肽指纹图谱(peptide mass fingerprinting,PMF)检测结果。
图125号蛋白斑点数据库检索结果。
图136号蛋白斑点肽指纹图谱(peptide mass fingerprinting,PMF)检测结果。
图146号蛋白斑点数据库检索结果。
图157号蛋白斑点肽指纹图谱(peptide mass fingerprinting,PMF)检测结果。
图167号蛋白斑点数据库检索结果。
图17METH成瘾条件性位置偏爱大鼠模型建立方法的示意图;
图18大鼠条件性位置偏爱(CPP)实验结果(与正常对照组相比:***P<0.001);
图19免疫印迹分析法分析METH成瘾患者及大鼠血清CFH表达变化情况(与正常对照组相比:*P<0.05;**P<0.01);
图20ELISA分析法分析METH成瘾患者及大鼠血清CFH表达变化情况(与正常对照组相比:*P<0.05;**P<0.01);
图21免疫印迹分析法分析METH成瘾大鼠相关脑区CFH表达变化情况(与正常对照组相比:*P<0.05;**P<0.01)。
具体实施方式
以下将结合实施例具体说明本发明,本发明的实施例仅用于说明本发明的技术方案,并非限定本发明的实质。
实施例1人血清样本的制备和CFH的分离
1、受试人群
METH成瘾患者经由北京大学中国药物依赖性研究所协助、从深圳市强制隔离戒毒所招募;正常对照(健康志愿者)从北京大学第三医院招募。所有受试者签署知情同意书后,由成瘾相关专业人员进行评估诊断。METH成瘾患者的选取依据中华人民共和国《吸毒成瘾认定办法》(公安部令第115号)、《苯丙胺类药物依赖诊断治疗指导原则》以及国际相关标准国际疾病分类第十版(International Classification of Diseases,ICD-10)和美国精神病学协会(American Psychiatric Association,APA)2000年修订的第四版精神病诊断与统计手册(The Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders-IV,DSM-IV)中的苯丙胺类药物依赖诊断标 准。
评估项目包括:苯丙胺类药物滥用行为、用药时间、减药或停药后的戒断症状、药物耐受性以及社会功能等。
METH成瘾患者组和正常对照组中的研究对象均为中国汉族男性,每组30名。
METH成瘾患者组的患者为口服方式成瘾者(见表1),年龄在25.9±4.0岁之间。采血时间为末次使用苯丙胺类药物48小时之内,且未经任何成瘾相关治疗。所有患者尿毒品检测结果均为阳性,并有自供或他供METH药物滥用史。
正常对照组从非METH成瘾的健康志愿者中招募(见表1),年龄在18-22岁之间,没有苯丙胺类药物滥用史,经过DSM-IV苯丙胺类药物依赖诊断标准的评定,排除METH成瘾以及其它精神类疾病。
表1.受试者统计学信息
2、受试血清样品的预处理
由专业护理人员进行静脉穿刺,获得METH成瘾患者组和正常对照组的血液样品。抽取血液后,立即在4℃下,3,000g转速离心10min,分离血清。血清样品分装,储存于-80℃冰箱备用。
从血清样本中随机选取患者和正常对照各12例,采用Calbiochem公司(U.S.A)的白蛋白/IgG去除试剂盒(Albumin/IgG Removal Kit)去除血清中的白蛋白和IgG。
将处理后的血清样品溶于500μL水化上样缓冲液(尿素8M,CHAPS 4%,DTT 65mM,Bio-Lyte0.2%,溴酚蓝0.001%)中,采用Bradford法定量检测血清样品中的总蛋白含量后,调整待测血清样品中的蛋白浓度至4μg/μL。
3.双向电泳(2-DE)
将蛋白浓度调整至4μg/μL的血清样品进行双向电泳分析(按照Bio-Rad公司双向电泳操作手册进行操作)。其中,第一向等电聚焦电泳程序见表2。第二向SDS-PAGE电泳使用12.5%的凝胶,起始时恒流15mA/gel,至样品完全走出IPG胶条,加大电流至25-30mA/gel,待溴酚蓝指示剂到达底部边缘时停止。
取出凝胶,放入固定液(甲醇50%,醋酸10%,40%去离子水)过夜,硝酸银染色(按照Bio-Rad公司双向电泳操作手册进行)后,用凝胶扫描仪获取凝胶图谱,并用PDQuest软件(Version 7.1;Bio-Rad,U.S.A)进行图谱分析。
METH成瘾患者与正常对照血清蛋白样品的代表性2-DE图谱如图1所示。样品采用17cm,pH 4-7的IPG胶条,硝酸银染色法进行染色。在所有表达发生变化的蛋白质斑点中选取变化稳定且分离度较好的7个差异蛋白质斑点进行后续的质谱鉴定(图2),7个斑点的局部放大图以及相对表达量如图2所示。
采用PDQuest软件统计分析7个差异蛋白质斑点的光密度测定值及相对变化值,结果见表3。
表2等电聚焦程序表(17cm IPG胶条)
表3
说明:表3中的斑点编号(spot no.)与图1和图2一致。点光密度为各个实验组的三个独立样本实验结果的平均值;CV为这些样本结果的变异系数;P值由t检验(student’s t-test)得到。
4.蛋白鉴定及数据库检索
选取变化稳定(重复3次及以上)、分离度较好、易切取的蛋白质斑点,斑点切下后,经过脱色和酶切后,进行生物质谱分析。
生物质谱分析采用美国ABI公司的Applied Biosystems 4700 Proteomics Analyzer MALDI-TOF/TOF质谱仪,用标准Marker峰作为外标校正质谱峰,正离子谱测定,获得肽质量指纹图谱。反射器正极重复率为200Hz,波长255nm。加速电压2kV。用肽标准试剂盒对仪器 进行自动校正。二级质谱用Glu1-fibrinopeptide B的碎片峰进行校准。所有的一级质谱谱图、二级质谱谱图均通过各自收集积累至少1000个到3000个激光点数据得到。结合一级质谱和二级质谱数据,用GPS Explorer软件(Version 3.5,Applied Biosystems)在SwissProt蛋白序列数据库中检索。检索参数包括:允许1处胰蛋白酶切位点漏切,一级质谱和二级质谱的允错值为±0.2Da,种属选择为人。
鉴定结果包括蛋白名称、数据库登录号、MOWSE得分、序列覆盖率、等电点、分子量、相对表达量变化情况等方面,结果见表4。
表4蛋白斑点质谱鉴定结果
说明:斑点编号(spot no.)与图1和图2一致。分子量为按照氨基酸序列计算得到的蛋白理论分子量;等电点为按照氨基酸序列计算得到的蛋白理论等电点;比率METH成瘾组/正常对照组表示各组斑点光密度值的比值。
由表3可见,3号斑点即为本发明的CFH。
各差异蛋白质斑点的肽指纹图谱(peptide mass fingerprinting,PMF)检测结果及数据库检索结果见图3-图16。
实施例2大鼠条件性位置偏爱(CPP)实验及大鼠血清和相关脑区组织的获取
为确认METH成瘾患者血清蛋白质组学的结果,我们制备了METH成瘾大鼠模型,并用CPP实验验证模型成功后,获取模其血清及成瘾相关脑区组织进行差异表达蛋白的验证。
雄性SD大鼠,30只,随即分为对照组(C组)和模型组(M组),每组15只。每天“handle”大鼠(用给药时所用手套捉拿大鼠并抚摸其腹部)使之适应之后的腹腔给药方式,适应3日后开始正式实验。正式实验分为三部分:训练前测试(pre-conditioning test),条件化训练(conditioning)和训练后测试(post-conditioning test)(见图17A)。主要实验方法如下:
CPP箱:本实验使用无偏爱箱,由三个小箱构成。两端两个小箱,即条件作用隔室(conditioning compartments),分别标记为A箱和B箱,三个小箱之间由两个附有可控开关小门的挡板隔开。A箱和B箱由箱壁灯光和地面脚感两种感知觉信号区分,A箱中为5个排列呈放射状的灯源和不锈钢条纹地板,B箱中为4个排列呈正方形的灯源和不锈钢网状地板。实验动物在CPP箱中的位置及活动情况由各小箱中的两道红外光束监测,并由计算机自动记录。
训练前测试:未给药前,记录大鼠在A、B箱中停留时间,计算CPP分值,即大鼠在伴药箱(B箱)停留时间与非伴药箱(A箱)停留时间的差值。时间差超过120s的大鼠淘汰不用。
条件化训练:在训练前测试后一天开始给药,腹腔注射METH,剂量为1ml/kg,给药方案见图17B。每只大鼠在6天中每日给药时间不得相差超过15min,给药后立刻放入指定箱中训练1h,关闭隔板间小门,使大鼠停留在一个箱中,其中B箱为伴药箱。训练方案见图17C。
训练后后测试:给药结束后第二天,将大鼠置于隔板间小门打开的CPP箱中,记录大鼠在不同箱中的停留时间,计算CPP分值。
训练前测试中,模型组大鼠与对照组大鼠CPP分值无显著性差异(图18A),即M组合C组大鼠在伴药箱(B箱)停留时间与非伴药箱(A箱)停留时间的差值之间无显著性差异,符合实验要求及平行对照原则。经过6天训练后,第7天的训练后测试结果表明,模型组大鼠CPP分值与对照组大鼠相比显著性增高(图18B),即M组大鼠在伴药箱(B箱)停留时间与非伴药箱(A箱)停留时间的差值与C组相比显著性增大,表明模型组大鼠出现对METH的觅药行为,大鼠METH成瘾CPP模型制备成功,采集其血清和分离获取成瘾相关脑区组织用于后续实验。
大鼠METH成瘾CPP模型建立成功后,将大鼠断头取血,冰上操作,迅速获取成瘾相关脑区组织:黑质(nigra)、纹状体(striatum)、海马(hippocampus)、伏隔核(NAc)、腹侧被盖区(VTA)和大脑皮层(cerebral cortex)等。
大鼠血清的获得方法同前述人血清获得方法。
组织称重后-80℃冰箱保存备用。在进行免疫印迹分析前,将大鼠各脑区组织匀浆,12,000rpm离心1h,抽取上清获得蛋白,分装,-80℃冰箱保存备用。
实施例3免疫印迹分析
为验证2-DE以及质谱得到的结果,确认CFH在成瘾人群及大鼠血清中与正常对照血清中存在差异表达,进行如下免疫印迹分析实验:
①患者血清免疫印迹分析
血清样品用Tris-HCl(0.01M,pH 7.4)缓冲液稀释30倍后上样,SDS-PAGE采用7.5%聚丙烯酰胺凝胶作为分离胶。5%脱脂牛奶封闭,一抗为CFH单克隆抗体(Santa Cruz,U.S.A),稀释比例1∶500。二抗为HRP标记IgG(Proteintech Group,U.S.A),稀释比例1∶2500。为保证蛋白上样量一致,加入内参。内参选用GAPDH,一抗为GAPDH多克隆抗体(Millipore,U.S.A),稀释比例1∶1000;二抗为HRP标记IgG(Proteintech Group,U.S.A),稀释比例1∶10000。ECL发光采用ECL超敏发光液试剂盒(北京普利莱公司)。
②大鼠血清及成瘾相关脑区免疫印迹分析
血清样品用Tris-HCl(0.01M,pH 7.4)缓冲液稀释30倍后上样,SDS-PAGE采用7.5%聚丙烯酰胺凝胶作为分离胶。5%脱脂牛奶封闭,一抗为CFH多克隆抗体(Santa Cruz,U.S.A),稀释比例1∶500。二抗为HRP标记IgG(Proteintech Group,U.S.A),稀释比例1∶2500。为保证蛋白上样量一致,加入内参。内参选用GAPDH,一抗为GAPDH多克隆抗体(Millipore,U.S.A),稀释比例1∶250;二抗为HRP标记IgG(Proteintech Group,U.S.A),稀释比例1∶10000。ECL发光采用ECL超敏发光液试剂盒(北京普利莱公司)。
患者、大鼠血清免疫印迹分析结果见图19。
由图19可见,无论在METH成瘾患者还是大鼠血清中,与对照组相比,CFH在METH成瘾组发生上调,并具有显著性差异,变化趋势与2-DE和质谱鉴定的结果一致。
实施例4酶联免疫吸附实验(ELISA)
为进一步定量验证CFH在成瘾人群及大鼠血清中与正常对照的表达差异,采用ELISA定量测定CFH在成瘾人群和成瘾大鼠血清中的含量。
①患者血清ELISA
采用人CFH酶联免疫分析试剂盒(Cusabio Biotech Co.,Ltd;产品编号:CSB-E08931h)分析人血清样品中的CFH含量。
②大鼠血清ELISA
采用大鼠CFH酶联免疫分析试剂盒(Cusabio Biotech Co.,Ltd;产品编号:CSB-E08932r)分析大鼠血清样品中的CFH含量。
患者、大鼠血清ELISA实验结果见图20。
由图20可见,与对照组相比,成瘾人和成瘾大鼠血清中的CFH在成瘾组含量均明显升高,并具有显著性差异,与之前的实验相符。
实施例5大鼠成瘾相关脑区CFH的免疫印迹分析
采用Bradford法检测成瘾大鼠6个相关脑区组织匀浆液中的总蛋白含量,取含有20μg蛋白质的样品上样,SDS-PAGE采用7.5%聚丙烯酰胺凝胶作为分离胶。5%脱脂牛奶封闭,一抗为CFH多克隆抗体(Santa Cruz,U.S.A),稀释比例1∶100。二抗为HRP标记IgG(Proteintech Group,U.S.A),稀释比例1∶2500。为保证蛋白上样量一致,加入内参。内参选用Actin,一抗为Act in多克隆抗体(Santa Cruz,U.S.A),稀释比例1∶500;二抗为HRP标记IgG(Proteintech Group,U.S.A),稀释比例1∶1000。ECL发光采用ECL超敏发光液试剂盒(北京普利莱公司)。结果见图21。
由图21可见,与对照组相比,CFH的表达在大鼠海马、腹侧被盖区组织中表达上调,具有显著性差异;而在大脑皮层、伏隔核、纹状体、黑质中的表达未见明显差异。
Claims (11)
1.补体H因子(Complement factor,CFH)用作甲基苯丙胺(methamphetamine,METH)成瘾相关人群的基因表达产物中的应用。
2.人血清中CFH含量表达上调用于鉴定或确认METH成瘾相关人群的方法中的应用,优选所述的人血清中CFH含量选自CFH绝对含量、CFH相对含量的任一种或其组合,更优选所述的CFH相对含量为血清中CFH相对于血清总蛋白的质量百分比。
3.免疫印迹法用于定量检测人血清中CFH蛋白含量的方法中的应用。
4.一种用于双向电泳(2-DE)分析的血清样品的预处理方法,包括下述步骤:
1)静脉穿刺,分别抽取METH成瘾患者组和正常对照组的血液样品;
2)将抽取的待测血液样品置于4℃下,3,000g转速离心10min,分离血清,再用白蛋白/IgG去除试剂盒去除血清中的白蛋白和IgG,即得。
5.一种血清差异表达蛋白的鉴定方法,包括下述步骤:
1)分别抽取METH成瘾患者组和正常对照组的血清样品,将其使用白蛋白/IgG去除试剂盒去除血清中的白蛋白和IgG,获得待测血清样品;
2)将待测血清样品采用双向电泳进行分离,包括第一向等电聚焦电泳和第二向SDS-聚丙烯酰胺电泳,得到蛋白分离凝胶;
3)将步骤2)得到的蛋白分离凝胶进行硝酸银染色,得到METH成瘾患者组和正常对照组的血清样品的双向电泳图谱;
4)将步骤3)中得到的双向电泳图谱进行比对,选取变化稳定(重复3次及以上)、分离度较好、易切取的蛋白质斑点,斑点切下后,经过脱色和酶切后,进行生物质谱分析,得到蛋白质斑点的肽质量指纹图谱;
5)将步骤4)得到的蛋白质斑点的肽质量指纹图谱在SwissProt蛋白序列数据库中检索,得到差异表达蛋白质的名称及其相关信息。这些差异高表达的蛋白是补体因子H(Complementfactor H,CFH),α1酸性糖蛋白2(Alpha-1-acid glycoprotein 2),转甲状腺素蛋白(Transthyretin),载脂蛋白L1(Apolipoprotein L1),和结合珠蛋白(Haptoglobin)。
6.根据权利要求5所述的鉴定方法,所述的对照样品包括空白调零对照、空白对照、标准对照的任一种,其中,空白调零对照为加入过氧化氢-四甲基联苯胺底物及终止溶液的对照样品,用于检测时调零OD值;空白对照为加入稀释液的对照样品;标准对照为加入已知浓度的CFH蛋白标准样品的对照样品。
7.一种酶联免疫试剂盒,所述试剂盒由包被CFH蛋白的特异性多克隆抗体的酶标板、封闭液、样品稀释液、抗原标准品、CFH蛋白的特异性多克隆抗体、辣根过氧化物酶(HRP)标记的抗CFH多克隆抗体的二抗、浓缩洗涤液、底物和终止液,其中,所述的封闭液为含1%牛血清白蛋白的PBST溶液,所述的样品稀释液为0.01M Tris-HCl(pH 7.4)缓冲液,所述抗原标准品为纯化的重组人CFH蛋白抗原,所述的浓缩洗涤液为25×PBST缓冲液,所述的底物为过氧化氢-四甲基联苯胺,所述的终止液为酸溶液,优选为2M的硫酸溶液。
8.一种夹心式酶联免疫法定量检测人血清CFH蛋白的方法,所述的方法包括下述步骤:
1)将血清样品用0.01M Tris-HCl(pH 7.4)缓冲液稀释20-50倍(优选稀释为30倍),制得待测样品;
2)将对照样品和待测样品分别加入包被了浓度为100ng/mL-20ug/mL人CFH蛋白的特异性多克隆抗体的微孔板上的微孔中,振摇,使CFH蛋白与人CFH蛋白的特异性多克隆抗体充分结合;
3)用PBST缓冲液冲洗微孔板,去除未结合的其他组分后,加入以封闭液稀释的CFH蛋白特异性多克隆抗体稀释液,充分结合;
4)弃去孔内液体后,用PBST缓冲液冲洗,去除未结合的抗体及其它组分,加入以封闭液稀释的辣根过氧化物酶(HRP)标记的抗CFH多克隆抗体的二抗,充分结合;
5)弃去孔内液体后,用PBST缓冲液冲洗,去除未结合的抗体及其它组分,HRP标记的抗体后,加入过氧化氢-四甲基联苯胺底物,与HRP反应;
6)加入终止液,使反应停止,在450nm波长处,测定黄色反应产物的吸收度,获得CFH蛋白的绝对含量。
9.根据权利要求8所述的方法,进一步采用双金鸡宁酸(BCA)法测定血清样品中的总蛋白浓度,计算CFH蛋白相对于样品中总蛋白的含量百分比,获得CFH蛋白的相对含量。
10.根据权利要求8或9所述的方法,所述的双金鸡宁酸(BCA)法采用BCA蛋白定量试剂盒测定血清样品中的总蛋白浓度。
11.一种甲基苯丙胺成瘾的检测方法,采用免疫印迹法或者酶联免疫试剂盒定量检测人血清中的CFH蛋白含量,并将人血清中CFH含量表达上调用于鉴定或确认METH成瘾相关人群,优选所述的人血清中CFH含量选自CFH绝对含量、CFH相对含量的任一种或其组合,更优选所述的CFH相对含量为血清中CFH相对于血清总蛋白的质量百分比。
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