高尿酸血癥腎臟病致病因子預(yù)篩選方法、系統(tǒng)和存儲介質(zhì)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)屬于藥物開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高尿酸血癥腎臟病致病因子預(yù)篩選方法、系統(tǒng)和存儲介質(zhì)。本發(fā)明專利技術(shù)的方法包括如下步驟：步驟1，對高尿酸血癥腎臟病動物模型進行檢測；步驟2，根據(jù)步驟1的檢測結(jié)果分析轉(zhuǎn)錄因子是否為致病因子；其中，確定因子為致病因子的標準是滿足如下四個條件：1）所述因子在重組TAD中受增強子調(diào)控；2）所述因子通過生物標志物環(huán)與增強子相互作用；3）所述因子及其增強子與生物標志物結(jié)合；4）所述因子高表達。本發(fā)明專利技術(shù)還提供了實現(xiàn)上述方法的系統(tǒng)。本發(fā)明專利技術(shù)的方法效率和準確度高，在藥物開發(fā)等領(lǐng)域中具有很好的應(yīng)用前景。在藥物開發(fā)等領(lǐng)域中具有很好的應(yīng)用前景。在藥物開發(fā)等領(lǐng)域中具有很好的應(yīng)用前景。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
高尿酸血癥腎臟病致病因子預(yù)篩選方法、系統(tǒng)和存儲介質(zhì)


[0001]本專利技術(shù)屬于藥物開發(fā)
，具體涉及一種高尿酸血癥腎臟病致病因子預(yù)篩選方法、系統(tǒng)和存儲介質(zhì)。

技術(shù)介紹

[0002]高尿酸血癥腎臟?。℉yperuricemia Nephropathy，HN）人群發(fā)病率在5.46%
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19.30%，患病人數(shù)眾多且發(fā)病人群趨于年輕化，成為繼糖尿病之后的第二大代謝病。血液中升高的尿酸及沉積在腎臟中的尿酸結(jié)晶可破壞腎臟結(jié)構(gòu)，影響腎臟功能，最終導(dǎo)致尿酸性腎臟病。腎間質(zhì)纖維化是尿酸性腎病最為典型的病理改變，也是疾病進展至終末期的最常見病理學(xué)途徑之一，表觀遺傳調(diào)控機制在腎臟纖維化進程中發(fā)揮了重要作用。因此，利用多組學(xué)技術(shù)手段，挖掘高尿酸血癥腎臟病關(guān)鍵致病因子，對尋找新的藥物干預(yù)靶點，阻斷腎間質(zhì)纖維化發(fā)展，治療高尿酸血癥腎臟病，具有潛在的應(yīng)用價值。
[0003]基因在轉(zhuǎn)錄起始時，增強子需要在致病因子的輔助下發(fā)生空間構(gòu)象變化，與啟動子發(fā)生互作（Promoter Enhancer Interaction, PEI），以保證基因穩(wěn)定高效的轉(zhuǎn)錄。因此，增強子自身活性狀態(tài)發(fā)生變化，以及與啟動子的互作關(guān)系發(fā)生變化，均可調(diào)控基因的表達。PEI形成后構(gòu)成染色質(zhì)三維低級結(jié)構(gòu)：回環(huán)結(jié)構(gòu)（loop），其主要存在于染色質(zhì)三維高級結(jié)構(gòu)：拓撲相關(guān)結(jié)構(gòu)域（Topologically associating domain, TAD）中，TAD的主要作用是增強TAD內(nèi)部的轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件之間的相互作用，減少TAD與TAD之間轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件的相互作用，從而控制基因的表達。TAD之間存在著可變化的邊界（boundary），其邊界的變化會導(dǎo)致TAD結(jié)構(gòu)的重塑，是調(diào)控loop的主要方式之一。
[0004]HiChIP技術(shù)（in situ HiC followed by chromatin immunoprecipitation），是2016年出現(xiàn)的一種以蛋白為中心的染色質(zhì)構(gòu)象分析方法，其結(jié)合了HiC技術(shù)和ChIA
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PET技術(shù)，用更小的數(shù)據(jù)量獲取更高分辨率的染色質(zhì)三維結(jié)構(gòu)信息。目前，HiChIP技術(shù)主要用于轉(zhuǎn)錄調(diào)控等分子機制研究。而TAD與高尿酸血癥腎臟病等疾病的相關(guān)性的研究尚未見到任何報道，因此可用于檢測TAD重塑的HiChIP技術(shù)此前并未應(yīng)用于致病因子篩選領(lǐng)域。
[0005]目前已有不少致病因子的篩選方法，比如過表達開放閱讀框（Open Reading Frame, ORF），利用RNAi（RNA interference）抑制基因的表達，或者通過CRISPR（clustered regularly interspaced short palindromic repeats）技術(shù)敲除基因，再輔助于流式或者單細胞測序等報告系統(tǒng)進行篩查。這些方法會幫助研究者發(fā)現(xiàn)一些新的致病因子，但也存在一些缺點。比如需要提前構(gòu)建大量的文庫，設(shè)置特定的報告系統(tǒng)、容易脫靶、工作量大。因此在開啟大量的篩選工作前進行一次預(yù)篩選就顯得特別重要。為此，科學(xué)家們利用RNA
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Seq、ChIP
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Seq和蛋白質(zhì)譜等技術(shù)，對致病因子進行預(yù)篩選。然而，即使同時利用以上多種技術(shù)組合篩選，仍無法避免篩選準確度較低，人力物力投入過高等問題，因此新的預(yù)篩選技術(shù)的開發(fā)迫在眉睫。

技術(shù)實現(xiàn)思路

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)的問題，本專利技術(shù)提供一種高尿酸血癥腎臟病致病因子預(yù)篩選方法、系統(tǒng)和存儲介質(zhì)，目的在于通過整合基于集成TAD重組的多組學(xué)分析與轉(zhuǎn)錄因子基序富集分析實現(xiàn)一種新的高尿酸血癥腎臟病致病因子的預(yù)篩選方法，解決當(dāng)前對致病因子預(yù)篩選準確度不高的問題。
[0007]一種高尿酸血癥腎臟病致病因子預(yù)篩選方法，包括如下步驟：步驟1，對高尿酸血癥腎臟病動物模型進行檢測；步驟2，根據(jù)步驟1的檢測結(jié)果分析轉(zhuǎn)錄因子是否為致病因子；其中，確定因子為致病因子的標準是滿足如下四個條件：1）所述因子在重組TAD中受增強子調(diào)控；2）所述因子通過生物標志物環(huán)與增強子相互作用；3）所述因子及其增強子與生物標志物結(jié)合；4）所述因子高表達。
[0008]優(yōu)選的，步驟1中，所述檢測包括in situ HiC；步驟2中，通過所述in situ HiC檢測的結(jié)果分析所述因子在重組TAD中是否受增強子調(diào)控。
[0009]優(yōu)選的，步驟1中，所述檢測包括in situ HiC和HiChIP；步驟2中，通過所述in situ HiC和HiChIP檢測的結(jié)果分析所述因子是否通過生物標志物環(huán)與增強子相互作用。
[0010]優(yōu)選的，步驟1中，所述檢測包括ChIP
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Seq；步驟2中，通過所述ChIP
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Seq檢測的結(jié)果分析所述因子及其增強子是否與生物標志物結(jié)合。
[0011]優(yōu)選的，步驟1中，所述檢測包括RNA
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Seq；步驟2中，通過所述RNA
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Seq檢測的結(jié)果分析所述因子是否高表達。
[0012]優(yōu)選的，確定所述因子高表達的標準是：4.1）按照因子的表達量對所有因子排序，所述因子位于前10%；4.2）與正常對照組動物模型相比，所述因子的表達量具有顯著差異。
[0013]優(yōu)選的，所述動物模型為小鼠模型。
[0014]本專利技術(shù)還提供一種高尿酸血癥腎臟病致病因子預(yù)篩選系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)獲取模塊，用于對高尿酸血癥腎臟病動物模型進行檢測得到檢測結(jié)果；數(shù)據(jù)分析模塊，用于按照上述高尿酸血癥腎臟病致病因子預(yù)篩選方法對檢測結(jié)果進行分析；數(shù)據(jù)輸出模塊，用于輸出數(shù)據(jù)分析模塊的分析結(jié)果。
[0015]本專利技術(shù)還提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有用于實現(xiàn)上述高尿酸血癥腎臟病致病因子預(yù)篩選方法的計算機程序。
[0016]本專利技術(shù)中所述“預(yù)篩選”是指能從測序數(shù)據(jù)里面篩選出功能、機制等結(jié)果體現(xiàn)出來的致病因子，預(yù)篩選的目的在于降低藥物篩選和靶向藥物設(shè)計的成本。所述“生物標志物”是指可以標記系統(tǒng)、器官、組織、細胞及亞細胞結(jié)構(gòu)或功能的改變或可能發(fā)生的改變的生化指標。本專利技術(shù)中所述“生物標志物”指代的是與高尿酸血癥腎臟病或慢性腎臟病相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子，且根據(jù)HiChIP技術(shù)測序可以形成回環(huán)結(jié)構(gòu)，即“生物標志物環(huán)”。本專利技術(shù)對生物標志物的選擇可根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的文獻報道確定。
[0017]本專利技術(shù)的專利技術(shù)人團隊在研究工作中發(fā)現(xiàn)，小鼠在高尿酸血癥腎臟病疾病狀態(tài)下差
異變化的組蛋白修飾位點上存在大量轉(zhuǎn)錄因子的富集。因此本專利技術(shù)提出了充分利用致病因子基于TAD重塑的調(diào)控機制，并整合多組學(xué)，加入轉(zhuǎn)錄因子基序富集分析，從而提出了一種新的方法來識別新型的高尿酸血癥腎臟病致病因子。本專利技術(shù)的方法用于篩選高尿酸血癥腎臟病的致病因子，具有準確度高的優(yōu)點，可減少人工驗證的工作量，在藥物研發(fā)等相關(guān)領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。
[0018]顯然，根據(jù)本專利技術(shù)的上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識和慣用手段，在不脫離本專利技術(shù)上述基本技術(shù)思想前提下，還可以做出其它多種形式的修改、替換或變更。
[0019]以下通過實施例形本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種高尿酸血癥腎臟病致病因子預(yù)篩選方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟1，對高尿酸血癥腎臟病動物模型進行檢測；步驟2，根據(jù)步驟1的檢測結(jié)果分析轉(zhuǎn)錄因子是否為致病因子；其中，確定因子為致病因子的標準是滿足如下四個條件：1）所述因子在重組TAD中受增強子調(diào)控；2）所述因子通過生物標志物環(huán)與增強子相互作用；3）所述因子及其增強子與生物標志物結(jié)合；4）所述因子高表達。2.按照權(quán)利要求1所述的高尿酸血癥腎臟病致病因子預(yù)篩選方法，其特征在于：步驟1中，所述檢測包括in situ HiC；步驟2中，通過所述in situ HiC檢測的結(jié)果分析所述因子在重組TAD中是否受增強子調(diào)控。3.按照權(quán)利要求1所述的高尿酸血癥腎臟病致病因子預(yù)篩選方法，其特征在于：步驟1中，所述檢測包括in situ HiC和HiChIP；步驟2中，通過所述in situ HiC和HiChIP檢測的結(jié)果分析所述因子是否通過生物標志物環(huán)與增強子相互作用。4.按照權(quán)利要求1所述的高尿酸血癥腎臟病致病因子預(yù)篩選方法，其特征在于：步驟1中，所述檢測包括ChIP
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Seq；步驟2中，通過所述ChIP
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Seq檢測的結(jié)果分析所述因子及其增強子是否與生物標志物...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳一龍，曾筱茜，應(yīng)志野，于浩澎，楊麗娜，匡亞嵐，辜永紅，馬良，
申請(專利權(quán))人：四川大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：