反映空气中可吸入颗粒物累积影响的唾液dna甲基化标志物与试剂盒的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于遗传学、分子生物学、基因组学和生物健康监测以及疾病预防技术领 域，涉及一种适合于家庭等场合应用的健康监测与环境风险评估技术，特别地，涉及可用于 检测空气污染（如PM2. 5)对人体影响的基因甲基化位点。
【背景技术】
[0002] 据报道空气中颗粒物质（PM)的暴露与肺癌风险的增加密切相关，实验和流行病 学研宄表明，PM的质量可能诱导癌变相关的生物学变化。空气污染如PM是肺癌和心血管疾 病的重要诱因，对于个体在日常生活中受空气污染影响的情况进行监测与评价，对于提高 生活质量、预防疾病具有重要的意义。许多基因被认为与肺癌有关，但还不是很清楚的是： 空气污染如PM会影响到哪些基因，对受影响的基因有何作用。因此，有必要深入研宄空气 污染如PM影响的基因以及其在基因水平的作用机制。
[0003] 基因可通过在胞嘧啶上甲基化来调控基因表达，尤其是启动子区5' CpG岛的甲 基化在人类癌症的发展中已成为最重要的表观遗传机制之一。本领域中有多种方法检测 DNA的甲基化。甲基化敏感性限制性内切酶-PCR/Southern (MSRE-PCR/Southern)方法是 利用甲基化敏感性限制性内切酶将DNA切割为大小不同的片段，并进行PCR/Southern分 析的方法。该方法是基于限制性内切酶的甲基化分析方法。另还有基于经重亚硫酸盐处 理的，以及在此基础上衍生出的一些甲基化分析方法，例如重亚硫酸盐测序法（Bisulphite Sequencing)、甲基化特异性 PCR (methylation-specific PCR, MS-PCR)、焦磷酸测序 (Pyrosequencing)、结合重亚硫酸盐的限制性内切酶法（combined bisulfiterestriction ana lysis, COBRA)等等。近年来涌现出不少基于全基因组的甲基化分析方法，也称为甲基 化图谱分析（methylation profiling)，该方法检测样本量大，可检测多个位点。例如，基于 MassARRAY技术的飞行质谱分析方法可实现多重CpG的检测；基于高通量测序的分析方法； 以及基于芯片的甲基化图谱分析：安捷伦的Human CpG Island Microarray Kit、Illumina 的 Infinium HumanMethylation27 BeadChip 芯片和 Infinium Human Methylation450 BeadChip芯片等等多种甲基化分析方法。
【发明内容】
[0004] 目前，绝大部分对基因甲基化分析的研宄都是以血液样品作为对象。由于需要对 个体进行多次采样，为提高受试者的依从性，本发明没有采用文献中普遍使用的血细胞DNA 甲基化检测，而是采用了取样更为方便的唾液DNA甲基化检测。唾液中含有钠、钾、钙、镁 等多种电解质，糖蛋白、免疫球蛋白、溶菌酶、唾液淀粉酶等各种蛋白质，还有可从中获得遗 传信息的脱落口腔上皮细胞。唾液含有丰富的人体健康信息且易于获取，因此相对传统的 血液样品，唾液是一个更为理想的便捷的样品对象。DNA的甲基化并不是一成不变的，会在 环境因素、生活习惯，心理状态等各种因素的影响下发生变化，且近期的研宄表明，唾液、血 液、精液等体液中的DNA甲基化差异非常大。因此，唾液的DNA甲基化变化可反映外界各种 因素对人体的影响。针对唾液进行相关甲基化研宄，获取唾液中DNA甲基化标志物是非常 重要的。
[0005] 本发明对空气中可吸入颗粒物与唾液中F2RL3基因甲基化之间的相关性进行评 估，同时找到一种分析唾液中DNA甲基化变化的新的检测方法。而且，发明了一种评估空气 污染如空气中可吸入颗粒物对身体造成影响的评价方法。
[0006] 本发明的目的在于提供一种检测空气中可吸入颗粒物对人体影响的试剂盒，其利 用唾液作为检测对象，能够检测唾液DNA中F2RL3基因的核苷酸区段的甲基化，所述F2RL3 基因的序列如SEQ ID NO :1所不。
[0007] 本发明的另一目的在于提供所述核苷酸区段在F2RL3基因 SEQ ID NO : 1中的位 置为1627~1832,具体序列如SEQ ID NO :2所示。
[0008] 本发明的另一目的在于提供的试剂盒用于检测所述核苷酸区段在SEQ ID NO :1的 第1671、1682、1723、1758、1773、1791和1802位的七个CpG位点中任一位点的甲基化。
[0009] 本发明的另一目的在于提供的试剂盒，采用sequenom公司的飞行质谱方法检测 所述核苷酸区段的甲基化情况，并提供检测所用的引物对。
[0010] 本发明的另一目的在于提供的引物对可以在严格条件下与SEQ ID NO :2的基因序 列杂交。
[0011] 本发明的另一目的在于提供的引物对的序列如SEQ ID NO :3和SEQ ID NO :4所 不O
[0012] 本发明的另一目的在于提供的可以在严格条件下与SEQ ID NO :2的基因序列杂交 的引物对用于制备检测空气中可吸入颗粒物对人体影响的试剂盒的用途。
[0013] 本发明的另一目的在于用于制备检测空气中可吸入颗粒物对人体影响的试剂盒 的用途的引物对的序列如SEQ ID NO :3和SEQ ID NO :4所示。
[0014] 本发明的方法有如下优点：
[0015] 1.本方法采集的是唾液样本，对人体无创伤，有利于对个体进行长期持续观测。
[0016] 2.本发明选择检测的甲基化位点群与PM2. 5显著相关，且分布于与吸烟紧密相关 基因 F2RL3上，可对人体受到的空气小分子颗粒物伤害进行有效评估。
[0017] 3.本方法具有检测方便，成本低廉、高通量的特点，适合推广。
【附图说明】
[0018] 参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下 描述得以阐明，其中：
[0019] 图1为每个受试者CpG2的DNA甲基化值以及对应PM2. 5值的相关性示意图。
[0020] 图2为每个受试者CpG3的DNA甲基化值以及对应PM2. 5值的相关性示意图。
[0021] 图3为每个受试者CpG4的DNA甲基化值以及对应PM2. 5值的相关性示意图。
[0022] 图4为每个受试者CpG5的DNA甲基化值以及对应PM2. 5值的相关性示意图。
[0023] 图5为每个受试者CpG6的DNA甲基化值以及对应PM2. 5值的相关性示意图。
[0024] 图6为每个受试者CpG7的DNA甲基化值以及对应PM2. 5值的相关性示意图。
[0025] 图7为所有受试者所有甲基化位点平均值以及对应PM2. 5值的相关性示意图。
[0026] 图8为PM2. 5累积效应对DNA甲基化的影响示意图。
[0027] 图9为监测3天甲基化与前一段时间PM2. 5累积效应的相关性示意图。
[0028] 图10为监测2天甲基化与前一段时间PM2. 5累积效应的相关性示意图。
[0029] 图11为监测当天甲基化与前一段时间PM2. 5累积效应的相关性示意图。
【具体实施方式】
[0030] 通过以下的【具体实施方式】，对本发明的上述内容再作进一步的详细解释及展述， 使本领域的普通技术人员能够更加容易地理解本发明，但不应该将此理解为本发明所述 主题的范围仅限于以下的实例及限制本发明的任何或所有权利，更不应该背离本发明的精 神。
[0031] 本发明发现了空气污染PM2. 5与F2RL3基因的甲基化有关。空气污染如PM2. 5是 肺癌和心血管疾病的重要诱因，而F2RL3基因的甲基化本身是与吸烟密切基因。因此，发明 人推测，空气污染如PM2. 5通过影响F2RL3基因的甲基化，从而进一步由所述基因的变化导 致某些疾病。F2RL3基因在NCBI中的编号为NC_000019. 10,位于第19号染色体上（基因 组版本：Genome Reference Consortium Human Build 38 patch release 2，GRCh38.p2)， 位置为 16889015 ~16892019。F2RL3 的基因序列如下（SEQ ID NO :1):
[0032]
[0036] 本发明选择F2RL3基因进行甲基化检测的核苷酸区段在F2RL3基因中的位置为 1627~1832 (如上述序列中下划线所示），进行甲基化检测的CpG位点分别位于核苷酸区 段的1671、1682、1723、1758、1773、1791、1802的七个位点（如下述序列中下划线所示）。所 示核苷酸区段的具体序列如下：
[0037] cccaggccaagtctgtgccaatgacagtgacaccctggagctcccKgacagctcacKggcactgcttct gggctgggtgcccaccaggctggtgcc迎ccctctatgggctggtcctggtggtggggctgc弘gccaatgggctgg cgctgtgggtgctggccacgcaggcacctcggctgccctccaccatgetgetgatgaacc
[0038] (SEQ ID NO :2)
[0039] 实施例
[0040] 一：主要仪器与试剂
[0041] 基因扩增：ABI GeneAmp97OO 3別 Dual ;
[0042] 质谱点样：MassARRAY Nanodispenser RS1000 ;
[0043] 质谱分析：MassARRAY Compact System ;
[0044] 试剂：EpiTYPERRT Complete Reagent Set
[0045] 二、SEQUENOM 甲基化检测
[0046] 1.本发明选择15名健康受试者，于每天晚上8点采集唾液，持续35天。
[0047] 2.引物设计及合成
[0048] 将待测序列输入到EpiDesigner软件，确定可检测的区段，得到引物序列。采用 HPLC方法合成引物。引物序列如SEQ ID NO :3和SEQ ID NO :4所示：
[0049] SEQ ID NO ： 3:AGGAAGAGAGGGTTTATTAGTAGTATGGTGGAGGG ；
[0050] SEQ ID NO ：4: