本发明涉及生物
技术领域：
，具体涉及一种诊断前列腺癌的产品及其应用。
背景技术：
：前列腺癌是发生于男性前列腺组织中的恶性肿瘤，在全球范围内已经成为男性第二大类常见肿瘤，位于癌症相关死亡率第六位。在欧美等发达国家和地区，它是男性最常见的恶性肿瘤，其死亡率居各种癌症的第二位；在亚洲，其发病率低于西方国家，但近年来呈迅速上升趋势，且增长比欧美发达国家更加迅速。我国前列腺癌发病率也在逐年提高，已位于男性泌尿生殖系统恶性肿瘤的第三位，仅次于膀胱癌和肾癌。前列腺癌一般在50岁以后发病，95％发生于60岁以上的老年男性，发生率持续地随着年龄增长而增加。前列腺癌早期多无任何症状，即使有所不适，也不足以引起病人的重视，当肿瘤增大压迫尿道时，又往往与前列腺增生相混淆。在我国约80％的病人首先发现远处转移病灶才发现前列腺癌。此时，病变已达晚期，预后不良。所以，前列腺癌的早期诊断对前列腺癌病人的治疗有极为重大的意义。目前前列腺癌的临床诊断方式目前主要有前列腺直肠指检(DRE)、血清前列腺特异性抗原(PSA)检测、直肠超声波检测、活组织病理检查等。直肠指检是前列腺癌诊断的经典技术，主要通过医生的食指触摸前列腺，以判断前列腺结节的大小和形状，从而判断是否患有前列腺癌。但直肠指检的局限性也很强：(1)患者前列腺肿块不大时，易漏诊；(2)部分患者前列腺癌肿大不明显，但已属于晚期；(3)患者直肠有疾患时不能使用此检测；(4)医生经验不足时可能有漏诊或者误诊的可能。前列腺超声波检测虽然操作简单直观、无损伤，但该方法容易与前列腺炎和前列腺肥大混同，已不再用于前列腺癌分期诊断。活组织病理检查因其创伤性、复杂性不能作为初筛的手段，但它是前列腺癌确诊的金标准，一般与其他方法技术连用。目前对前列腺癌的筛查诊断主要依靠血清PSA检测和前列腺穿刺病理活检相结合的方法。正常情况下血液中的PSA不高(不高于4ng/ml)，当处于前列腺癌及其他前列腺疾病患病状态时，PSA升高成为目前筛查前列腺癌最敏感的瘤标，但PSA增高也常见与非前列腺癌疾病，如前列腺炎症、前列腺增生等多重泌尿系统疾病有关，因此不易确诊，甚至可能导致疾病的误检、误诊或者病情的延误。此外，PSA增高确诊前列腺癌时，往往患者已经属于中后期，达不到早期诊断的目的。而穿刺活检的检出率与活体穿刺的次数、位置都有较大关系，不是非常稳定的诊断方案。因此，研究更有效的前列腺癌标记物对提高前列腺癌的早期诊断及为患者制定合理的个体化治疗方案，减少前列腺癌患者死亡率和改善生活质量有重要的意义，如果能有一种检测试剂盒，可以提高前列腺癌的检出率和准确率，对于前列腺癌的临床治疗有着重大的意义。LOC730668属于lncRNA(longnon-codingRNA，长链非编码RNA)，是一类转录本长度超过200bp核苷酸的非编码RNA，近年研究发现它是一类具有重要生物学功能的RNA，参与基因组印记、染色体沉默、染色质修饰、转录激活、转录干扰、核内运输等多种重要的调控过程，在细胞分化和发育、基因转录和翻译、遗传和表观遗传等生命活动中均发挥重要的调控作用。越来越多的权威研究证实lncRNA在肿瘤的发生发展中起着抑制或促进肿瘤的作用，在调控肿瘤细胞增殖、凋亡、细胞周期、侵袭转移能力等方面，均具有十分重要作用。目前己有较多lncRNAs被证实在包括乳腺癌、前列腺、黑色素瘤、肝癌、结肠癌、膀胱癌等在内的人类多种肿瘤中存在差异表达并执行重要的调控功能。早期有效检测肿瘤的发生、发展及提高抗癌药物的疗效对于癌症的治疗尤为重要，发明新型肿瘤标志物作为诊断与治疗的靶点一直是肿瘤研究的热点。lncRNA与前列腺癌密切相关，它们可能参与肿瘤的发生、发展和转移，所以对肿瘤的发病机制、早期诊断、个体化治疗、转移的检测和预后等可能有相应的作用。技术实现要素：为了实现前列腺癌的早期发现，早期干预，本发明的目的在于提供一种诊断前列腺癌的产品，所述产品能够通过检测被试者血清、尿液和组织样本中LOC730668的表达水平来诊断前列腺癌。本发明的另一目的在于提供所述产品在前列腺癌高危人群筛选、治疗、监测及预后中的应用。为实现上述目的，本发明首先提供一种诊断前列腺癌的产品，所述产品能够通过检测被试者血清、尿液和组织样本中LOC730668的表达水平来诊断前列腺癌。更进一步地研究发现，所述LOC730668在前列腺癌组织中表达下调，显示LOC730668与前列腺癌的肿瘤发生、发展存在着密切的相关性。进一步地，所述诊断前列腺癌的产品包括基因芯片或前列腺癌诊断试剂盒。优选的，所述芯片具有基片和点样于基片上点样区的点样DNA，所述点样DNA包括特异性结合于前列腺癌相关基因转录本的探针，所述基因是LOC730668。优选的，所述前列腺癌诊断试剂盒包括定量PCR反应体系：(1)特异扩增LOC730668和对照GAPDH的两对引物；检测LOC730668的引物序列如下：LOC730668上游引物序列：SEQIDNO:2LOC730668下游引物序列：SEQIDNO:3；对照GAPDH的引物序列如下：GAPDH上游引物序列：SEQIDNO:4GAPDH下游引物序列：SEQIDNO:5；(2)SYBRGreen聚合酶链式反应体系，包括PCR缓冲液、SYBRGreen荧光染料、dNTPs等。进一步地，本发明提供了所述产品在前列腺癌高危人群筛选、治疗、监测及预后中的应用。优选的，所述应用是通过检测被试者血清、尿液和组织样本中LOC730668的含量，并与正常水平LOC730668的含量相比较，以进行前列腺癌高危人群筛选、诊断、治疗、监测及预后。本发明的有益效果如下：本发明公开了一种诊断前列腺癌的产品及其应用，该产品能够通过检测被试者组织样本中LOC730668的表达水平来诊断前列腺癌，并进一步证实LOC730668在前列腺癌组织中表达下调。利用该分子标记物检测前列腺癌不仅能够快速有效的做到早期检测，而且为基因治疗、药物治疗等临床应用提供了治疗靶点和重要依据。附图说明图1本发明中实施例2中前列腺癌组织样本中LOC730668表达下调。具体实施方式以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用的试剂可以商业购买得到。本发明的发明人对10例前列腺癌组织样本及对应癌旁组织样本进行高通量测序，结合生物信息学方法进行基因筛选，挑选出候选lncRNALOC730668，现有研究中并没有LOC730668和前列腺癌相关的报道，进一步，发明人进行了分子生物学方法验证，证实了LOC730668在前列腺癌组织中表达下调，其相关制剂可用于治疗前列腺癌。本发明的LOC730668是在本发明之前的已知lncRNA，其基本信息如下：Genbank登录号：GeneID:730668，来源于人类基因组，其核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。本发明采用RT-PCR方法检测上述lncRNA在前列腺癌患者和正常人群中的表达，并验证了该lncRNA在前列腺癌患者中表达下调。荧光定量PCR法是通过荧光染料或荧光标记的特异性的探针，对PCR产物进行标记跟踪，实时在线监控反应过程，结合相应的软件可以对产物进行分析，计算待测样品模板的初始浓度。荧光定量PCR的出现，极大地简化了定量检测的过程，而且真正实现了绝对定量。多种检测系统的出现，使实验的选择性更强。自动化操作提高了工作效率，反应快速、重复性好、灵敏度高、特异性强、结果清晰。基因芯片(genechip)(又称DNA芯片、生物芯片)的原型是80年代中期提出的。基因芯片的测序原理是杂交测序方法，即通过与一组已知序列的核酸探针杂交进行核酸序列测定的方法，在一块基片表面固定了序列已知的靶核苷酸的探针。当溶液中带有荧光标记的核酸序列TATGCAATCTAG，与基因芯片上对应位置的核酸探针产生互补匹配时，通过确定荧光强度最强的探针位置，获得一组序列完全互补的探针序列。据此可重组出靶核酸的序列。基因芯片又称为DNA微阵列(DNAmicroarray)，可分为三种主要类型：1)固定在聚合物基片(尼龙膜，硝酸纤维膜等)表面上的核酸探针或cDNA片段，通常用同位素标记的靶基因与其杂交，通过放射显影技术进行检测。这种方法的优点是所需检测设备与目前分子生物学所用的放射显影技术相一致，相对比较成熟。但芯片上探针密度不高，样品和试剂的需求量大，定量检测存在较多问题。2)用点样法固定在玻璃板上的DNA探针阵列，通过与荧光标记的靶基因杂交进行检测。这种方法点阵密度可有较大的提高，各个探针在表面上的结合量也比较一致，但在标准化和批量化生产方面仍有不易克服的困难。3)在玻璃等硬质表面上直接合成的寡核苷酸探针阵列,与荧光标记的靶基因杂交进行检测。该方法把微电子光刻技术与DNA化学合成技术相结合，可以使基因芯片的探针密度大大提高，减少试剂的用量，实现标准化和批量化大规模生产，有着十分重要的发展潜力。基因芯片技术主要包括四个基本要点：芯片方阵的构建、样品的制备、生物分子反应和信号的检测。1、芯片制备，先将玻璃片或硅片进行表面处理，然后使DNA片段或蛋白质分子按顺序排列在芯片上。2、样品制备，生物样品往往是非常复杂的生物分子混合体，除少数特殊样品外，一般不能直接与芯片反应。可将样品进行生物处理，获取其中的蛋白质或DNA、RNA，并且加以标记，以提高检测的灵敏度。3、生物分子反应，芯片上的生物分子之间的反应是芯片检测的关键一步。通过选择合适的反应条件使生物分子间反应处于最佳状况中，减少生物分子之间的错配比率。4、芯片信号检测，常用的芯片信号检测方法是将芯片置入芯片扫描仪中，通过扫描以获得有关生物信息。本发明LOC730668的核苷酸全长序列或其片段通常可以用PCR扩增法、重组法或人工合成的方法获得。对于PCR扩增法，可根据已公开的有关核苷酸序列，尤其是开放阅读框序列来设计引物，并用市售的cDNA库或按本领域技术人员已知的常规方法所制备的cDNA作为模板，扩增而得到有关序列。当序列较长时，常常需要进行两次或多次扩增，然后再将多次扩增出的片段按正确次序拼接在一起。一旦获得了有关的序列，就可以用重组法来大批量地获得有关序列。这通常是将其克隆入载体，再转入细胞，然后通过常规方法从增殖后的宿主细胞中分离得到有关序列。此外，还可用人工合成的方法来合成有关序列，尤其是片段长度较短时。通常，通过先合成多个小片段，然后再进行连接可获得序列很长的片段。实施例1高通量测序筛选差异表达基因1、取样选取10例新鲜前列腺癌组织及对应癌旁组织，取样来源于北京协和医院2012年10月到2015年12月期间行根治性前列腺切除并双侧盆腔淋巴结清扫术的前列腺癌病人，手术切除前列腺后在病理科医生的指导下立即取前列腺癌及癌旁组织放入液氮，编号后置-80℃低温冰箱保存。2、对组织样本进行总RNA提取采用Reagent(invitrogen，货号15596-018)进行样本RNA提取，实验操作按产品说明书进行，具体操作如下：收集样本后冻存于液氮，取出后把组织样本放入已预冷的研钵中进行研磨，待组织样本成粉末状后：①入1mLTrizol，室温保存5分钟；②加氯仿0.2mL，用力振荡离心管，充分混匀，室温下放置5分钟-10分钟；③12000rpm高速离心15分钟后吸取上层水相(吸70％)到另一新离心管管中，注意不要吸到两层水相之间的蛋白物质。移入新管，加入等体积的-20℃预冷异丙醇，充分颠倒混匀，置于冰上10分钟；④12000rpm高速离15分钟后小心弃掉上清液，按ImL/mLTrizol的比例加入75％DEPC乙醇洗漆沉淀(4℃保存)，洗漆沉淀物，振荡混合，4℃下12000rpm高速离心5分钟；⑤弃去乙醇液体，室温下放置5分钟以充分晾干沉淀，加入DEPC处理过的水溶解沉淀；⑥用Nanodrop2000紫外分光光度计测量RNA纯度及浓度，冻存于-80℃。RNA质量判定标准：RNA样本的OD260/OD280值为1.7-2.2之间；总RNA电泳图谱有清晰的28S、18S条带；70℃水浴保温1小时后的电泳图谱与水浴保温前的图谱无明显差异。3、RNA样品的质量分析RNA提取后琼脂糖凝胶电泳，从电泳结果可以初步判定提取的RNA样品质量合格与否，是否可以用于进一步的转录组分析。进而通过NanoDrop1000分光光度计检测RNA样品的提取情况，RNA-seq测序的样品要求：OD260/OD280为1.8-2.2。4、高通量测序测序平台为Illumina公司的HiSeq2500高通量测序平台，进行高通量转录组深度测序，测序后我们运用Fast-QC(http://www.bioinformatics.babraham.ac.uk/projects/fastqc/)软件对测序数据的质量进行整体评估，包括碱基的质量值分布，质量值的位置分布，GC含量，PCRduplication含量，kmer的frequency等。在差异基因表达分析时，根据得到的FPKM值，采用国际公认算法EBSeq进行差异筛选。其中，筛选时，LOG2FC>1或<-1,FDR<0.05。为了更好的理解差异表达基因的功能，我们对差异表达基因进行了GeneOntology和信号通路分析，并对差异表达基因进行功能注释，鉴于以上数据分析的结果，结合文献我们筛选了差异表达LOC730668，LOC730668在前列腺癌样本组织中表达下调。实施例2RT-PCR验证前列腺癌组织及对应癌旁组织LOC730668表达情况1、材料选取15例前列腺癌患者，取样来源于北京协和医院2012年10月到2015年12月期间行根治性前列腺切除并双侧盆腔淋巴结清扫术的前列腺癌病人，手术切除前列腺后在病理科医生的指导下立即取前列腺癌及癌旁组织放入液氮，编号后置-80℃低温冰箱保存。2、方法2.1对被试者组织样本进行总RNA提取，同实施例1的提取方法。2.2逆转录合成cDNA采用IIIReverseTranscriptase(invitrogen，货号18080-044)进行cDNA反转录，实验操作按产品说明书进行，具体操作如下：使用逆转录试剂盒，用逆转录缓冲液对lμg总RNA进行逆反录合成cDNA。采用25μL反应体系，每个样品取1μg总RNA作为模板RNA。获得的cDNA保存放-20℃冰箱备用。2.3、Real-TimePCR2.3.1仪器及分析方法用ABI7500型荧光定量PCR仪，采用2-△△Ct法进行数据的相对定量分析。2.3.2引物设计采用在线引物设计软件，基因序列参照NCBI:NR_027240.1，内参选GAPDH，引物设计后由invitrogen公司合成。具体引物序列如表1所示：表1引物序列操作过程如下：(一)反应体系：用PowerGreenPCRMasterMix(invitrogen，货号4367659)进行扩增，实验操作按产品说明书进行。扩增程序为：95℃5min，(95℃15sec，60℃45sec，72℃35sec)×40个循环。表2RealTime反应体系组分加入量2×mix10μL上游引物(10μM)0.5μL下游引物(10μM)0.5μL模板2μL加入灭菌蒸馏水至25μL(二)引物筛选将各样本cDNA混合后，以此为模板进行5倍梯度稀释，稀释后样品各取2μL作模板，分别用目的基因引物和内参基因引物进行扩增，同时在60-95℃进行融解曲线分析，根据扩增效率高和溶解曲线单峰原则进行引物筛选。(三)样品RealTime-PCR检测将各样品cDNA10倍稀释后取2μL作模板，分别用目的基因引物和内参基因引物进行扩增。同时在60-95℃进行溶解曲线分析。二、实验结果实时定量PCR扩增曲线拐点清楚，扩增曲线整体平行性好，表明各反应管的扩增效率相近，极限平而无上扬现在，曲线指数期斜率较大，说明扩增效率较高；样本扩增产物溶解曲线都是单峰，说明扩增产物只有一条，为特异性扩增；根据qRT-PCR的相对定量公式：2-ΔΔCt×100％，比较LOC730668在前列腺癌组织和对应癌旁组织中的表达水平(-ΔCt为目标lncRNA与对照的Ct值之差)。结果显示：qRT-PCR扩增结果稳定，其中LOC730668在前列腺癌组织中的表达水平仅为对照组织的25％，如图1所示。以上结果验证了高通量转录组表达数据的整合分析LOC730668在前列腺癌患者中表达下调的结果。实施例3基因芯片诊断前列腺癌的应用1、材料的取得，同实施例2。2、总RNA的提取，同实施例1的方法。3、基因芯片验证总RNA经线性化扩增后，cy3-UTP标记，荧光标记后的cRNAs采用RNEASYMiniKit纯化，用Amhion的RNAFragmentationReagents对标记好的cRNAs进行片段化处理。采用美国Agilent公司的人全基因表达谱芯片(4x44K基因)，在芯片杂交炉中65℃杂交17h，然后洗脱、染色，最后用AgilentDNAMicroarrayScanner扫描仪扫描。杂交后的芯片经芯片扫描仪读取数据点后，将数据导入分析软件，对于两组比值的自然对数绝对值大于2.0或小于0.5的基因作为差异表达基因。采用SPSS13.0统计软件进行数据分析，组间差异比较采用单因素方差分析法，P<0.05差异有显著意义。结果显示，与正常人相比，前列腺癌患者组织中LOC730668水平仅为21％，差异具有统计学意义(P<0.05)。实施例4试剂盒的制备基于实施例2得到的引物组，组装本发明所述的用于检测前列腺癌的试剂盒，所述试剂盒包括特异扩增LOC730668的引物对如SEQIDNO:2和SEQIDNO:3所示，和特异扩增管家基因(GAPDH)的引物对如SEQIDNO:4和SEQIDNO:5所示；还包括SYBRGreen聚合酶链式反应体系，如PCR缓冲液、SYBRGreen荧光染料、dNTPs。所述PCR缓冲液的成分为25mMKCl，2.5mMMgCl2，200mM(NH4)2SO4；还包括前列腺正常组织cDNA：采用正常人群中表达水平位于中位值的人群的总lncRNAsLOC730668的特异性反转录引物扩增反转成cDNA。前列腺正常组织cDNA作为阴性对照与检测样本cDNA共同定量PCR检测。通过对引物浓度和退火温度的优化，最终确定反应体系如表3所示：表3PCR反应体系组分加入量SYBRGreen聚合酶链式反应体系12.5μL上游引物(10μM)0.5μL下游引物(10μM)0.5μL模板cDNA2.0μL加入灭菌蒸馏水至25μL最佳反应条件为：95℃预变性5min，(95℃变性15sec，60℃退火45sec，72℃延伸35sec)×40个循环，72℃延伸15min。实施例5本前列腺癌的诊断试剂盒的应用1、病例选取20例待筛查的前列腺癌患者，取样来源于北京协和医院2012年10月到2015年12月期间泌尿科治疗的病人。获取所有研究对象的前列腺癌组织样本，编号后置-80℃低温冰箱保存。本研究的所有临床样本，均对患者进行知情告知并经本医院伦理委员会通过。2、方法使用常规方法或使用特定的试剂盒提取RNA，反转录成cDNA，用实施例4中的试剂盒进行检测反应。以试剂盒中前列腺正常组织cDNA作为QPCR定量检测中的对照cDNA，检测组织样本中的LOC730668相对前列腺正常组织表达量变化。3、结果通过溶解曲线分析和电泳确定目的条带，ΔΔCt法进行相对定量，样本和对照间比较采用t检验，P<0.05为差异显著。结果显示，待筛查的20例前列腺癌患者的组织样本中有7例患者组织样本中LOC730668的表达量和前列腺癌正常组织表达量无显著差异；有13例患者组织样本中LOC730668的表达量是前列腺癌正常组织表达量的55％以下，其中有9例患者组织样本中LOC730668的表达量是前列腺癌正常组织表达量的25％以下。经临床进一步检测，20例待筛查的患者中确诊9例前列腺癌，这9例前列腺癌患者与本发明制备的试剂盒检测结果一致。据此推断，本前列腺癌的诊断试剂盒可以明确区分出前列腺癌患者，并以此为临床提供诊断线索。虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。序列表<110>邱宾涛<120>一种诊断前列腺癌的产品及其应用<130>P1655<160>5<170>PatentInversion3.5<210>1<211>4162<212>DNA<213>基因序列<400>1agaggagtccagactccgatcccagctccactgctgcctcccgcacgcctggagccagcc60cggccctcatctgtgcacgcagggtgtgctgcaccccaccaggcatctccaactcggaga120ttcagctgcagccctggccgtcagacccacgggccctgaagtccagggggccctctcgcc180cgcctcctgtctgcagatggggaaattgaggcccagccagggcaggggatttgccgacgt240ttcgcaacaaattcgagtcagaaataggcccagctgggcctgccggcgcggaggcccgct300cgggacactgctggccaacgcagggcccagcacggtcccagtcacacccacagcagggtc360ctgccagccttctccgctctcccctgggggaagtgaccctcctccacctcccagagccca420cgtgagtccgcaggaggcccccctgggccaggtgccaggtgccgagtggctgcctccaac480tcgggggctgctatgcaaggatgtttccagttctccgggtccttccttccacctgggagg540tccggggctgccgggccatgctggtccctgtggccctagggcccgcccagcgcagggcct600ggcagggagagggggaaacgtgggtgagggaagtgagtcaccccttgggacacttccctg660ctcagttcctgcctctcagcagcttctgcgaggcaggtcacacctgcaggggagcctggc720agcgctaggagaggcaaggggtgggggtgccgccttttcatggggccaagaggggccctg780agagggacaccgggtggacagccccaggggcctccttgctcggccagccggcatctcccc840ctgctcccagcataggagggccggtggcctgagtgctctgctccgtgcccggaaaagact900catgttccaggaaaaagccgcttggcaggtcggagcaagctcatggtgctgttcccagac960ccgatgcgatgcgtgtggagggaggcctgcccttgcccccagggctgcagggcgagaaca1020gaccttgattcctgctataaccctgggcacggcctctgtttctccgcgtgtgcccggggg1080cggcgtgttctcagggcaggggcctctaaggatcagagtgaggctgcaggcccaggctga1140ggcctgcaccacctcggccgggagatgagtaaatgtctgggtccccctggccactccaga1200gtgaggccgccaagcctccggcctgaagtccggctcctgttctcagcctgccaggccctt1260gtgcggtggcgtcgggcaggcagggcagggaggccacggcagccatcttcccggggagct1320ggggcctggccagcagcgtttcccagtggcctcctcctgtgctccgagctgcattacctc1380atcgggaagccattccagaaaggagctgcggagcccctgggagtgggagtggggagagct1440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