检测生物标志物在制备神经管畸形疾病的产品的应用的制作方法

本发明涉及生物医药，具体为一种检测生物标志物在制备神经管畸形疾病的产品的应用。

背景技术：

1、神经管是中枢神经细胞（大脑和脊髓）的原基，神经管形成包括初级神经管形成和次级神经管形成两个关键阶段。初级神经管形成始于脊索中胚层诱导胚胎外胚层形成神经板，接着神经板闭合，形成神经管。次级神经管是指初级神经管形成后进行细胞进行自我更新，这一过程是神经管早期发育的细胞学基础，初级神经管的闭合从沿着胚胎轴的特定位置开始，以拉链状的方式分段闭合。在小鼠中，闭合点1发生在胚胎后脑/颈部的边界，分别在孕8.5，闭合失败分别会导致颅脊柱裂的发生；大约12小时后，出现在前脑/中脑的边界和前脑喙区的闭合点 2和闭合3开始进行闭合，其闭合异常会出现无脑畸形/脑膨出畸形。在人类胚胎发育中，神经管的关闭开始于受精后的第17到18天。类似于小鼠胚胎，是不连续的过程，以上过程为初级神经形成，之后在小鼠和人类中，都会通过次级神经形成骶骨下部和尾骨区域的神经管，由胚胎末端尾芽中一种自我更新的干细胞群，沿着初级神经管增殖分化为一个中空的次级神经管。神经管不完全闭合会导致中枢神经系统的严重异常，暴露于羊水环境从而导致大脑和/或脊髓的严重损伤。神经管发育过程依赖多种信号通路，包括音猬因子shh信号通路、wnt-β-catenin 信号通路、平面细胞极性pcp信号通路、肌醇代谢信号通路、转化生长因子-β(tgf-β)、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mtor)、notch、血小板源性的生长因子受体(pdgfrs)以及g蛋白偶联受体(gpcrs)相关信号等。这些信号通路的异常会引起神经管的闭合不全，进而导致神经管畸形(neural tube defects，ntds)的发生。目前，ntds是出生缺陷中发病率和死亡率最高的类型，也是影响人口素质最常见和最严重的出生缺陷性疾病。ntds通常发生于怀孕的早期，由于神经管不闭合或闭合不全而造成的头部至脊柱部位畸形，从无脑到轻度脊柱裂不同程度的畸形:包括无脑、露脑、小头畸形、大头畸形、脑积水、脑脊膜膨出、颅脊柱裂和脊柱裂。

2、纤毛是突出于细胞膜表面的一种高度特化的细胞结构, 广泛存在于从单细胞真核生物到脊椎动物的多种生物体内。纤毛包括有动力的（呼吸纤毛）和无动力的（初级纤毛），有动力的纤毛和无动力纤毛由其基于微管的轴突体结构来区分，其轴突体由九个周边的双重微管组成，在许多有动力的纤毛中，还可能包含一对中央的单微管，这些被称为9+0或9+2的轴突体。与无动力纤毛相比，有动力纤毛还包含有助于运动的额外结构，包括内部和外部的dynein臂、径向辐条和nexin链。目前，已经鉴定出四种主要类型的纤毛：9+2有动力（呼吸纤毛），9+0有动力（结节纤毛），9+2无动力（毛细胞的触毛）和9+0无动力（初级纤毛和光感受细胞）。无动力的初级纤毛是一个感觉器官，其用于转导许多外部信号，如生长因子、激素和形态发生物，一个完整的初级纤毛是由hh、wnt、钙、g蛋白偶联受体和受体酪氨酸激酶等介导的信号通路所需的。不同于通常出现在上皮细胞上的有动力纤毛，初级纤毛是一个无动力的感觉器官，出现在大多数静止细胞的顶部表面。纤毛的生物生成涉及锚定近质膜的基底体，一个源于中心体的细胞器，然后聚合基于微管的轴突体并延伸质膜；尽管纤毛膜与质膜连续，纤毛和纤毛膜的蛋白质和脂质内容与细胞质和质膜的主要内容不同。这个特殊的隔室在纤毛生物生成过程中通过形成一个纤毛转换区来建立和维持，这是一个蛋白质结构，它与转换纤维一起，将基底体锚定到质膜，并作为一个纤毛孔来限制从细胞质到纤毛的自由扩散。纤毛组件从分泌系统被定向到纤毛基部，然后通过一个被称为鞭毛内部运输的马达驱动过程被运输到纤毛尖端，其中轴突体的延伸发生。纤毛在信号传导和细胞生物学中的重要性，相关的基因变异，导致了一系列的缺陷和疾病，其中部分会引起ntds。

3、有研究发现，初级纤毛在 ntds 发生过程中发挥着很重要的作用。初级纤毛在正常细胞发育和稳态过程的信号传导中发挥重要作用，因此初级纤毛被看作“细胞天线”。这些信号功能是通过初级纤毛上的无数信号分子来实现的，附着在纤毛膜上的跨膜受体允许细胞对外部的各种刺激做出反应，而位于基体、过渡区和初级纤毛尖端的调节蛋白控制信号级联。由于初级纤毛协调这些信号转导进而影响机体的生长发育及各种器官的正常生理功能，当结构及功能异常会导致多种发育和细胞信号缺陷，从而引起纤毛病，一些初级纤毛相关疾病常常伴发ntds表征，麦克尔综合征和茹贝尔综合征都有脑膨出的临床表型。其中，有研究提到，在非洲爪蟾胚胎中敲除 ins2基因影响了神经板边缘区域导致眼睛和神经发育缺陷，提示着 ins2基因和神经发育之间可能存在某种联系，而且 ins2基因又是一种编码胰岛素的前体蛋白的基因，对于胰腺中β细胞的正常功能至关重要，参与调节血糖水平和能量代谢。 mapk1基因在多个细胞信号传导通路中起着重要作用，它参与了细胞的增殖、分化和存活等生物学过程。其与神经系统疾病、心血管疾病和免疫系统疾病等多种疾病有关；ptpn5在神经发育和神经系统功能中可能发挥重要作用，其通过调控src家族激酶的活性，影响与神经功能相关的信号级联；hsp90主要是用于促进特定目标蛋白的成熟、结构维护和适当调控，这些目标蛋白涉及细胞周期控制和信号传导等过程。hsp90蛋白在其atp酶活性的调控下经历一个功能循环，这个循环可能引发蛋白的构象变化，从而导致它们的激活。但是尚未有关于 ins2、mapk1、ptpn5或 hsp90ab1基因和神经管畸形相关；更没有通过获得ntds的分子标志物用于制备神经管畸形疾病的产品以用于ntds的临床诊断和检测。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种检测生物标志物在制备神经管畸形疾病的产品的应用，利用纤毛相关异常基因，生物标志物 ins2、mapk1、ptpn5或 hsp90ab1应用在制备辅助诊断或诊断神经管畸形疾病的产品中，以解决上述问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种生物标志物在制备辅助诊断或诊断神经管畸形疾病的产品中的应用，所述生物标志物为纤毛相关异常基因。

4、进一步地，所述生物标志物为 ins2、mapk1、ptpn5或 hsp90ab1。

5、检测上述的生物标志物的产品在制备辅助诊断或诊断神经管畸形疾病的产品中的应用。

6、进一步地，所述检测生物标志物的产品为纤毛芯片。

7、进一步地，所述辅助诊断或诊断神经管畸形疾病的产品包括试剂盒、试纸、试剂或探针中的一种或多种。

8、技术方案的优益效果是：

9、1、本发明提供的检测生物标志物的产品在制备辅助诊断或诊断神经管畸形疾病的产品中的应用，利用纤毛相关异常基因作为生物标志物，在神经管畸形疾病的辅助诊断或诊断中具有重要作用；通过检测 ins2、mapk1、ptpn5或 hsp90ab1等纤毛相关异常基因，可以提高诊断的准确性；

10、2、本发明提供的检测生物标志物的产品在制备辅助诊断或诊断神经管畸形疾病的产品中的应用，纤毛芯片作为一种检测生物标志物的工具可以实现高通量的快速检测，可以用于早期筛查神经管畸形疾病的风险；早期诊断和预防对于这类疾病来说尤为重要，可以更早地进行针对性治疗和管理，减少病情进展及并发症的风险。