用于表征可动关节软组织损伤后细胞修复反应的转录组学指数的制作方法_2

文档序号:9768895阅读:来源:国知局
组织样品在损伤后的4~20周、4 ~16周、4~12周或6~10周获得。在其它实施例中,获取多个组织样品,每个组织样品在损 伤后的不同时间段获取。运样的过程使得修复反应的质量可W随着时间进展被监控。例如, 关节自然治愈的质量或者对于特定治疗的损伤的反应可W通过观测一段时间基因表达的 变化而测定。例如,所述组织样品可W在损伤的第一关节镜(或打开关节(open joint))评 估期获取。在特定的情况下,取决于外科医生的喜好,在稍后的时间内可W获得第二个样品 (例如,在外科手术期间或在第二关节镜评估期间)。
[0029] 所述基因表达分析可W通过本领域已知的任何方法实施。合适的分析方法包括, 但不限于,Northern杂交、核酸酶保护分析(Nuclease Protection Assay)、原位杂交(In Situ Hybridization)和实时PCR。在一个优选实施例中,基因表达是通过使用逆转录酶实 时高分子链反应(Reverse Transcriptase Real Time Polymer Chain Reaction) (RT^- PCR)对mRNA进行定量而测定的。例如,mRNA的水平可W使用市场上可W买到的产品,如 RT2P;rofiler PCR阵列(购自Qiagen, Inc.瓦伦西亚,加利福尼亚)进行测定。
[0030] 在多个实施例中,测定了与纤维化、创伤愈合和炎症有关的基因表达水平。在一个 运样的实施例中,在所述基因表达分析中至少测定了列于表1(纤维化基因)、表2(创伤愈合 基因)、表3(炎症基因)的基因。在另一实施例中,至少测定了列于表4、表5和表6的基因。在 另外的实施例中,至少测定了列于表7、表8和表9的基因。在其余实施例中,还至少测定了列 于表13、表14和表15的基因中的一些基因的表达水平。例如,在基因表达分析中还测定了列 于表13的基因10、20、40、50、60或65,和/或表14中的基因5、10或15。
[0031] 在特定的实施例中,上述基因的表达水平可W用于计算修复指数值,修复指数值 可W指示在人类对象或者动物对象的关节损伤后修复过程的质量。例如,所述修复指数可 W指示损伤是显示了导致损伤修复的创伤愈合反应(修复情况),还是导致了关节退行性 变、纤维化和/或慢性炎症的异常反应(非修复情况)。
[0032] 在一个实施例中,对于来自相同或者不同的物种中相同组织部位的相关基因,将 取自关节损伤区域的患者组织样品的基因表达水平与标准表达水平(例如,非损伤表达水 平)进行比较。例如,所述标准表达水平可W是已知的指示修复情况的基因表达水平。在另 一个实施例中,将来自患者样品的基因表达水平与表示非修复情况的标准基因表达水平比 较。在另一个实施例中,将来自患者的基因表达水平与表示修复情况和非修复情况的标准 表达水平进行比较。在需要进一步定量修复指数值的情况下,可W包括附加标准从而与患 者的基因表达水平进行比较。
[0033] 下面描述了一个典型的计算修复指数值的方案,该方案只是为了说明。并不意味 着所公开的方法受限于该示例性的实施例。
[0034] 在膝关节软骨损伤后约4周的野生型(WT)小鼠和缺乏透明质酸合成酶-1 化asl-/-,MGI: 106590)的小鼠上测定了所需要的选自列于表1-19和表13-15的基因的表达 水平。在所述损伤模型中,野生型小鼠的软组织中表现出典型的创伤愈合反应,运导致了修 复反应。相比之下,缺乏透明质酸合成酶-UHasl-/-)的小鼠表现出来异常的创伤愈合反 应,运导致了纤维化、慢性炎症和骨性关节炎(例如,软组织退行性变和骨质增生)。通路特 异性基因阵列分析结合总体形态学(gross mo巧hology)、免疫化学证实了野生型小鼠的愈 合反应,W及缺乏透明质酸合成酶-UHasl-/-)的小鼠的关节中的慢性纤维化和炎症状况。 在损伤后4周的小鼠模型中,运些关节组织中基因的转录丰度预示了长期恢复过程的质量。
[0035] 野生型小鼠(修复型)的基因表达水平和缺乏透明质酸合成酶-1化asl-/-)的小鼠 (非修复型)的基因表达水平显示在表1-9中,设及纤维化、创伤愈合或者炎症的66个基因。 运些表格也显示了运些基因在野生型小鼠和缺乏透明质酸合成酶-1化asl-/-)的小鼠中的 表达水平比。相比野生型小鼠,缺乏透明质酸合成酶-1化asl-/-)的小鼠中列于表1-9中的 所有基因显示出上调了至少7、8倍。相比野生型小鼠,缺乏透明质酸合成酶-1化asl-/-)的 小鼠中列于表13中的附加基因上调了约3~8倍。相比野生型小鼠,缺乏透明质酸合成酶-1 化asl-/-)的小鼠中列于表14中的基因下调了约3~8倍。
[0036] 图1显示了包含于表7中的22个纤维化基因的相对mRNA丰度。在此,缺乏透明质酸 合成酶-1化asl-/-)的小鼠中的表达显示上调了刚刚超过100倍。图2显示了包含于表8中的 22个创伤愈合基因的相对mRNA丰度。对于运些基因,缺乏透明质酸合成酶-1化asl-/-)的小 鼠中的表达显示上调到200倍。图3显示了包含于表9中的22个炎性基因的相对mRNA丰度。对 于运些基因,缺乏透明质酸合成酶-UHasl-/-)的小鼠中的表达显示上调到刚好低于400 倍。
[0037] 在一个实施例中,测定了大量在野生型小鼠和缺乏透明质酸合成酶-1化asl-/-) 的小鼠中具有相似表达水平的纤维化、创伤愈合和炎症相关的基因的表达水平。例如,可W 认为那些"无响应"的小鼠基因是运样的基因:相比于其在野生型小鼠的表达水平,其在缺 乏透明质酸合成酶-1化asl-/-)的小鼠中上调或下调不超过3倍。表10列出了8个运样基因 的表达水平。
[0038] 无响应小鼠基因(例如,野生型小鼠无响应基因)的表达水平随后与患者组织样品 中相应基因的表达水平进行对比。计算了平均基因比率。例如,表11显示了纤维化通路的计 算。运种比率可W作为小鼠/人类校正因子,W标准化人类基因和小鼠基因的表达水平差 异。小鼠基因中的野生型小鼠和缺乏透明质酸合成酶-UHasl-/-)的小鼠的表达水平(例 如,列于表1-9,表13-15中的基因)乘W校正因子,从而生成每个基因的等效人类范围 (hum曰η r曰nge)D
[0039] 修复指数值可W通过运样的方式计算,例如,将每个基因的人类范围的最低值定 为0分,将每个基因的人类范围的最高值定为10分,每一个中间值在运个尺度上按情况评 分。为患者样品中所测得的每一个基因(例如,列于表4、5和6中的48个基因中的每一个)确 定一个得分,将运些得分加起来W得到修复指数值。对于16个基因的每条通路,总分范围是 0~160;对于Ξ条组合的通路,总分范围是0~480。0分表示非常好的修复,而160分(或者 480分)表示非常差的修复。表12显示了基于列于表1中的6个基因的表达水平而计算出的人 类患者修复指数。
[0040] 治疗方法
[0041] 本发明的另一方面提供了治疗人类对象或者动物对象的关节损伤的方法,所述方 法包括:根据上述修复指数值实施治疗。在特定的实施例中,所述治疗是手术重建、物理治 疗、粘弹性补充透明质酸疗法、饮食推荐或者生活方式改变推荐。在其它实施例中,所述治 疗包括施用抗炎乳膏、凝胶或者喷雾,热冷冻治疗、非酱体抗炎药物(NSAIDs)、针灸、补充性 和替代性药物、固醇类注射或固醇类药片。
[004引实施例
[0043] 实施例1-用于获取进行分析的组织样品的方案
[0044] 用于测定关节损伤患者的修复指数的样品通常取自下列材料中的一种或者多种: 软骨、滑膜、半月板组织、关节囊衬里和初带(包括:前交叉初带(A化),后交叉初带(P化)和 半月板周围的初带)。样品通常在第一损伤后关节镜期间获得。在一些情况下,软组织参与 程度是通过核磁共振成像或者其它成像方法进行测定,在手术修复期进行活组织检查。临 近损伤部位的组织(通常湿重为50毫克),例如,在半月板撕裂情况下的半月板周围的滑膜 (perimeniscal synovium),被立即放入RNALateHQiagen Inc.)中,并在4°C下保存,W稳 定RNA。用Qiagen RfProfiler PCR阵列分析RNA(至少2毫克),W得出纤维化、创伤愈合和 炎症通路的组分。也可W使用其他供应商的等同检测方法。如果获得了多点活检,在使用时 可W从每一个点产生一个指数W评估手术的效果。
[004引实施例2-小鼠软骨损伤模型的基因试验
[0046] 野生型小鼠(C57化6)W及缺乏透明质酸合成酶-1化asl-/-,MGI:106590)的小鼠 的膝关节软骨损伤如下文所述进行分析。膝关节间隙被打开,在股骨骸骨沟的关节面产生 不出血的、局部厚度解剖刀伤口(parti
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1