专利名称：用于追踪塑化剂的生物标记与基因芯片及其确认方法
技术领域：
本发明是有关于一种生物标记及其确认方法，特别是关于一种用于追踪塑化剂的生物标记与基因芯片及其确认方法。
背景技术：
塑化剂事件(又称为塑化剂/塑毒风波、塑化剂/塑毒风暴等)是台湾在2011年5月底爆发的一系列食品安全事件。该事件起因为市面上部分食品检测出含有塑化剂，进而被发现部分上游原料供货商在常见的合法食品添加物“起云剂”中，使用廉价的工业用塑化剂以撙节成本。除了最初被披露的饮料商品之外，影响范围亦扩及糕点、面包和药品等。相关政府机关在事件爆发后，明订同年6月起若相关食品未完成自我检验，一律禁止贩卖。虽然塑化剂可合法的添加于保特瓶等食品容器，但在很早以前各国就已经有人呼吁重视食品及医疗容器溶出的塑化剂DEHP (邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯)，认为合法的极微量DEHP就会有不良影响。然而此事件中是直接将DEHP当成食品添加剂，含量远高于过去测量的溶出量。DEHP比三聚氰胺的毒性高20倍，不只造成生殖毒性，甚至有致癌危险。不肖业者加入塑化剂，势必影响民众健康。虽然这些危害人体健康的塑化剂存在食品中的情况为时已久，但是由于未发生此次震惊各界的事件，加之国人对环境毒物的漠视心态，以至于事件发生当下，民间乃至政府机关无一有效应对计策。正本清源，相关机关除应重视这些毒物的存在及教育社会大众减少使用的机会外，更应研发相关毒物筛检方式；对于可能已受塑化剂污染的群众，提供筛检及进一步保护的措施。然而，目前这些筛检方式仍付之闕如。因此，本发明的发明人，运用相关背景技术资料，以最少的成本分析塑化剂毒理基因组及其影响人体的疾病，分析得到适合用于筛检塑化剂的生物标记；以基因芯片(genechip)为载体，设计 最少成本却最有效的塑化剂筛检工具。本发明除为相关领域的创新突破外，更为人类健康提供了绝佳保障。
发明内容
本发明是一种用于追踪塑化剂的生物标记，是选自由PPARG、CASP3、PPARA、NR1I2、ESRl、AR、CYPlBl、ABCBl、CYPlAl、VEGFA、ESR2、PPARD、LAMP3、BAX、BCL2、CDOl、CELSR2、CSNK1A1、CYP3A4、MAPKl、ΜΑΡΚ3、MYC、NCOAl、PAPSSl、PAPSS2、SUOX, SLC5A5、AKRlCl、IL4、INHA及PCNA所组成的人体基因/蛋白质族群中的一种或几种。根据本发明的构想，该生物标记可判别人体是否遭受塑化剂污染而导致基因表现异常。根据本发明的构想，该塑化剂为邻苯二甲酸盐(Phthalates)。根据本发明的构想，该邻苯二甲酸盐包含邻苯二甲酸二辛酯(DiethylhexylPhthalate, DEHP)、邻苯二甲酸二 (2_ 乙基己基)酯(Mono-(2-ethylhexyl)Phthalate,MEHP)、邻苯二甲酸二丁酯(Dibutyl Phthalate, DBP)、邻苯二甲酸单丁酉旨(MonobutylPhthalate, MBP)或邻苯二甲酸丁酯苯甲酯(Butylbenzyl Phthalate, BBP)。另外，本发明揭露了一种用于追踪塑化剂的基因芯片，其包括:PPARG、CASP3、PPARA、NR1I2、ESRU AR、CYPlBU ABCBU CYPlAU VEGFA、ESR2、PPARD、LAMP3、BAX、BCL2、CDOl、CELSR2、CSNK1A1、CYP3A4、MAPKl、MAPK3、MYC、NCOAl、PAPSSl、PAPSS2、SUOX、SLC5A5、AKRlCU IL4、INHA或PCNA的人体基因/蛋白质。本发明也揭露了一种追踪塑化剂的生物标记的确认方法，包含步骤:选定至少一种塑化剂；定义该塑化剂的关键词，并以该关键词于比较毒物基因组学数据库(Comparative Toxicogenomics Database,CTD)中搜寻所有相关的塑化剂-基因/蛋白质交互作用；选定交互作用产生于人体内的的基因/蛋白质；确认该塑化剂-基因/蛋白质的分子功能(Molecular Function);及若该分子功能与一人体病变具有一显著的发生机率，则确认导致该分子功能的基因/蛋白质为追踪该塑化剂的生物标记。根据本发明的构想，该人体病变包含:心脏衰竭(Heart Failure)、心动过速(Tachycardia)、心肌梗塞(Cardiac Infarction)、郁血性心衰竭(Congestive CardiacFailure)、心律不整(Cardiac Arrhythmia)、肝坏死(Liver Necrosis/Cell Death)、脂肪肝(Liver Steatosis)、 肝肿大(Liver Hepatomegaly)、肝炎(Liver Hepatitis)、肝增生(Liver Hyperplasia/Hyperproliferation)、肾衰竭(Kidney Failure)、肾炎(RenalNephritis)、肾增生(Renal Proliferation)、肾积水(Renal Hydronephrosis)或肾坏死(Renal Necrosis/Cell Death)。根据本发明的构想，该发生机率p值要小于0.05。
图1为本发明实施例的流程图。
具体实施例方式在开始描述本发明的实施例前，先就本发明的背景资料做详细的解说。本发明利用既有的基因数据库，以特定的方式，筛检出合适的生物标记(基因或蛋白质)，并以之为探针，制成适合的基因芯片。目前一般只针对食品、物品或血液进行塑化剂含量的检测，但无法知道塑化剂是否确实影响到人体或影响的程度为何，因此，本发明从人体2 3万笔基因中，找出会受塑化剂影响的主要基因组，也就是说，会因塑化剂而改变其表达量，藉此，作为生物标记或基因芯片。本实施例所使用的基因数据库为比较毒物基因组学数据库(ComparativeToxicogenomics Database, CTD)。该数据库是一个公共网站,策划描述化学品之间关系的科学数据、基因与人类疾病的研究工具。CTD的主要目标之一是推进环境化学品对人类健康的影响的认识。由于其内容的组成是完整实时的实验数据、科学报告及论文分析，有效的分析该数据库可以节省不必要的时间和金钱开销，同时获得最完整的毒物与环境及疾病的信息。基因芯片是一块带有DNA微阵列(micorarray)的特殊玻璃片或娃晶元片,在数平方公分的面积上布放数千或数万个核酸探针；检体中的DNA、cDNA、RNA等与探针结合后，通过荧光或电流等方式侦测。经由一次测验，即可提供大量基因序列相关信息。它是基因组学和遗传学研究的工具。研究人员应用基因芯片就可以在同一时间定量的分析大量(成千上万个)的基因表达，具有快速、精确、低成本的生物分析检验能力。结合上述分析过后的生物标记，即为本发明的核心。本发明的实施例以图1所示的流程图描述的，请见图1。依照本发明的精神，一种追踪塑化剂的生物标记确认方法，首先选定至少一种塑化剂(步骤Si)。此处选定者为邻苯二甲酸盐(Phthalates)。基于日常生活常遇到的邻苯二甲酸盐类相当多，选定两个最常遇的邻苯二甲酸二辛酯(Diethylhexyl Phthalate, DEHP)及邻苯二甲酸二丁酯(DibutylPhthalate, DBP)进行搜寻分析。因该二者在体内进一步会产生代谢物，为避免有漏失，连同其代谢物邻苯二甲酸二(2_乙基己基)酷(Mono-(2-ethylhexyl)Phthalate, MEHP)、邻苯二甲酸单丁酯(Monobutyl Phthalate, MBP)及邻苯二甲酸丁酯苯甲酯(ButylbenzylPhthalate, BBP) 一并进行搜寻。其次定义前述塑化剂的关键词，并以该关键词于比较毒物基因组学数据库(Comparative Toxicogenomics Database,CTD)中搜寻所有相关的塑化剂-基因/蛋白质交互作用(步骤S2)。该关键词以其学名加上缩写进行数据库搜寻。选定交互作用产生于人体内的的基因/蛋白质(步骤S3)。由分析结果发现，DEHP/MEHP具有183个相关的基因/蛋白质，DBP/MBP/BBP具有112个相关的基因/蛋白质。除去两者重复计算的基因/蛋白质，总计有249个不同的基因/蛋白质。再次,要确认前述基因/蛋白质的分子功能(Molecular Function)(步骤S4)。除了传统的阅读数据库内容以确认该分子功能外，由于数据库的数据都已数字化，常见的软件,如MetaCore或Pathway Studio等，皆可用以协助找寻这249个基因/蛋白质的分子功倉泛。最后，决定前述追踪塑化剂(DEHP/MEHP及DBP/MBP/BBP)的生物标记。若该分子功能与人体病变具有不为零的发生机率，则确认引致该分子功能的基因/蛋白质为追踪该塑化剂的生物标记(步骤S 5)。此处所述的人体病变为心脏衰竭(Heart Failure)、心动过速(Tachycardia)、心肌梗塞(Cardiac Infarction)、郁血性心衰竭(Congestive CardiacFailure)、心律不整(Cardiac Arrhythmia、肝坏死(Liver Necrosis/Cell Death)、脂肪月干(Liver Steatosis)、肝肿大(Liver Hepatomegaly)、肝炎(Liver Hepatitis)、肝增生(Liver Hyperplasia/Hyperproliferation)、肾衰竭(Kidney Failure)、肾炎(RenalNephritis)、肾增生(Renal Proliferation)、肾积水(Renal Hydronephrosis)或肾坏死(Renal Necrosis/Cell Death)。其因前述塑化剂存在而发生的机率p值要小于0.05。经分析，受塑化剂DEHP/MEHP影响的基因/蛋白质有26组:PPARG、CASP3、PPARA、NR1I2、ESRU AR、CYPlBU ABCBU CYPlAU VEGFA、ESR2、PPARD、LAMP3、BAX、BCL2、CDOUCELSR2、CSNK1A1、CYP3A4、MAPKl、ΜΑΡΚ3、MYC、NCOAl、PAPSS1、PAPSS2 及 SUOX。而受塑化剂DBP/MBP/BBP影响的基因/蛋白质有15组:PPARG、PPARA、NR1I2、ESRl、AR、CYPlBl、VEGFA、ESR2、PPARD、LAMP3、SLC5A5、AKRlCl、IL4、INHA 及 PCNA。综合以上分析，可以得知受塑化剂DEHP/MEHP及DBP/MBP/BBP影响并对应上述人体病变的基因 / 蛋白质有 31 组:PPARG, CASP3、PPARA, NR1I2、ESRU AR、CYPlBU ABCBUCYPlAU VEGFA, ESR2、PPARD, LAMP3、BAX、BCL2、CD01、CELSR2、CSNK1A1、CYP3A4、MAPKUMAPK3、MYC、NC0A1、PAPSS1、PAPSS2、SU0X、SLC5A5、AKR1C1、IL4、INHA、及 PCNA，其即为本发明用于追踪塑化剂(DEHP/MEHP及DBP/MBP/BBP)的生物标记。也就是说，当上述所列基因组的表达量异于正常值，则可判定受测者受塑化剂影响的程度高于正常的标准范围。因此，可从上述基因/蛋白质族群中挑选部分或全部作为生物标记以判别人体是否遭受塑化剂污染而导致基因表达异常。更明确的说，假若要检测人体是否遭受塑化剂DBP/MBP/BBP污染而导致基因表达异常，实际上，并不限于需要针对上述所列的15组基因/蛋白质全部进行检测，而只需挑选其中几组。依照本发明的精神，包含前述的基因或蛋白质族群且用于侦测塑化剂(DEHP/MEHP及DBP/MBP/BBP)影响的生物芯片，亦在本发明申请保护范围内。虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，但都将落入本发明的保护范围内，本发明的保护范围应当以权利要求书所要求保 护的范围为准。
权利要求
1.一种用于追踪塑化剂的生物标记，是选自由PPARG、CASP3、PPARA, NR1I2、ESRU AR>CYPlBl、ABCBl、CYPlAl、VEGFA, ESR2、PPARD, LAMP3、BAX、BCL2、CDOl、CELSR2、CSNK1A1、CYP3A4、MAPKl、ΜΑΡΚ3、MYC、NCOAl、PAPSS 1、PAPSS2、SUOX, SLC5A5、AKRlCl、IL4、INHA 及PCNA所组成的人体基因/蛋白质族群中的一种或几种。
2.如权利要求1所述的用于追踪塑化剂的生物标记，其中该生物标记用以判别人体是否遭受塑化剂污染而导致基因表达异常。
3.如权利要求1所述的用于追踪塑化剂的生物标记，其中该塑化剂为邻苯二甲酸盐(Phthalates)0
4.如权利要求3所述的用于追踪塑化剂的生物标记，其中该邻苯二甲酸盐包括邻苯二甲酸二辛醋(Diethylhexyl Phthalate，DEHP)、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)醋(Mono-(2-ethylhexyl)Phthalate, MEHP)、邻苯二甲酸二丁酯(Dibutyl Phthalate, DBP)、邻苯二甲酸单丁酯(Monobutyl Phthalate, MBP)或邻苯二甲酸丁酯苯甲酯(ButylbenzylPhthalate, BBP)。
5.一种用于追踪塑化剂的基因芯片，包括:PPARG、CASP3、PPARA、NR1I2、ESRU AR、CYPlBU ABCBU CYPlAU VEGFA、ESR2、PPARD、LAMP3、BAX、BCL2、CD01、CELSR2、CSNK1A1、的人体基因/蛋白质。
6.—种追踪塑化剂的生物标记确认方法，包含步骤: (1)选定至少一种塑化剂； (2)定义该塑化剂的关键词，并以该关键词于比较毒物基因组学数据库(ComparativeToxicogenomics Database，CTD)中搜寻所有相关的塑化剂-基因/蛋白质交互作用； (3)选定交互作用产生于人体内的基因/蛋白质； (4)确认该塑化剂-基因/蛋白质的分子功能；及 (5)若该分子功能与人体病变具有不为零的发生机率，则确认导致该分子功能的基因/蛋白质为追踪该塑化剂的生物标记。
7.如权利要求6所述的追踪塑化剂的生物标记确认方法，其中该人体病变包括:心脏衰竭(Heart Failure)、心动过速(Tachycardia)、心肌梗塞(Cardiac Infarction)、郁血性心衰竭(Congestive Cardiac Failure)、心律不整(Cardiac Arrhythmia)、肝坏死(LiverNecrosis/Cell Death)、脂肪肝(Liver Steatosis)、肝肿大(Liver Hepatomegaly)、肝炎(Liver Hepatitis)、月干增生(Liver Hyperplasia/Hyperproliferation)、肾衰竭(KidneyFailure)、肾炎(Renal Nephritis)、肾增生(Renal Proliferation)、肾积水(RenalHydronephrosis)或肾坏死(Renal Necrosis/Cell Death)。
8.如权利要求6所述的追踪塑化剂的生物标记确认方法，其中该发生机率P值要小于.0.05。
全文摘要
本发明公开了一种用于追踪塑化剂的生物标记与基因芯片及其确认方法。根据上述确认方法所找出的生物标记是选自由PPARG、CASP3、PPARA、NR1I2、ESR1、AR、CYP1B1、ABCB1、CYP1A1、VEGFA、ESR2、PPARD、LAMP3、BAX、BCL2、CDO1、CELSR2、CSNK1A1、CYP3A4、MAPK1、MAPK3、MYC、NCOA1、PAPSS1、PAPSS2、SUOX、SLC5A5、AKR1C1、IL4、INHA及PCNA所组成的人体基因/蛋白质族群中的一种或多种，适用于检测人体内是否遭受塑化剂，如邻苯二甲酸盐等的污染。
文档编号G01N33/68GK103205482SQ20121000746
公开日2013年7月17日 申请日期2012年1月11日 优先权日2012年1月11日
发明者舍尔辛格 申请人:舍尔辛格