[發明專利]診斷Piwil1基因突變導致的男性不育的方法及試劑盒

有效

• 申請號: 201610525017.8
• 申請日: 2016-07-06
• 公開（公告）號: CN107603982B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 劉默芳;茍蘭濤;康俊炎;戴鵬;王鑫;李鋒
• 申請（專利權）人: 中國科學院分子細胞科學卓越創新中心
• 主分類號: C12N15/12
• 分類號: C12N15/12;C07K14/47;C12Q1/6883;G01N33/68;A61K38/17;A61P15/08
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陳靜

本發明涉及診斷Piwil1基因突變導致的男性不育的方法及試劑盒。本發明揭示了一種與男性不育如無精癥相關的基因，即Piwil1基因。并且，鑒定了Piwil1基因多處突變可導致男性不育的發生。因此，Piwil1基因可作為診斷男性不育的靶基因，并且可被應用于開發對于上述疾病有效的治療藥物。本發明還首次對PIWIL1參與魚精蛋白取代組蛋白的機制給出了解釋。

技術領域

本發明屬于診斷基因突變的領域，更具體地，本發明涉及診斷Piwil1基因突變導致的男性不育的方法及試劑盒，以及可治療男性不育的多肽。

背景技術

基因組DNA在真核細胞中多被以八聚體形式存在的組蛋白結合，然而在許多動物的成熟精子中組蛋白將被魚精蛋白取代。魚精蛋白是一類小的、高堿性的蛋白分子，其與DNA結合可以形成更為緊密的結構，從而將基因組DNA壓縮存儲在的精子頭部，這對于形成功能性的精子至關重要。魚精蛋白取代組蛋白是一個復雜的過程，其發生于減數分裂后的變形期，此時雄性生殖細胞自球型精子細胞經由變形期形成成熟精子。盡管魚精蛋白發現至今已過百年，人們也已經認識到組蛋白替換缺陷與男性不育存在關聯，但是其中的致病機制至今尚未得到很好的闡述。

進化保守的PIWI蛋白屬于Argonaute蛋白家族的PIWI亞家族成員，其特異性的在生殖細胞中表達。多種PIWI蛋白可以與生殖細胞特異性的PIWI相互作用RNA(piRNAs)相結合，從而維持基因組的穩定性與完整性。大量研究表明，PIWI蛋白在線蟲、果蠅、魚、小鼠的配子發生過程中發揮了重要的作用。例如，果蠅中的PIWI蛋白家族包括Argonaute 3，Aubergine與PIWI三個家族成員，其對于雄性及雌性果蠅生殖細胞的形成及生殖干細胞的維持都是必需的。小鼠包含三個PIWI家族成員，MIWI、MILI、以及MIWI2，這三者均在睪丸中高表達，且對雄性個體的可育性十分重要。

PIWI蛋白包括四個功能域：N端、PAZ、MID以及PIWI。其中，PAZ與MID功能域可以結合piRNA，PIWI功能域可以發揮RNase H的活性，但是對于N端的功能現在還未得到很好的闡釋。

人的PIWI家族包括HIWI(PIWIL1)、HILI(PIWIL2)、HIWI2(PIWIL4)和PIWIL3四個成員，其均主要在睪丸中表達，但其在生精細胞發育過程中的作用機制并不清楚。盡管Gu及其同事在2010年報道了在Hiwi中的幾個SNP，但是目前尚無相關功能方面的研究。

發明內容

本發明的目的在于提供診斷人Piwil1基因突變導致的男性不育的方法及試劑盒，以及可治療男性不育的多肽。

在本發明的第一方面，提供一種突變型人Piwil1基因或其編碼的多肽，相應于野生型人Piwil1基因或多肽，該突變型人Piwil1基因的核苷酸序列第649-672位堿基中存在堿基突變；或相應于野生型人Piwil1基因編碼的多肽，該突變型人Piwil1基因編碼的多肽的氨基酸序列第217-224位中存在氨基酸突變。

在一個優選例中，所述的第649-672位堿基中存在堿基突變包括：第649-651位的AGG突變為GCG；或第658-660位的TTG突變為GCG，GGG，CGG；或第670-672位的AAT突變為CAT；或所述的第217-224位中存在氨基酸突變包括：第217位由R突變為A；或第220位由L突變為A、G或R；或第224位由N突變為H。

在本發明的另一方面，提供人Piwil1基因或其編碼的蛋白在制備診斷男性不育(如無精癥)的試劑或試劑盒中的應用。

在本發明的另一方面，提供特異性識別所述的突變型基因或其編碼的蛋白的試劑的用途，用于制備診斷男性不育的試劑或試劑盒。

在一個優選例中，所述的試劑包括：特異性擴增或鑒定人Piwil1基因第649-672位堿基中是否發生突變的引物、探針或芯片。