[发明专利]预测失重骨丢失骨钙素OC下降风险的方法与DNA甲基化标志物

说明书

本发明提供预测失重骨丢失骨钙素OC下降风险的DNA甲基化标志物，包括一个或多个基因，基因位点注释信息见表3。本发明还提供相应地预测方法。本发明通过对‑6度头低位卧床模拟失重前后人体血细胞DNA甲基化水平与血清骨密度指标(骨钙素OC)的挖掘，发现通过检测血细胞DNA甲基化水平，能够实现对失重骨丢失人体骨钙素下降个体差异的预测，从而筛选更加耐受失重骨丢失的个体，或者用于对骨钙素变化情况进行科学研究。本发明提供了对失重后人体骨钙素下降风险有预测功能的DNA甲基化位点集合，与人体失重骨丢失骨代谢的相关性较高。

技术领域

本发明属于生理学技术领域，涉及失重环境条件一段时间后的生理变化，具体涉及预测失重骨丢失骨钙素OC下降风险的方法与DNA甲基化标志物。

背景技术

骨钙素(osteocalcin，OC)是由成骨细胞、成牙质细胞等合成并分泌的一种维生素K依赖性钙结合蛋白，在调节骨钙代谢中起重要作用，是研究骨代谢的一项生化标志物，对骨质疏松综合征、钙代谢异常等疾病诊断有重要价值。通过血清骨钙素检测，可以了解成骨细胞，特别是新形成的成骨细胞的活动状态。由于骨钙素是由成骨细胞产生的，它经常被用作骨形成过程的标记物。已经观察到，在用合成骨形成药物治疗骨质疏松症(如泰帕雷德)期间，较高的血清骨钙素水平与骨密度的增加显著相关。

航天医学研究中，骨量的迅速减少是长时间载人航天飞行中人体需要面临的重要健康风险之一。骨钙素OC是评价骨形成和骨转换率的特异性指标，常用于失重/模拟失重条件下骨丢失等骨代谢紊乱问题的研究。研究表明，人体在航天失重环境下的骨丢失与骨钙素水平异常有关。在对和平号空间站上的航天员检测发现，部分成员血清中的骨钙素OC含量减少(Collet P，1997；Smith SM，2000)。在地面为期14天的-6度头低位卧床实验中，志愿者血清中骨钙素OC也呈现出下降趋势(Kim，H，2003)。在进一步的细胞学实验中发现，空间微重力和地面模拟微重力效应环境下成骨细胞骨钙素OC的表达和分泌明显降低(Hughes-Fulfor M，2006；Bucaro MA，2007)，这也部分解释了血清骨钙素OC减少的机制。

综上，失重/模拟失重条件下，人体血清骨钙素水平减少与人体成骨细胞活性降低及骨密度下降关系密切。鉴于此，在经受同样的失重/模拟失重条件影响后，人体血清骨钙素下降水平的差异亦能反映人体对失重条件导致骨丢失耐受程度的个体差异。面向载人航天任务，如能在执行任务前对乘员或受试者在模拟失重条件下的骨钙素下降风险进行预测，对优化成员选拔、为乘员提供早期健康防护干预，都具有重要应用价值。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明采用-6度头低位卧床人体实验模型，筛选并鉴定了能预测失重后人体血清骨钙素OC下降风险的表观遗传学指标集合。

本发明提供预测失重条件骨钙素OC下降风险的DNA甲基化标志物，包括一个或多个基因，基因位点注释信息见表3。

在表中通过基因符号(第10列)和至少一个染色体位点(第7、8、9列)来识别这些基因的优选甲基化核苷酸位置。这些基因由探针id(列1)进一步识别，其在这些基因中，特别是在它们的调控元件中识别CpG位点(在染色体位点)。

本文中的遗传参考文献通常参考基因组human hg38。在表中，探针id是指在阵列平台上表示的序列，每一个都用于询问特定的CpG位点，染色体(chr)、开始位点(start)和结束位点(end)可以唯一地识别每个探针的第一个nt位置。

本发明提供预测失重骨丢失骨钙素OC下降风险的方法，所述方法不以疾病的诊断和治疗为目的，包括下述步骤：确定受试者样品中骨钙素OC风险基因位点的DNA甲基化水平，并将该基因位点的甲基化水平与对照样品进行比较，从而预测受试者在失重条件骨钙素OC下降风险；

其中所述骨钙素OC风险基因选自权利要求1中的一个或多个基因；

所述对照样品选自失重条件下骨钙素OC下降幅度＜20％或未下降的样品；