[发明专利]检测MIP基因突变的物质在诊断大熊猫白内障中的应用

说明书

本发明公开了检测MIP基因突变的物质在诊断大熊猫白内障中的应用。本发明发现了一个与大熊猫白内障相关的基因突变，即MIP基因的第686位的核苷酸由G突变为A，导致其编码的MIP蛋白质第229位由丝氨酸残基突变为天冬酰胺残基，在患有白内障的大熊猫吉妮中存在该突变，在其余几个大熊猫中不存在该突变，表明，该突变可以用于诊断大熊猫白内障或评价患有白内障的风险性。

技术领域

本发明涉及动物医学领域中，检测MIP基因突变的物质在诊断大熊猫白内障中的应用。

背景技术

大多数白内障都与衰老、环境因素或遗传因素有关。大约三分之一的白内障具有明显的遗传成分，有些是由于正常晶状体发育的中断，有些是由于晶状体蛋白本身或正常晶状体生理所需的其他蛋白的突变，包括氧化应激反应途径的阻断。氧化损伤的累积性反应也会逐渐破坏晶状体，或是导致色素的积累或晶体蛋白质的聚集，而晶体蛋白质则是维持晶状体透明度和折射的主要成分。然而，基因突变会影响晶状体蛋白，还有突变会影响连接蛋白和髓鞘前体家族的结构蛋白、缝隙连接蛋白或应激反应组件。有些突变则影响晶状体中表达的转录因子，如FOXE3、HSF4、MAF、MIP和PITX3，因为这些突变有可能扰乱许多下游基因的活性。

白内障是导致人类、其他灵长类动物和伴侣动物视力障碍和失明的普遍原因，因此大多数白内障研究都集中在这些物种或鼠类疾病模型上。然而，圈养大型野生动物往往比野外同类寿命更长，白内障发病也随年龄的增长突显。中国20％以上的老年大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)患有白内障，这对它们的生活质量有着重大影响。大熊猫白内障患病率随着动物年龄的增长而增加，这严重影响了它们的健康和福祉。但是，很少有研究关注大熊猫白内障的成因和治疗方法。鉴于大熊猫晶状体形状的特殊性，很难在体外测定晶状体曲率，更无法制作晶状体并施以手术。因此，圈养大熊猫白内障发病原因、预防策略和治疗方法有待于进一步研究。

晶状体纤维基因(lens fiber gene，MIP)编码成熟晶状体中最丰富的连接膜蛋白，对维持晶状体正常结构和内循环起着至关重要的作用。不同的突变通常引发不同的白内障表型，表明MIP具有多种生理功能，可介导水通道分子和一些小的中性溶质的跨膜转运。作为一种内在膜蛋白，它占晶状体纤维细胞总膜蛋白的45％以上，在缝隙连接的形成和组织晶体蛋白中起作用。通过这种方式，MIP可以通过减少光纤间的空间在保持透镜透明度方面发挥重要作用，并且对于透镜的正常聚焦特性是必需的。在白内障形成和衰老过程中，MIP发生选择性蛋白质水解，该蛋白质水解可能调节MIP通道及其粘附特性。此外，MIP基因的突变与小鼠遗传性白内障(CATFR)、晶状体混浊(LOP)、HFI、TOHM和两种人类白内障有关。突变引起的不同的白内障表型表明水通道蛋白在晶状体中的功能不同，致病机制复杂。先前的研究表明，跨膜蛋白(AQP0)的大多数突变都会破坏其正常的运输，导致蛋白质保留在细胞质中，而不是位于质膜上。这会导致水通道功能丧失，这可能是白内障形成的原因。MIP基因突变会破坏水分平衡或晶状体的通透性，导致小鼠白内障。MIP还在晶状体纤维细胞的细胞间粘附中起重要作用。以往的白内障研究表明，大多数MIP突变降低了蛋白质表达，损害了正常的蛋白质定位。然而，基于特异性突变的细节机制仍然隐藏在表型异质性背后，需要进一步的研究。跨膜蛋白(AQP0)主要负责透过性和透明度在透镜纤维膜。由于晶状体内没有血管系统，它严重依赖这个输送系统来维持细胞间的正常水流，并保持晶状体的透明和稳定。人类、野生型小鼠和基因敲除小鼠的MIP突变已被证明会引发双侧白内障。这个信息进一步支持这个结论，这个蛋白质在正常晶状体发育中起着重要作用。除了作为水通道的功能外，MIP还发挥结构和粘附分子的作用，这是保持透镜透明度所必需的。人类、小鼠和基因敲除小鼠模型中的MIP突变已被证明可诱发双侧白内障，这进一步突出了该蛋白对正常晶状体生长的重要作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何诊断大熊猫白内障。

为解决上述技术问题，本发明首先提供了检测MIP基因突变的物质的下述任一应用：

X1、制备诊断或辅助诊断大熊猫白内障产品；