專(zhuān)利名稱：一種藥物篩選方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物醫(yī)藥領(lǐng)域，具體涉及一種藥物的篩選方法。
背景技術(shù)：
在漫長(zhǎng)的物種進(jìn)化過(guò)程中，同一個(gè)物種面對(duì)相同的自然選擇有的能夠成功的存活并很好的發(fā)展下來(lái)有的則慘遭淘汰，對(duì)于我們?nèi)祟?lèi)有的人吸煙喝酒卻長(zhǎng)壽，也有人自幼就身體虛弱，同一種治療腫瘤的藥物對(duì)一些人效果顯著，對(duì)另一些人則完全無(wú)效。我們都知道不同的生活條件并不能造成我們?nèi)绱司薮蟮牟町悾疫@些差異都具有不同程度的遺傳性。人類(lèi)基因組序列圖的繪制完成為我們解答這個(gè)問(wèn)題敞開(kāi)了一扇大門(mén)。那么我們應(yīng)該如何去利用蘊(yùn)含在其中的大量遺傳信息呢？現(xiàn)在我們?cè)絹?lái)越發(fā)現(xiàn)大多數(shù)疾病的發(fā)生都能與我們的基因有關(guān)聯(lián)，所以當(dāng)前幾乎所有的研究重點(diǎn)都側(cè)重于建立某個(gè)或某些基因或SNP與疾病的關(guān)系。SNP主要是指在基因組水平上由單個(gè)核苷酸的變異所引 起的DNA序列多態(tài)性。現(xiàn)在普遍認(rèn)為SNP研究是人類(lèi)基因組計(jì)劃走向應(yīng)用的重要步驟，SNP在基因組中分布相當(dāng)廣泛，平均約300bp就有一個(gè)(Halushka, M. K. , et al. , Patternsof single-nucleotide polymorphisms in candidate genes for blood—pressurehomeostasis. Nat Genet, 1999. 22 (3) :p. 239-47 ；Cargill, M. , et al. , Characterizationof single-nucleotide polymorphisms in coding regions of human genes. NatGenet, 1999. 22(3) :p. 231-8)大量存在的SNP位點(diǎn)，使人們有機(jī)會(huì)發(fā)現(xiàn)SNP與各種疾病的聯(lián)系(Abdolmaleky, H. M.，et al. , Epigenetic alterations of the dopaminergicsystem in major psychiatric disorders. Methods Mol Biol, 2008. 448:p. 187-212 ;Gelernter, J. , H. Kranzler and J. Cubells, Genetics of two mu opioid receptorgene(0PRM1)exon I polymorphisms:population studies, and allele frequenciesin alcohol-and drug-dependent subjects. Mol Psychiatry,1999.4(5):p. 476-83),并應(yīng)用于疾病的檢測(cè)與治療(Meyers, J. H. , et al. , TIM-4 is the ligand forTIM-1, and the TIM-1-TIM-4interaction regulates T cell proliferation. NatImmunol, 2005. 6(5):p. 455-64 ；Cai,P.C. , et al., Association of TIM4 promoterpolymorphism_1419G>A with childhood asthma in a Chinese Han population. TissueAntigens, 2009. 74(1) :p. 11-6)。另一方面生物進(jìn)化自然選擇理論作為生物學(xué)的至關(guān)重要的組成部分在分子層面卻步履維艱，自然選擇究竟在分子進(jìn)化過(guò)程中起了多大的作用如何起的作用也一直爭(zhēng)執(zhí)不休，并受到中性理論的有力挑戰(zhàn)。SNP是人類(lèi)可遺傳的變異中最常見(jiàn)的一種。占所有已知多態(tài)性的90%以上。SNP在人類(lèi)基因組中廣泛存在，這種變異通常由單個(gè)堿基的轉(zhuǎn)換(transition)或顛換(transversion)所引起。在基因組DNA中，任何堿基均有可能發(fā)生變異，因此SNP既有可能在基因序列內(nèi)，也有可能在基因以外的非編碼序列上。總的來(lái)說(shuō)，位于編碼區(qū)內(nèi)的SNP (coding SNP，cSNP)比較少，從對(duì)生物的遺傳性狀的影響上來(lái)看，cSNP又可分為2種一種是同義cSNP (synonymous cSNP)，即SNP所致的編碼序列的改變并不影響其所翻譯的蛋白質(zhì)的氨基酸序列，突變堿基與未突變堿基的含義相同；另一種是非同義CSNP (non-synonymous cSNP)，指堿基序列的改變可使以其為藍(lán)本翻譯的蛋白質(zhì)序列發(fā)生改變，從而影響了蛋白質(zhì)的功能。這種改變常是導(dǎo)致生物性狀改變的直接原因。cSNP中約有一半為非同義cSNP。cSNP在外顯子內(nèi)，其變異率僅及周?chē)蛄械?/5 (Li，W. H. andL. A. Sadler, Low nucleotide diversity in man. Genetics, 1991. 129(2):p.513-23 ；Nickerson, D. A. , et al. , DNA sequence diversity in a 9.7-kb region of the humanlipoprotein lipase gene. Nat Genet, 1998. 19 (3) :p. 233-40),但它在遺傳性疾病研究中卻常常具有顯而易見(jiàn)的意義，因此cSNP的研究受到了更多地關(guān)注(Fay，J. C.，G.J. Wyckoff and C. I. ffu, Positive and negative selection on the human genome.Genetics,2001.158(3):p. 1227-34 ；Kawase, T. , et al. , Alternative splicing due toan intronic SNP in HMSD generates a novel minor histocompatibility antigen.Blood, 2007. 110(3) :p. 1055-63)。而位于所謂“垃圾’DNA中的單個(gè)SNP卻無(wú)法引起我們的注意，決大多數(shù)SNP是位于這些“垃圾” DNA中，而90%左右的人基因組被認(rèn)為是“垃圾”，因而決大多數(shù)SNP被普遍的認(rèn)為或假設(shè)為是不具有功能的，是中性的
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種篩選治療常見(jiàn)復(fù)雜疾病的藥物的方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為所述藥物篩選方法，包括如下步驟(I)將模式生物按SNP次要位點(diǎn)的多少分組排序，以SNP次要位點(diǎn)數(shù)目正常組為標(biāo)準(zhǔn)，選出SNP次要位點(diǎn)數(shù)多于正常組的一組模式生物；(2)將待測(cè)藥物分別作用SNP次要位點(diǎn)多的一組模式生物；(3)選出對(duì)模式生物起作用的一組藥物。其中，所述的模式生物為酵母；步驟(2)所述的待測(cè)藥物包括治療精神疾病的藥物及其他化合物；步驟(3)所述的藥物是對(duì)SNP次要位點(diǎn)多的一組酵母有抑制生長(zhǎng)作用的治療精神疾病的藥物。下面以酵母實(shí)驗(yàn)為例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明(I)將所選酵母按SNP次要位點(diǎn)數(shù)目分成次要位點(diǎn)數(shù)目正常組、次要位點(diǎn)多數(shù)目組和次要位點(diǎn)少數(shù)目組；其中，所述次要位點(diǎn)多數(shù)目組是指次要位點(diǎn)數(shù)目多于正常組的酵母，所述次要位點(diǎn)少數(shù)目組是指次要位點(diǎn)數(shù)目少于正常組的酵母；(2)選擇治療精神疾病的藥物及一種以上的待測(cè)化合物，將SNP次要位點(diǎn)多數(shù)目組的酵母接種到含有所選藥物及化合物的酵母培養(yǎng)基中培養(yǎng)；(3)測(cè)定被藥物及化合物作用后的酵母的OD值，選出使OD值小于對(duì)照組的藥物，其中大部分即為治療精神疾病的藥物。其中，步驟(2)所述的治療精神疾病的藥物為，sertraline,,, trimeprazine,chlorpromazine,, trifluoperazine。步驟(2)所述的待測(cè)化合物為29_D16,3，4-dichloroisocoumarin,aclacinomycin A, ascomycin, alexidine, alpha factor, amiodarone, anisomycin,astemizole,benzalkonium chloride,benzethonium chloride,Benzyl isothiocyanate,bithionol， cadmium acetate， CAPE， cerulenin， cetylpyridinium chloride，clomiphene citrate， chlorhexidine， cycloheximide, clotrimazole, cloxyquin,CuS04， cyclobenzaprine hydrochloride, damnacanthal， dequalinium chloride，dichlorophene，DFI, doxorubicin，daunorubicin，E6 berbamine，ebselen，F(xiàn)CCP， fendiline hydrochloride, flutrimazole， furoxan， gliotoxin， H202，haloperidol， hexylresorcinol, hinokitiol,4 ! -hydroxychalcone, ikarugamycin，ketoconazole, lapachone， latrunculin B， loxapine succinate， LY83585， lycorine,manoalide，manumycinA，mastoparan，menadione，mepatricin，munduserone，NaCl,nicergoline， niguldipine， nocodazole, nortriptyline, parthenolide， penitrem A，pentachlorophenol，PPl，PP2，rapamycin，resveratrol 4 f -methyl ether，RK-682，salinomycin， semustine， shikonin， SK&F 96365，1，9—pyrazoloanthrone， staurosporinetetrachloroisophthalonitrile， thimerosal， thiram， tomatidine hydrochloride,tomatine，totarol，tunicamycin，tyrothricin, valinomycin, wiskostatin, YC-I0步驟(3)所述選出的藥物為sertraline，trimeprazine，chlorpromazine 和trifluoperazine。

下面結(jié)合理論研究及原理對(duì)本發(fā)明的方法作進(jìn)ー步的說(shuō)明。常見(jiàn)單核苷酸多態(tài)變異次要位點(diǎn)的隨機(jī)聚集對(duì)生物性狀的影響。我們充分利用基因組測(cè)序工作完成以來(lái)所取得的重要研究成果，以ー種全新的實(shí)驗(yàn)科學(xué)途徑來(lái)探索解決大部分SNP是否有功能這ー長(zhǎng)期懸而未決的難題。單個(gè)SNP如果不是通過(guò)影響某些重要基因的功能將使我們無(wú)法發(fā)現(xiàn)他們的功能，那我們可以將這些SNP作為ー個(gè)整體集中起來(lái)觀察他們的集體效應(yīng)。根據(jù)SNP的兩個(gè)多態(tài)位點(diǎn)在群體中的分布頻率可將其它們分為主要為點(diǎn)(頻率大于0. 5)和次要位點(diǎn)(頻率小于0. 5，minor alleleor MA)。人們普遍認(rèn)為大多數(shù)次要位點(diǎn)的低頻率分布是因?yàn)殡S機(jī)中性漂移導(dǎo)致的(King，J.L. and T.H.Jukes, Non-Darwinian evolution.Science,1969. 164(3881):p. 788-98 ；Kreitman, M. ，Nucleotide polymorphism at the alcohol dehydrogenase locusof Drosophila melanogaster. Nature, 1983. 304(5925) :p. 412-7)，與之對(duì)立的非主流觀點(diǎn)認(rèn)為是自然選擇造成的(Fay, J. C.，G. J. Wyckoff and C. I. ffu, Testing theneutral theory of molecular evolution with genomic data from Drosopnila.Nature, 2002. 415 (6875) :p. 1024-6 ；Long, M. and C. H. Langley, Natural selection andthe origin of jmgwei, a chimeric processed functional gene in Drosophila.Science, 1993. 260(5104) :p. 91-5)。這兩種對(duì)立觀點(diǎn)都缺乏有力的直接的試驗(yàn)證據(jù)。我們想出了一個(gè)全新的思路和方法來(lái)檢驗(yàn)這兩種觀點(diǎn)哪個(gè)是正確的。我們知道任何復(fù)雜的生物性狀都不是只受單獨(dú)某個(gè)基因控制的(Mackay，T.F. , Quantitative trait loci in Drosophila. Nat Rev Genet, 2001. 2(1):p. 11-20 ；Segre，D.，e t a I. , Modular epistasis in yeast metabolism. NatGenet, 2005. 37 (I) :p. 77-83 ；Williams, S. M.，J. L Haines and J. H. Moore, The use ofanimal models in the study of complex disease:all else is never equal or whydo so many human studies fail to replicate animal findings Bioessays，2004. 26(2) :p. 170-9)，這些復(fù)雜性狀是受很多基因的協(xié)調(diào)作用調(diào)控的。然而單獨(dú)某ー個(gè)所謂“中性SNP”我們很難研究它的功能，但是當(dāng)我們通過(guò)一定的方式把他們作為一個(gè)整體去研究的時(shí)候，結(jié)果會(huì)是怎樣的呢？根據(jù)我們的新思路，SNP次要位點(diǎn)隨機(jī)聚集多的個(gè)體相對(duì)于次要位點(diǎn)隨機(jī)聚集少的個(gè)體如果在ー些生物性狀中都表現(xiàn)出了差異，且這些差異都大部分地表現(xiàn)為次要位點(diǎn)隨機(jī)聚集多的個(gè)體具有生存能力較差的情況，那么我們就可以認(rèn)為大部分SNP次要位點(diǎn)相對(duì)于主要位點(diǎn)是有害的，從這個(gè)角度講SNP就是受到自然選擇的，也就是有功能的。另外，我們也會(huì)發(fā)現(xiàn)，一定數(shù)量的次要位點(diǎn)對(duì)于適應(yīng)環(huán)境能力也是必要的，如免疫力就需要一定的遺傳或位點(diǎn)多祥性才能維持，因此次要位點(diǎn)過(guò)少也是有害的，也是要受到自然選擇的。所以，一個(gè)看似中性的或及微弱有害性的次要位點(diǎn)也許是同時(shí)受到了負(fù)選擇和正選擇。我們采用了兩種新方法來(lái)檢驗(yàn)我們的新思路。第一，我們利用了動(dòng)物模型的遺傳對(duì)照群體(genetic reference population)或重組自交品糸(recombinant inbredlines)群體。能夠穩(wěn)定遺傳的自交品系在生物的復(fù)雜性狀及相關(guān)基因的研究中具有非常重要的意義，自交品系在生物學(xué)上的應(yīng)用已經(jīng)有幾十年的歷史了，目前主要是被用來(lái)發(fā)現(xiàn)能夠決定復(fù)雜性狀的 SNP (Rockman, M. V. and L. Kruglyak, Breeding designs forrecombinant inbred advanced intercross lines.Genetics, 2008. 179(2):p. 1069-78 ；Bendesky, A. , et al. , Catecholamine receptor polymorphisms affectdecision-making in C.elegans.Nature,2011.472(7343): p.313-8 ; Rockman, M. V. and L.Kruglyak, Recombinational landscape and population genomics ofCaenorhabditiseIegans. PLoS Genet, 2009. 5 (3) :p. el000419)。在這些來(lái)自同一祖先的40 300個(gè)品系所組成的群體中，每個(gè)SNP次要位點(diǎn)的頻率只能是由中性漂移或自然選擇決定的，因而，這些品系可以用來(lái)驗(yàn)證SNP的功能性。我們對(duì)這些品系的次要位點(diǎn)多少進(jìn)行了計(jì)算排序，進(jìn)而進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)來(lái)檢測(cè)這些品系的某些復(fù)雜性狀以及這些性狀是否與次要位點(diǎn)的多少有關(guān)聯(lián)，是否次要位點(diǎn)多的品系(高噪音品系，如果將主要位點(diǎn)視為理想最佳序列，則任何隨機(jī)錯(cuò)誤導(dǎo)致的誤差突變都可視為噪音)，相對(duì)于次要位點(diǎn)少的品系(低噪音品系)，在行為性狀和生殖能力等復(fù)雜性狀方面有明顯差異。如果，次要位點(diǎn)數(shù)目與數(shù)量性狀值成比例，就會(huì)自然告訴我們，過(guò)多或過(guò)少的次要位點(diǎn)數(shù)目都會(huì)被負(fù)選擇，因?yàn)橥ǔＲ粋€(gè)數(shù)量性狀的極端值(過(guò)高或過(guò)低)都是偏離大多數(shù)個(gè)體所處的最佳狀態(tài)的。例如，任何一種激素的濃度過(guò)高或過(guò)低都是不正常的。第二，我們檢查了某些常見(jiàn)復(fù)雜疾病的病人是否具有次要位點(diǎn)多或不同與正常人的的特點(diǎn)。這兩種方法得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，大多數(shù)SNP是有作用的，是影響性狀的，大多數(shù)次要位點(diǎn)是有害的，它們的有害效果是通過(guò)次要位點(diǎn)過(guò)度聚集導(dǎo)致的(Random Enrichmentof MA，REMA)。我們提出一種新的疾病的遺傳機(jī)理假說(shuō)即疾病是由大量的超出一定上限的以普通單核苷酸多態(tài)位點(diǎn)的次要等位基因的形式出現(xiàn)的突變導(dǎo)致的。然而他們的單獨(dú)作用是非常微不足道的，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的中性檢驗(yàn)甚至不能夠找出他們和中性等位基因的區(qū)別。我們這ー嶄新發(fā)現(xiàn)必將引起人們對(duì)基因組所謂“垃圾DNA”的重視，為研究基因非編碼區(qū)的功能提供了一個(gè)全新的途徑，并對(duì)現(xiàn)實(shí)民生問(wèn)題具有意義。例如，可以通過(guò)檢測(cè)生物體次要位點(diǎn)的多少來(lái)評(píng)價(jià)遺傳育種品種綜合品質(zhì)的優(yōu)良與否，建立SNP次要位點(diǎn)多少對(duì)藥物的敏感性的關(guān)系來(lái)促進(jìn)改善藥物的研發(fā)與臨床用藥，建立各種疾病與不同系列SNP的關(guān)系可以作為遺傳學(xué)診斷的重要指標(biāo)。常見(jiàn)疾病具有遺傳因素，但這些因素屬于單基因或是多基因的，是如何致病的，都有待深入了解。而治療這些疾病的藥物的作用機(jī)理也是不十分清楚的。這類(lèi)藥物的療效及副作用也不是最令人滿意的，新一代藥物的研發(fā)將會(huì)對(duì)病人帶來(lái)更大的福祉。遺傳變異過(guò)多或SNP次要位點(diǎn)過(guò)多會(huì)在大部分生物體內(nèi)造成類(lèi)似的損害，針對(duì)這類(lèi)損害起作用的化合物會(huì)對(duì)大部分生物有類(lèi)似效用，因此，我們通過(guò)動(dòng)物模型來(lái)篩選針對(duì)遺傳變異過(guò)多而起作用的化合物，這類(lèi)化合物有可能被用來(lái)治療因?yàn)檫z傳變異過(guò)度而導(dǎo)致的ー些人類(lèi)常見(jiàn)疾病。遺傳變異過(guò)多或SNP次要位點(diǎn)過(guò)多會(huì)在大部分生物體內(nèi)造成類(lèi)似的損害，針對(duì)這類(lèi)損害起作用的化合物會(huì)對(duì)大部分生物有類(lèi)似效用，因此，可通過(guò)動(dòng)物模型來(lái)篩選針對(duì)遺傳變異過(guò)多而起作用的化合物，這類(lèi)化合物有可能被用來(lái)治療因?yàn)檫z傳變異過(guò)度而導(dǎo)致的ー些人類(lèi)常見(jiàn)疾病。更多的次要等位基因可以導(dǎo)致更大的核苷酸多祥性或者說(shuō)遺傳多祥性，它可以通過(guò)全基因組單核苷酸多態(tài)性數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)。群體的核苷酸多祥性的高低可以用與次要等位基因直接相關(guān)的三個(gè)參數(shù)來(lái)測(cè)量次要位點(diǎn)的數(shù)目或比例，姆個(gè)人個(gè)體的單核苷酸多態(tài)位點(diǎn)的雜和子的數(shù)量(Het)，以及平均每?jī)扇酥g的遺傳距離?？偠灾?，本發(fā)明通過(guò)SNP次要位點(diǎn)多的動(dòng)物模型來(lái)篩選對(duì)遺傳變異過(guò)多而起作 用的化合物，提供了ー種全新的藥物篩選方法。本發(fā)明的方法可檢測(cè)各種化合物對(duì)這些品系分裂或生殖能力或其它復(fù)雜形狀的影響，從而獲得只對(duì)次要位點(diǎn)過(guò)多的一組有強(qiáng)烈效果的藥物。該方法不同于傳統(tǒng)的以細(xì)胞或模式生物為模型的篩選技術(shù)，具有負(fù)對(duì)照組既正常組。另外，該方法所用模式生物模型能夠較準(zhǔn)確的模擬常見(jiàn)病的遺傳特征，而這正是其它以細(xì)胞或模式生物為模型的篩選技術(shù)所不具備的，因此，用我們的新方法能夠更有效的篩選出治療常見(jiàn)病的藥物。


圖I是在遺傳標(biāo)準(zhǔn)群體中每個(gè)品系次要位點(diǎn)比例的分布圖；其中，A、Kruglyak實(shí)驗(yàn)室的RIL品系，以npr-1基因F215V突變位點(diǎn)分成兩組；B、Kammenga實(shí)驗(yàn)室的RIL品系；C、酵母；D、果蜆自交品系；E、CollaborativeCross第7代自交品系；F、小鼠BXD自交品系；G、次要位點(diǎn)在Iv自交品系群體中的分布圖；品系為Kruglyak實(shí)驗(yàn)室線蟲(chóng)，遺傳背景為N2npr-1 ;H、相關(guān)曲線，用 51K SNP計(jì)算的次要位點(diǎn)比例與用一組隨機(jī)選擇的IK SNP (組一)計(jì)算的數(shù)值有很強(qiáng)的相關(guān)性；1、相關(guān)曲線，用飛IK SNP計(jì)算的次要位點(diǎn)比例與用另ー組隨機(jī)選擇的IK SNP (組ニ)計(jì)算的數(shù)值有很強(qiáng)的相關(guān)性；圖2為次要位點(diǎn)在線蟲(chóng)生殖能力和離開(kāi)食物行為中的作用；其中，A、產(chǎn)后代數(shù)目，動(dòng)物為Kruglyak實(shí)驗(yàn)室自交品系，遺傳背景為HW npr-1 ;B、產(chǎn)后代數(shù)目，動(dòng)物為Kruglyak實(shí)驗(yàn)室自交品系，遺傳背景為N2 npr-1 ;C、離開(kāi)食物的速度，動(dòng)物為Kruglyak實(shí)驗(yàn)室自交品系，遺傳背景為服npr-1和HW tyra-3 ;D、次要位點(diǎn)比例與fbxa_103基因mRNA水平的相關(guān)性，遺傳背景為HW npr-1和N2 tyra-3 ;F、fbxa-103基因mRNA水平與離開(kāi)食物速度的相關(guān)性，遺傳背景為HW npr-1和HW tyra-3 ；圖3為次要位點(diǎn)在BXD小鼠酒精相關(guān)行為和神經(jīng)系統(tǒng)行為中的作用；其中，A、酒精誘導(dǎo)的共濟(jì)失調(diào)的酒精耐受上限與次要位點(diǎn)比例的相關(guān)；B、雄性血液酒精濃度與次要位點(diǎn)比例的相關(guān)；c、甲基苯丙胺服用后的體溫變化與次要位點(diǎn)比例的相關(guān)；D、反向?qū)W習(xí)能力(低值代表學(xué)習(xí)速度快)與次要位點(diǎn)比例的相關(guān)；E、熱誘導(dǎo)疼痛(Hargreaves檢驗(yàn))與次要位點(diǎn)比例的相關(guān)；F、開(kāi)闊地抬頭行為與次要位點(diǎn)比例的相關(guān)；G、在光房與暗房之間的穿插次數(shù)與次要位點(diǎn)比例的相關(guān)；H、開(kāi)放區(qū)域存留時(shí)間與次要位點(diǎn)比例的相關(guān)，高空迷宮測(cè)驗(yàn)，雌性；圖4為次要位點(diǎn)在小鼠自交品系中的作用；其中，A、尿烷誘發(fā)的肺癌數(shù)目與次要位點(diǎn)比例的相關(guān)，AXBBXA品系，kras2野生型；B、尿烷誘發(fā)的肺癌數(shù)目與次要位點(diǎn)比例的相關(guān)，AXBBXA品系，kras2突變型；C、次要位點(diǎn)比例與Friend病毒誘導(dǎo)的淋巴癌的相關(guān)性，CXB小鼠品系；圖5為次要位點(diǎn)在肥胖癥和帕金森病相關(guān)性狀中的作用；其中，A、次要位點(diǎn)比例與高果糖食物后的血糖濃度的相關(guān)；B、次要位點(diǎn)比例與血清多巴胺水平的相關(guān)；C、血清多巴胺水平與高果糖食物后的血糖濃度的相關(guān)；D、次要位點(diǎn)比例與伏核組織鐵水平的相關(guān)；E、次要位點(diǎn)比例與抵抗素水平的相關(guān)；F、次要位點(diǎn)比例與高脂食物后第8到第9星期的體重増加的相關(guān)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I遺傳對(duì)照群體中次要位點(diǎn)的分布情況我們計(jì)算了遺傳對(duì)照群體中每ー自交品系所含有的次要位點(diǎn)數(shù)目或比例，進(jìn)而作出了每一群體中每一品系的次要位點(diǎn)比例分布圖(圖I)。實(shí)施例2次要位點(diǎn)過(guò)度聚集影響許多動(dòng)物復(fù)雜性狀我們首先檢驗(yàn)了次要位點(diǎn)過(guò)度聚集對(duì)線蟲(chóng)產(chǎn)后代多少的能力的影響。如圖ー A和B所示，次要位點(diǎn)過(guò)度聚集導(dǎo)致了線蟲(chóng)產(chǎn)后代數(shù)目的下降。進(jìn)ー步分析發(fā)現(xiàn)次要位點(diǎn)過(guò)度聚集對(duì)其它動(dòng)物的生殖能力也造成了負(fù)面影響(表I)。次要位點(diǎn)過(guò)度聚集還對(duì)其它ー些重要生存性狀造成一定破壞，包括降低生存壽命(表I)。另外，還影響了線蟲(chóng)離開(kāi)食物區(qū)域的速率(圖2C)。我們進(jìn)ー步發(fā)現(xiàn)在線蟲(chóng)內(nèi)次要位點(diǎn)過(guò)度聚集可以調(diào)控fbxa — 103基因，而該基因的表達(dá)與線蟲(chóng)離開(kāi)食物區(qū)域的速率具有很強(qiáng)的相關(guān)性(圖2，D-F)。我們分析了 3663個(gè)與BXD小鼠自交品系群體有關(guān)的性狀。這些性狀來(lái)自GeneNetwork網(wǎng)站對(duì)過(guò)去幾十年的發(fā)表及未發(fā)表數(shù)據(jù)的匯總(Wang J, Williams Rff, ManlyKF(2003)WebQTL:web-based complex trait analysis. Neuroinformatics 1:299-308)。從中我們找到了幾十種受次要位點(diǎn)過(guò)度聚集調(diào)控的性狀。包括許多與酒精反應(yīng)及神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)的性狀，如較低的導(dǎo)致共計(jì)失調(diào)的酒精極限濃度(圖3A)，較低的血液酒精濃度(圖3B)，較少的methamphetamine誘導(dǎo)的體溫改變(圖3C)，較慢的反向?qū)W習(xí)速度(圖3D)，對(duì)疼痛的較高敏感性(圖3E)，較少的在寬闊地帯中的站立行為(圖3F)，更高的由光暗盒子測(cè)試法測(cè)出的焦慮水平(圖3G)，更低的由高空十字迷宮法測(cè)出的焦慮水平(圖3H).其他相關(guān)性狀還包括小鼠抑郁癥(Pearson r=0. 38, p=0. 07; Spearman r=0. 39, p=0. 056),對(duì)甜品saccharin的嗜好,及對(duì)cocaine的敏感性(表4)。次要位點(diǎn)過(guò)度聚集容易導(dǎo)致小鼠腫瘤的發(fā)生(圖4，表I)。在urethane誘導(dǎo)的肺癌中，次要位點(diǎn)過(guò)度聚集的致癌效果只是在kras2癌基因是正常的情況下才得以顯現(xiàn)。次要位點(diǎn)過(guò)度聚集對(duì)許多與肥胖，ニ型糖尿病和帕金森病相關(guān)的性狀有負(fù)面影響。如圖5A — B所示，次要位點(diǎn)過(guò)度聚集的BXHHXB的大鼠在高糖食物后有更高的葡萄糖水平，和較低的血清多巴胺水平。血清多巴胺水平與葡萄糖水平水平是互相相關(guān)的(圖5C)，但與子宮內(nèi)的胚胎重量不相關(guān)(數(shù)據(jù)未出示)。這說(shuō)明血清葡萄糖水平和多巴胺水平可能共享一定的遺傳因素。帕金森病在substantianigra黑質(zhì)區(qū)域通常有過(guò)多的鐵聚集，而次要位點(diǎn)過(guò)度聚集與腦部分區(qū)域nucleus acumens的高鐵水平有關(guān)聯(lián)(圖。另外,次要位點(diǎn)過(guò)度聚集還與在ventral midbrain區(qū)域的多巴胺受體DRDl水平低有關(guān)(Pearsonr=-0. 45, p=0. 07; top half8 vs bottom half9, t test, p=0. 05，females)。與該區(qū)域的 DRD2水平也有類(lèi)似關(guān)系(Pearson r=_0. 35, p=0. 18, females)。而 ventral midbrain 區(qū)域包含了 substantianigra。同時(shí),次要位點(diǎn)過(guò)度聚集的BXD小鼠具有較小的substantianigra黑質(zhì)容量(Pearson r=-0. 56, p=0. 09; top half 6 vs bottom half 4, t test, p=0. 025).在高脂食物喂養(yǎng)的BXD小鼠中，次要位點(diǎn)過(guò)度聚集與許多跟肥胖及糖尿病有關(guān)的性狀相關(guān)，如高濃度resistin激素和較高的體重增加(圖5E-F)。高濃度resistin與較低的 IL-17 水平相關(guān)(Pearson r=-0. 40, p=0. 03; Spearman r=-0. 41, p=0. 03)并與較 高的胰島素水平相關(guān)(Pearson r=0. 37, p=0. 06; Spearman r=0. 33, p=0. 09)。在正常食物下，次要位點(diǎn)過(guò)度聚集與較高的LDL膽固醇水平相關(guān)(Pearson r=0. 58, p=0. 01; Spearmanr=0. 53，p=0. 02)。其他與次要位點(diǎn)過(guò)度聚集相關(guān)的性狀包括高食物攝取量，高氧氣消耗，和較低的轉(zhuǎn)鐵蛋白飽和度(表4)。這些結(jié)果顯示次要位點(diǎn)過(guò)度聚集可能導(dǎo)致肥胖，ニ型糖尿病和帕金森病。但表一同時(shí)也顯示有些性狀是不受次要位點(diǎn)影響的，如血壓。在我們分析的約4700個(gè)性狀里，只有100個(gè)左右與次要位點(diǎn)有夫。但這只是ー個(gè)保守的估計(jì)數(shù)目。因?yàn)樵S多性狀因分析的品系樣本量較小而得不到統(tǒng)計(jì)上有意義的結(jié)論。Perstein等人檢驗(yàn)了酵母遺傳對(duì)照群體對(duì)100種小分子化合物的敏感性反應(yīng)，其中包括 18 種被美國(guó) FDA 批準(zhǔn)的藥物(Perlstein E0, Ruderfer DM, Roberts DC, SchreiberSL, Kruglyak L (2007)Genetic oasis of individual differences in the response tosmall-molecule drugs in yeast. Nat Genet 39:496-502)。我們利用他們的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)次要位點(diǎn)過(guò)度聚集的酵母品系對(duì)8種化合物具有高敏感性，其中五種是FDA批準(zhǔn)的藥物，包括ー種乳腺癌藥物Tamoxifen和四種治療抑郁癥及精神疾病的藥物(表2)。這說(shuō)明這些疾病有可能與次要位點(diǎn)過(guò)度聚集有夫。這同時(shí)也說(shuō)明，將篩選重點(diǎn)放在能對(duì)次要位點(diǎn)過(guò)度聚集的酵母品系具有作用的化合物上會(huì)有較大的成功率(18種FDA批準(zhǔn)的藥物中有5種與次要位點(diǎn)過(guò)度聚集有關(guān)，而非FDA批準(zhǔn)的82種化合物中只有3種，p〈0. 01，卡方test)。實(shí)施例3次要位點(diǎn)過(guò)度聚集有利于免疫系統(tǒng)免疫系統(tǒng)是唯一已知的需要依靠遺傳多樣性才能更好的工作的生物系統(tǒng)。我們的結(jié)果支持了這ー傳統(tǒng)認(rèn)知。次要位點(diǎn)過(guò)度聚集的小鼠品系具有較強(qiáng)的免疫功能(表3)。如對(duì)細(xì)菌感染有更強(qiáng)的抵抗力。實(shí)施例4兩種不同的與次要位點(diǎn)過(guò)度聚集有關(guān)的性狀可以也可以不享有次要位點(diǎn)如表4所示，大部分與次要位點(diǎn)過(guò)度聚集有關(guān)的性狀并不具有相互之間的相關(guān)性，雖然ー個(gè)性狀可以與其它ー小部分性狀有相關(guān)。進(jìn)ー步分析證明了相關(guān)的性狀共同享有了某些次要位點(diǎn)，而不相關(guān)的性狀不享有。血液酒精濃度與resistin激素濃度相關(guān)，但與疼痛反應(yīng)及站立反應(yīng)不相關(guān)(表4)。我們從ー組隨機(jī)分部的51469SNPs中找到了 30336個(gè)對(duì)血液酒精濃度具有一定特異性的SNPs。這組較特異的SNPs與resistin濃度有高相關(guān)(r=0. 53，p=0. 008)，而與疼痛反應(yīng)(r=-0. 46, p=0. 03)及站立反應(yīng)低相關(guān)(r=-0. 4，p=0. 06)。相反，如用非特異的一組隨機(jī)51469SNPs進(jìn)行相關(guān)分析，則與該組SNP有高相關(guān)的性狀是resistin濃度和疼痛反應(yīng)，而這兩個(gè)性狀之間是不相關(guān)的。這些結(jié)果說(shuō)明我們的方法能夠用來(lái)找到具有性狀特異性的ー組SNPs，并可以用它來(lái)預(yù)測(cè)性狀。實(shí)施例5次要位點(diǎn)過(guò)度聚集與人類(lèi)常見(jiàn)疾病的關(guān)系以上動(dòng)物模型的結(jié)果顯示次要位點(diǎn)過(guò)度聚集可能會(huì)是人類(lèi)常見(jiàn)疾病的一個(gè)致病因素，特別是ニ型糖尿病，帕金森病，雙相性精神障礙，抑郁癥，酒精成癮，腫瘤，自身免疫疾病，等，但不包括高血壓病。我們因此分析了這些疾病的已發(fā)表的SNP數(shù)據(jù)，都是歐美人群的，這些疾病的SNPs數(shù)據(jù)是從EGA和dbGaP下載的。這些數(shù)據(jù)可以通過(guò)公用的PLINK和SNP Tool軟件以及我們的NDl軟件來(lái)分析。用NDl軟件計(jì)算兩個(gè)個(gè)體之間的遺傳距離是通過(guò)單核苷酸SNPs錯(cuò)配數(shù)目來(lái)測(cè)量的。純合子與純合錯(cuò)配的不同記作1，Homvs Het的不同記作0. 5，缺失基因型N/N對(duì)純合型記作0，N/N vs Het記作0. 5. Het vs Het記為0. 5。假設(shè)同一來(lái)源的A/B vs A/B數(shù)目比較與同一來(lái)源的A/B和B/A錯(cuò)配數(shù)目比較相似。我們對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)的對(duì)照組進(jìn)行了次要位點(diǎn)MA數(shù)目的計(jì)算，確定了一組次要位點(diǎn)， 然后計(jì)算了病人組和對(duì)照組與次要位點(diǎn)組的平均距離(表5)。距離越小，則次要位點(diǎn)數(shù)目越多。結(jié)果顯示，次要位點(diǎn)數(shù)目在病人組中顯著多于對(duì)照組的疾病包括以上所提疾病，如ニ型糖尿病，帕金森病，雙相性精神障礙，抑郁癥，酒精成癮，腫瘤，自身免疫疾病(一型糖尿病，類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎，炎癥性腸病)，等。而次要位點(diǎn)在病人組中類(lèi)似對(duì)照組的疾病包括高血壓和冠狀動(dòng)脈病。這些結(jié)果完全與動(dòng)物結(jié)果一致。另外，Spearman方法分析也顯示次要位點(diǎn)數(shù)目與這些疾病有顯著的相關(guān)性(表5, Spearman r = r>0. 036，p〈0. 05)。我們還檢驗(yàn)了某些病人和対照的ー些臨床有關(guān)數(shù)據(jù)。如表6所示，與次要位點(diǎn)過(guò)度聚集相關(guān)的性狀包括可卡因成癮，但不包括marijuana和鴉片。還包括較少的性侵犯經(jīng)歷，較低的教育水平，較低的抽煙量，較多的吃抗過(guò)敏藥品(NSAIDs)和較短的壽命。這些關(guān)于人的結(jié)果與動(dòng)物結(jié)果是完全吻合的。表I在不同重組自交系(RILs)中，以下的性狀與MA密切相關(guān)繁殖適應(yīng)カ；壽命；酒精敏感性；嗜酒性；焦慮；癌癥；血壓
權(quán)利要求
1.一種藥物篩選方法，包括如下步驟 (1)將模式生物按SNP次要位點(diǎn)的多少分組排序，以SNP次要位點(diǎn)數(shù)目正常組為標(biāo)準(zhǔn)，選出SNP次要位點(diǎn)數(shù)多于正常組的一組模式生物； (2)將待測(cè)藥物分別作用SNP次要位點(diǎn)多的一組模式生物； (3)選出對(duì)模式生物起作用的一組藥物。
2.如權(quán)利要求I所述的篩選方法，其特征在于，所述的模式生物為酵母。
3.如權(quán)利要求I所述的篩選方法，其特征在于，步驟(2)所述的待測(cè)藥物包括治療精神疾病的藥物及其他化合物；步驟(3)所述的藥物是對(duì)SNP次要位點(diǎn)多的一組酵母有抑制生長(zhǎng)作用的治療精神疾病的藥物。
4.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述方法的具體步驟為 (1)將所選酵母按SNP次要位點(diǎn)數(shù)目分成次要位點(diǎn)數(shù)目正常組、次要位點(diǎn)多數(shù)目組和次要位點(diǎn)少數(shù)目組；其中，所述次要位點(diǎn)多數(shù)目組是指次要位點(diǎn)數(shù)目多于正常組的酵母，所述次要位點(diǎn)少數(shù)目組是指次要位點(diǎn)數(shù)目少于正常組的酵母； (2)選擇治療精神疾病的藥物及一種以上的待測(cè)化合物，將SNP次要位點(diǎn)多數(shù)目組的酵母接種到含有所選藥物及化合物的酵母培養(yǎng)基中培養(yǎng)； (3)測(cè)定被藥物及化合物作用后的酵母的OD值，選出使OD值小于對(duì)照組的藥物。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種藥物篩選方法，包括如下步驟(1)將模式生物按SNP次要位點(diǎn)的多少分組排序，以SNP次要位點(diǎn)數(shù)目正常組為標(biāo)準(zhǔn)，選出SNP次要位點(diǎn)數(shù)多于正常組的一組模式生物；(2)將待測(cè)藥物分別作用SNP次要位點(diǎn)多的一組模式生物；(3)選出對(duì)模式生物起作用的一組藥物。該方法通過(guò)SNP次要位點(diǎn)多的動(dòng)物模型來(lái)篩選對(duì)遺傳變異過(guò)多而起作用的化合物，提供了一種全新的藥物篩選方法。本發(fā)明的方法可檢測(cè)各種化合物對(duì)這些品系分裂或生殖能力或其它復(fù)雜形狀的影響，從而獲得只對(duì)次要位點(diǎn)過(guò)多的一組有強(qiáng)烈效果的藥物。
文檔編號(hào)G01N21/31GK102768189SQ20121026809
公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月30日
發(fā)明者黃石 申請(qǐng)人:黃石