[发明专利]预测失重骨丢失腰椎骨密度下降风险的方法与DNA甲基化标志物

说明书

本发明提供预测失重骨丢失腰椎骨密度下降风险的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。本发明还提供相应的检测方法。本发明通过血细胞DNA甲基化水平与腰椎骨密度指标的挖掘，发现通过检测血细胞DNA甲基化水平，能够实现对失重后人体腰椎骨密度下降个体差异的预测，从而筛选更加耐受失重条件的个体，或者用于对腰椎骨密度变化情况进行科学研究。本发明中提供了对失重后人体腰椎骨密度下降风险有预测功能的DNA甲基化位点集合，与人体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腰椎骨密度下降风险的方法与DNA甲基化标志物。

背景技术

骨密度全称是骨骼矿物质密度(BMD，Bone mineral density)，是骨骼强度的一个绝对值属性的重要指标，其单位为克/每立方厘米。骨密度以双能X射线吸收计量法(Dual-energy X-ray Absorptiometry)(DXA技术)测量的结果较准确，是国际卫生组织(WHO)采用的骨密度金标准。

在临床使用中，骨密度是诊断骨质疏松、预测骨质疏松性骨折风险、监测自然病程以及评价药物干预疗效的最佳定量指标。目前国内外公认骨质疏松症的诊断标准是世界卫生组织推荐的，定义骨密度值降低程度等于和大于2.5个标准差即判定为骨质疏松。

在航天医学研究中，骨密度的检测为骨骼变化，健康风险判定提供了判断依据。在地面为期21天的-6度头低位卧床实验中，DXA检测发现志愿者腰椎骨密度平均下降约为0.6％(SM.Smith，2009)。在太空飞行中，空间微重力环境导致宇航员不再受重力影响。承重负荷的减少，导致航天员腰椎骨矿物质以每个月1％-2％的速度丢失(JD Sibonga，2008；ADleblanc，2012)。因此，美国国家航空航天局将空间骨丢失为所有风险因素之首。总之，骨密度的定量测定为疾病的诊断及不同原因所致的骨矿含量改变都提供了重要诊断依据。

鉴于此，在经受同样的失重/模拟失重条件影响后，人体腰椎骨密度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腰椎骨密度下降风险进行预测，对优化成员选拔、为乘员提供早期健康防护干预以及对失重条件腰椎骨密度下降风险进行研究，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腰椎骨密度下降风险的表观遗传学指标集合。

本发明提供预测失重骨丢失腰椎骨密度下降风险的DNA甲基化标志物，包括下述一个或多个基因，基因位点注释信息见表3。

在表中通过基因符号(第11列)和至少一个染色体位点(第8、9和10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腰椎骨密度下降风险的方法，所述方法不以疾病的诊断和治疗为目的，包括下述步骤：确定受试者样品中腰椎骨密度风险基因位点的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腰椎骨密度下降风险；

其中所述腰椎骨密度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腰椎骨密度下降幅度＜6％的样品；