[发明专利]核苷酸合成酶CAD在治疗动脉粥样硬化中的功能和应用

说明书

 

技术领域

本发明属于基因的功能与应用领域，具体涉及一种核苷酸合成酶CAD：氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ、天冬氨酸氨转移酶和二氢乳清酸酶（carbamoyl-phosphate synthetaseⅡ, aspartate transcarbamylase, and dihydroorotase，CAD）在治疗动脉粥样硬化中的功能和应用，具体是CAD在制备预防、缓解和/或治疗动脉粥样硬化的药物中应用。

背景技术

心脑血管疾病在许多发达国家中是主要致死性病因，在我国的发病率和致死率也逐年升高。心脑血管疾病的基础是动脉粥样硬化（Atheosclersisis，AS），动脉粥样硬化可使动脉管壁增厚、变硬、管腔狭窄，导致很多心脑血管事件发生。而动脉粥样硬化不稳定斑块的破裂、血小板的聚集及血栓形成造成的冠状动脉急性狭窄和闭塞是导致急性冠状动脉综合征（acute coronary syndrome，ACS）的重要原因。

动脉粥样硬化是多种遗传基因、危险因素及免疫机制共同参与的一种慢性炎症性疾病，局部和全身的炎症免疫反应在动脉粥样硬化发生发展过程中起着重要作用，固有免疫和适应性免疫共同参与调节动脉粥样硬化病变，病理上表现为大、中动脉多处斑块形成，好发于血液分流、动脉弯曲及动脉分支等区域，其病变特征是血中脂质在动脉内膜沉积，引起内膜灶性纤维性增厚，病灶深部为由坏死组织和细胞外脂质池形成的粥样物质。动脉粥样硬化斑块中存在着多种免疫细胞，其中以巨噬细胞和T细胞最为常见，此外还有少量的树突状细胞（Dentritic cell，DC）、自然杀伤细胞（natural killer cell，NK cell）和肥大细胞（mast cell）等，偶有B淋巴细胞。 

动脉粥样硬化最早期肉眼可见的损伤是脂质条纹，主要由摄取了大量胆固醇的巨噬细胞源性泡沫细胞构成。血液循环中的单核细胞在动脉易损部位黏附到活性内皮细胞，启动了脂质条纹的形成，黏附的单核细胞随后受局部产生的化学趋附分子的吸引迁移到内膜下，并进一步分化为巨噬细胞。大量胆固醇脂在巨噬细胞内积聚，形成泡沫细胞，这是动脉粥样硬化形成早期的特征性病理生理过程。动脉粥样硬化的发生是多因素共同作用的结果，目前已发现的动脉粥样硬化危险性因素很多，但相关针对治疗及控制效果均不理想，降脂和抗炎治疗是目前最主要的治疗措施。

CAD是一种多功能酶，分子量是243kDa，是由氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ（CPSase）、天冬氨酸氨转移酶（ATCase）和二氢乳清酸酶（DHOase）组成的不同区域的单一多肽，是一个嘧啶核苷酸从头合成的酶，是核苷酸结合寡聚结构域2（NOD2）的相互作用蛋白。NOD2表达于巨噬细胞，用作细菌脂多糖的图形识别受体，对来源于细菌的致病成分起作用，可能调节核因子κB激活和巨噬细胞凋亡。由于NOD2可调节巨噬细胞促炎症反应活性，而巨噬细胞在早期动脉粥样硬化病变中存在，因此我们认为CAD在动脉粥样硬化形成的特征性病理生理过程中可能扮演着重要角色，但其在动脉粥样硬化形成的特征性病理生理过程中的生物学功能和可能的作用机制尚未阐明。

小鼠和基因工程小鼠资源是目前疾病机制研究、基因功能研究、药物创制等领域最重要的动物模型之一，也是这些领域创新研究的必须条件。利用基因工程小鼠针对动脉粥样硬化病理过程中的各个分子环节进行研究，对阐明动脉粥样硬化发生发展过程中的分子机制，寻找动脉粥样硬化治疗的分子靶点具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于确定CAD的表达和动脉粥样硬化的相互关系，提供一个用于预防、缓解和/或治疗动脉粥样硬化的靶基因CAD的新用途。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

本发明确定的CAD的表达和动脉粥样硬化的关系如下：

1. CAD基因敲除显著减少了动脉粥样硬化的斑块面积

本发明以ApoE基因敲除（ApoE^-/-）小鼠与CAD/ApoE双基因敲除（CAD^-/-ApoE^-/-）小鼠为实验对象，分别通过低脂饲料和高脂饲料饮食诱导获得动脉粥样硬化小鼠模型（AS）。结果表明ApoE^-/-和CAD^-/-ApoE^-/-小鼠通过低脂饲料饮食，主动脉树有少量斑块形成；通过高脂饲料饮食后，斑块面积显著增加，CAD^-/-ApoE^-/-小鼠的主动脉树、主动脉窦以及头臂干的斑块面积均显著小于ApoE^-/-小鼠（图1-2）。