糖尿病的基因診斷

1、 糖尿病的基因診斷糖尿病的基因診斷LOGOLOGO 線粒體DNA(mtDNA)tRNA leu(UUR)基因的二氫尿嘧啶環(huán)上核苷酸nt3243 A G突變。n t3243Ay G 點(diǎn)突變常導(dǎo)致母系遺傳糖尿病伴耳聾、MELAS(線粒體腦肌病、乳酸酸中毒、癲癇樣發(fā)作綜合征) LOGOmtDNA突變影響ATP生成細(xì)胞內(nèi)線粒體代謝水平特殊類型糖尿病LOGO 胰島素基因突變可以導(dǎo)致異常胰島素病、永久性新生兒糖尿病( PNDM) 、青少年成人起病型糖尿病( MODY) 以及部分自身抗體陰性的1 型糖尿病。LOGO 應(yīng)用聚合酶鏈反應(yīng)單鏈構(gòu)象多態(tài)性(PCRSSCP)及等位基因特異性寡核苷酸斑點(diǎn)雜交技術(shù)對(duì)INS

2、基因進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)有Arg65His、Arg65leu以及Hisl00Asp等點(diǎn)突變。LOGO 對(duì)INSR基因的全部外顯子篩查后發(fā)現(xiàn)，外顯子2，3，8，9，13，17中有無(wú)義突變，外顯子20中存在一個(gè)異質(zhì)性點(diǎn)突變。 該突變位于酪氨酸激酶區(qū)內(nèi)，影響受體細(xì)胞內(nèi)亞基的結(jié)構(gòu)，是引起遺傳性胰島素抵抗（insulin resistance ，IR）的主要原因。LOGO GCK突變失活突變完全性失活突變（PNDM）部分性失活突變（MODY2）激活突變持續(xù)性高胰島素血癥低血糖( PHH I) LOGO從GCK的三維結(jié)構(gòu)來(lái)看，突變的部位及功能的影響可分為突變位于酶活性區(qū)裂隙(GCK的活性區(qū)位于大小結(jié)構(gòu)域間的裂隙

3、內(nèi))及引伸人裂隙的肽鏈曲上。突變遠(yuǎn)離活性區(qū)在底物誘導(dǎo)酶的構(gòu)象改變的部位，這一類突變對(duì)酶活性的影響較前一類突變?yōu)樾?。LOGO1己糖激酶(hexokinase，HK2)基因突變2磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶基因突變 3糖原合成酶(glycogen synthetase，GSY)基因突變4載脂蛋白基因群及低密度脂蛋白受體基因突變LOGO糖尿病相關(guān)基因診斷技術(shù)糖尿病相關(guān)基因診斷技術(shù) C C肽試驗(yàn)肽試驗(yàn) PCR-SSCP PCR-SSCP PCR-DGGE PCR-DGGELOGO C肽是胰島細(xì)胞的分泌產(chǎn)物，它與胰島素有一個(gè)共同的前體胰島素原。一個(gè)分子的胰島素原在PC2和PC3的作用下，裂解成一個(gè)分子的胰島素

4、和一個(gè)分子的C肽，因此在理論上C肽和胰島素是等同分泌的，血中游離的C肽生理功能尚不很清楚，但C肽不被肝臟破壞，半衰期較胰島素明顯為長(zhǎng)，故測(cè)定C肽水平更能反應(yīng)細(xì)胞合成與釋放胰島素功能。C C肽水平測(cè)定肽水平測(cè)定LOGOPCP-SSCP原理： 在非變性條件下，DNA單鏈可自身折疊形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的構(gòu)象。這種構(gòu)象由DNA單鏈堿基決定，其穩(wěn)定性靠分子內(nèi)局部順序的相互作用（主要為氫鍵）來(lái)維持。相同長(zhǎng)度的DNA單鏈其順序不同，甚至單個(gè)堿基不同，所形成的構(gòu)象不同，電泳遷移率也不同。LOGO步驟： 1 PCR擴(kuò)增2 變性3 非變性聚丙烯酰胺電泳LOGODGGE(變性梯度凝膠電泳) 是一種根據(jù)DNA片段的熔

5、解性質(zhì)而使之分離的凝膠系統(tǒng)。核酸的雙螺旋結(jié)構(gòu)在一定條件下可以解鏈，稱之為變性。當(dāng)一雙鏈DNA片段通過(guò)一變性劑濃度呈梯度增加的凝膠時(shí)，此片段遷移至某一點(diǎn)變性劑濃度恰好相當(dāng)于此段DNA的低熔點(diǎn)區(qū)的Tm 值，此區(qū)便開(kāi)始熔解，而高熔點(diǎn)區(qū)仍為雙鏈。這種局部解鏈的DNA分子遷移率發(fā)生改變，達(dá)到分離的效果。Tm的改變依賴于DNA序列，即使一個(gè)堿基的替代就可引起Tm值的升高和降低。LOGO1 PCR反應(yīng)2 產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳確認(rèn)4 平行變性梯度凝膠電泳5 垂直變性梯度凝膠電泳LOGOLOGOPDLNKPDPDHDLNKLNKHDHDPST240aa266aa269aa420aaLOGO參與胰腺分泌高血糖素的

6、細(xì)胞分化、成熟細(xì)胞的分化及其胰島素的表達(dá)LOGO 胰腺的發(fā)育胰腺的發(fā)育 LOGO Pax6Pax6成對(duì)結(jié)構(gòu)域成對(duì)結(jié)構(gòu)域PD PD 和同源結(jié)構(gòu)和同源結(jié)構(gòu)域域HDHD高血糖素啟動(dòng)子高血糖素啟動(dòng)子反應(yīng)元件反應(yīng)元件G1G1和和G G3 3Pax6 Pax6 的的轉(zhuǎn)錄活性轉(zhuǎn)錄活性被激活被激活直接相連、相直接相連、相互作用互作用, , 激發(fā)激發(fā)Pax6Pax6的活的活性空間構(gòu)象性空間構(gòu)象HDHD的結(jié)合位點(diǎn)的結(jié)合位點(diǎn)PD PD 的結(jié)合位點(diǎn)的結(jié)合位點(diǎn)Pax6Pax6對(duì)高血對(duì)高血糖素的糖素的作用作用LOGO 此外，過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體(peroxidase proliferatoractivated re

7、ceptor ，PPAR) RXR異二聚體與轉(zhuǎn)錄激活因子Pax6相互作用可抑制Pax6的轉(zhuǎn)錄活性，從而抑制高血糖素基因的轉(zhuǎn)錄。Pax6Pax6對(duì)高血對(duì)高血糖素的糖素的作用作用LOGO Pax6與糖代謝及糖尿病的關(guān)系Pax6突變對(duì)胰島素分泌的影響Pax6突變對(duì)腸促胰島素表達(dá)的影響LOGO 突變基因攜帶者更易患糖尿病糖耐量實(shí)驗(yàn)中，突變基因攜帶者將血糖降至正常水平的能力比正常小鼠差胰島素負(fù)荷實(shí)驗(yàn)中，突變基因攜帶者除了不能將血糖升至正常水平外，鏈脲霉素誘發(fā)糖尿病所需時(shí)間也比正常小鼠Pax6Pax6突變對(duì)突變對(duì)胰島素分泌胰島素分泌的影響的影響LOGO Pax6Pax6突變對(duì)突變對(duì)胰島素分泌胰島素分泌的影

8、響的影響PAX6PAX6PC1/3PC1/3啟動(dòng)子啟動(dòng)子PC1/3PC1/3被激活被激活突變突變PC1/3PC1/3表達(dá)上調(diào)表達(dá)上調(diào)PC1/3PC1/3缺乏缺乏胰島素原加胰島素原加工缺陷工缺陷, ,胰島胰島素生成減少素生成減少糖耐量糖耐量異常異常LOGO GLP -1GLP -1GIPGIP內(nèi)源性內(nèi)源性Pax6Pax6或或Pdx-1Pdx-1的抑制的抑制外源性外源性Pax6Pax6或或Pdx-1Pdx-1STC-1STC-1IEC-6IEC-6GIP GIP 啟動(dòng)子活性啟動(dòng)子活性高血糖素原基因高血糖素原基因Pax-6Pax-6+Pax6Pax6突變對(duì)突變對(duì)腸促胰島素腸促胰島素的影響的影響LOG

9、O刺激胰島素分泌抑制高血糖素分泌延緩胃排空Pax6Pax6突變對(duì)突變對(duì)腸促胰島素腸促胰島素的影響的影響LOGO Pax6是在胰腺發(fā)育、僅細(xì)胞分化、高血糖素基因的轉(zhuǎn)錄和激活、B細(xì)胞功能以及胰島素的表達(dá)中起關(guān)鍵作用的轉(zhuǎn)錄因子，其突變或變異已成為糖耐量異常及早發(fā)糖尿病的致病原因或易感位點(diǎn)。隨著對(duì)Pax6研究的深入，其可能成為糖尿病藥物基因組學(xué)的靶點(diǎn)之一。LOGO Pax6Pax6基因突變與胰腺發(fā)育和糖尿病發(fā)生關(guān)系的研究進(jìn)展基因突變與胰腺發(fā)育和糖尿病發(fā)生關(guān)系的研究進(jìn)展（陸玉鳳（陸玉鳳、劉麗梅）、劉麗梅） 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)20112011年年5 5月月 Pax6Pax6突變雜合子小鼠糖代

10、謝異常的分子機(jī)制突變雜合子小鼠糖代謝異常的分子機(jī)制（陳園園、洪天配、（陳園園、洪天配、文錦華、丁鈞、高翔、李凌松）文錦華、丁鈞、高翔、李凌松） 中國(guó)糖尿病雜志中國(guó)糖尿病雜志20092009年年5 5月月 Pax6Pax6基因突變的無(wú)虹膜癥患者中糖代謝異常的病理生理學(xué)特征基因突變的無(wú)虹膜癥患者中糖代謝異常的病理生理學(xué)特征（陳園園、宋書娟、洪天配、劉英芝、任國(guó)成、李凌松）陳園園、宋書娟、洪天配、劉英芝、任國(guó)成、李凌松） 中國(guó)糖尿中國(guó)糖尿病雜志病雜志20092009年年5 5月月 Paired box 6 (PAX6) regulates glucose metabolism via proinsu

11、lin processing Paired box 6 (PAX6) regulates glucose metabolism via proinsulin processing mediated by prohormone convertase 1/3 (PC1/3) mediated by prohormone convertase 1/3 (PC1/3) 摘自摘自 Diabetologia 2009Diabetologia 2009年年LOGO 線粒體基因突變所致糖尿病發(fā)生機(jī)制及治療進(jìn)展線粒體基因突變所致糖尿病發(fā)生機(jī)制及治療進(jìn)展（馬麗晶、徐勉）（馬麗晶、徐勉） 醫(yī)學(xué)綜述醫(yī)學(xué)綜述20102010年年1 1月月 胰島素基因突變與糖尿病關(guān)系的研究進(jìn)展胰島素基因突變與糖尿病關(guān)系的研究進(jìn)展（李燦、劉麗梅）（李燦、劉麗梅） 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)20132013年年3 3月月 胰島素受體基因在二型糖尿病的研究進(jìn)展胰島素受體基因在二型糖尿病的研究進(jìn)展（毛曉明、張家慶）（毛曉明、張家慶） 國(guó)外醫(yī)學(xué)國(guó)外醫(yī)學(xué)19931993年年6 6月月葡糖糖激酶基因突變與功能學(xué)研究進(jìn)展葡