论文实例2型糖尿病相关基因定位研究

论文实例2型糖尿病相关基因定位研究 作者简介：骆天红，男，1968年05月出生，1998年09月师从于上海第二医科大学罗敏教授，于20xx年06月获博士学位。摘要 2型糖尿病的发病机制至今仍不甚明了，但流行病学研究显示其重要的遗传背景，且其遗传方式符合多基因病遗传模式，即有多个基因参与了2型糖尿病的发生和发展，正因为其遗传方式不符合经典的孟德尔遗传规律，因而给2型糖尿病相关基因的研究带来了很大的困难。随着人类基因组计划实施和现代遗传学技术发展，一大批DNA遗传标志在染色体上得到精确定位以及快速高效的连锁分析软件的出现，使人们有可能通过一种全新的策略基于基因组扫描的定位克隆方法来研究2型糖尿病的相关基因。 至今为止，仍无中国人及亚洲人群2型糖尿病基因组扫描的报道，本文首次在国际上报道了中国汉族人2型糖尿病易感基因位点。 通过收集大量2型糖尿病患病同胞对家系，利用人类多态性研究中心公布的微卫星位点，对这些家系进行全基因组扫描和连锁分析，以期找出2型糖尿病相关基因所在的染色体区域。找出D9S175位点附近候选基因在中国人群中的单核苷酸多态性，并探讨其与2型糖尿病的关系。 对102个华东地区汉族人2型糖尿病家系，其中包括糖尿病患者282人，74个家系有2个糖尿病同胞，18个家系有3个糖尿病同胞，10个家系有4个糖尿病同胞，利用Perkin-Elmer生物技术部提供的荧光标记的微卫星位点引物成套试剂盒，共247微卫星位点，进行全基因组扫描，并分别利用非参数分析及参数分析软件GENEHUNTER和MLINK进行连锁分析，找出染色体上与2型糖尿病连锁的位点及区域。对D9S175位点附近的部分候选基因的5上游的调控序列、外显子以及与外显子紧邻的内含子区域的序列用双向测序法进行检测，筛查主要通过PolyPhred软件进行，并通过2型糖尿病患者的样品池与正常对照人群DNA样品池的位点的峰高比初步估计该位点等位基因在两组人群中的分布频率。 全基因组扫描结果显示9号染色体上D9S171和D9S175同2型糖尿病有连锁倾向，其非参数分析统计量Zall-score分别为3.28624和2.93932，其相应的P值分别为1.19104和4.73104，参数分析结果也显示类似的结果，其Lod-score分别为4.612133和4.288642，P值分别为2.44105和5.14105。此外，对2型糖尿病按体重指数进行分组后发现，低体重指数组在20号染色体上D20S196位点同2型糖尿病有较强连锁倾向，其L-score从1.52上升至2.92，而P值则从0.04下降到6.53104。另外基因组中尚有多个位点及染色体区域显示同2型糖尿病呈较弱的连锁倾向。 其中9号染色体上的D9S171和D9S175两个位点及其附近的区域可能存在2型糖尿病易感基因，根据GENETHON公布的人类遗传学图谱，这两个位点分别距9号染色体短臂末端42cM及62.8cM。最近，在其它人群中，也发现这两个位点附近的区域同2型糖尿病或其相关指标连锁。这些结果提示9号染色体上可能存在着不同种族及人群共有的2型糖尿病易感基因。从候选基因角度看，9q13-21区域中也存在着一些重要的候选基因，如X25基因，该基因编码一名为frataxin的线粒体蛋白，这种蛋白表达量减少可引起一种少见的遗传性疾病Freidriech共济失调，这种疾病的患者常伴有糖代谢紊乱，研究发现X25基因的第一个内含子GAA重复序列的纯合扩增可引起这种疾病，正常人X25基因的第一个内含子GAA重复序列可有9次以下的重复，而Freidriech共济失调患者重复次数可达到100至200次甚至更多。该重复序列中等程度的扩增(1040次)可引起糖代谢紊乱而又不至于引起共济失调，因而同2型糖尿病呈显著相关。但X25基因是否是中国汉族人2型糖尿病易感基因，还有待于进一步验证。 另一个值得一提的发现是2号染色体长臂近末端处D2S126显示同2型糖尿病连锁可能(P值为0.008)。事实上，在D2S126附近还有两个重要的候选基因，一个是NEUROD1，该基因编码的蛋白同HLH蛋白E47形成异二聚体后，可同胰岛素基因启动子上的E-box序列结合，从而调控胰岛素的分泌，Malecki等人发现，该基因的杂合突变同2型糖尿病相关；另一个重要的候选基因为胰岛素受体底物1基因，该基因编码的蛋白质在胰岛素信号转导过程中起重要作用，研究发现，该基因的某些特殊等位基因同2型糖尿病相关，因此，2号染色体长臂近末端处可能是引起2型糖尿病易感性的一个