目的:糖尿病(diabetes mellitus,DM)和肥胖(obesity,OB)均是由遗传因素和环境因素相互作用而引起的代谢异常性疾病。大量的研究结果表明,基因的多态性与肥胖和糖尿病的发生有着密切的关系,基因的多态性是肥胖和糖尿病发生的重要遗传因素。线粒体内含有DNA,还含有自身的蛋白质合成系统,是核外的另一遗传基因携带体。细胞核基因遗传和线粒体基因遗传虽各自相对独立,但二者之间也存在相互依存,相互影响。目前,核基因组(nDNA)和线粒体基因组(mtDNA)基因变异导致糖尿病发生的研究均取得了一定的进展,而对于肥胖的发生,学者们的关注点仍停留在肥胖与生活方式与饮食结构的关系上,肥胖易感基因的研究只限于核基因的筛查,尚未涉及到线粒体基因。核基因Foxa2 ( Forkhead boxa2 )是翼螺旋转录因子家族的一个成员, Foxa2是肝脏重要代谢基因的转录激活因子,其活性可以被胰岛素抑制。有研究证实,空腹状态下,低胰岛素水平可激活Foxo1和Foxa2,Foxo1的激活可导致葡萄糖异生增加,Foxa2的激活则导致脂肪酸β氧化及酮体形成增加和极低密度脂蛋白合成增多。在胰岛素抵抗状态下,减弱的胰岛素信号不能抑制Foxo1但能抑制Foxa2的活性,导致葡萄糖异生增加,脂肪酸β氧化减少和极低密度脂蛋白合成减少,这些改变可导致2型糖尿病的发生。近年来,线粒体基因突变导致糖尿病发生的研究也取得了很大的进展,约有10余种线粒体基因突变被发现与糖尿病发生有关。迄今为止,国内外还没有关于线粒体基因突变导致肥胖发生的相关性研究的报道。但是,线粒体的氧化磷酸化过程与人体的能量代谢密切相关,而且线粒体呼吸链中多肽功能的异常或量的减少,可干扰三羧酸循环的顺利进行,因此线粒体的异常也可能对肥胖的形成有一定的影响。因此,在核基因组方面,本实验通过对大连市2型糖尿病患者的外周血白细胞中的foxa2基因的启动子(promotor)和外显子(exon)区域进行测序,筛查突变点(SNP),并进一步观察基因突变造成的Foxa2基因功能异常与2型糖尿病之间的关系。在线粒体基因组方面,从www.mitomap.org提供的众多mtDNA SNP中选取了在日本2型糖尿病人群测序中发现的但在国内外未被报道的与2型糖尿病和肥胖有关联的mtDNAA3537G、A4824G、A5351G、C6960T作为研究位点,研究线粒体DNA突变与肥胖和2型糖尿病的关系。第一部分: foxa2基因突变与2型糖尿病相关性研究研究对象和方法:检测人群均来自大连市2型糖尿病患者,其中包括2005年1月至2006年2月大连地区2型糖尿病家系调查中收集到的患者61人(每家系中随机选取1人),国家95攻关糖尿病普查大连地区散发2型糖尿病患者56人以及大连市中心医院内分泌科住院的糖尿病患者28人,共计145人,其中男性63人,女性82人。平均年龄56.56±13.62岁。非糖尿病者(NGT)均是普查中的健康人群,共334人,其中包括男性188人,女性146人,平均年龄52.31±10.59岁。健康人群入选标准为空腹血糖<5.6mmol/L ,OGTT<7.8mmol/L,无其他内分泌疾病,无糖尿病家族史。确定样本后,采集血样,提取有核细胞基因组DNA,根据Foxa2序列设计引物,用多聚酶链反应技术(PCR)扩增含有foxa2基因启动子和外显子所在的基因片断,对基因片断进行测序,筛查突变点(SNP)。结果:本实验利用PCR技术对大连市2型糖尿病病人及健康人外周血白细胞DNA中Foxa2基因的编码区域进行扩增,对扩增片断进行测序。与健康人群对照,在foxa2基因启动子和外显子所在的基因片断上未发现SNP。结论:在大连市2型糖尿病病人Foxa2基因启动子和外显子区域内未发现突变点,说明foxa2可能为高度保守性基因,大连2型糖尿病人群的糖尿病发病并非由Foxa2的基因突变所引起,而可能是由转录调节因子复合物中其他调节子的变异所致。第二部分:线粒体DNA A3537G、A4824G、A5351G、C6960T 4点多态性与肥胖及2型糖尿病的相关性研究对象及方法:研究对象均来自广西公务员体检人群中的超重和肥胖患者,共计496人,其中超重患者96人,男性60人,女性36人,平均年龄46.33±6.25岁;肥胖患者400人,其中男性280人,女性120人,平均年龄47.52±3.85岁。对照组为广西地区体检的健康对照人群137人,其中包括男性48人,女性89人,平均年龄45.47±5.50岁,BMI<23。确定样本后,采集血样,提取有核细胞基因组DNA,根据线粒体DNA序列设计引物,用多聚酶链反应技术(PCR)扩增含有A3537G、A4824G、A5351G、C6960T的所需片段,片断长度分别为557bP、658bP、505bP,541bP,然后分别用AluI、BstEII、HhaI、BgⅡ内切酶在37℃恒温空气循环箱中消化过夜,以8%聚丙烯酰胺凝胶(PAGE)电泳分离酶切产物,鉴别不同的基因型(AA、GG、CC、TT)。分别比较超重/肥胖组与对照组,同时对四个位点所构成的单倍型进行分析。结果1广西人群肥胖实验分组标准应该采用2000年国际肥胖特别工作组提出的亚洲成年人BMI分组标准。2在mtDNA A3537G.A4824G,A5351G,C6960T 4点多态性与肥胖的相关性研究中发现,只有A5351G点突变率在单纯肥胖组与健康对照组的比较中有显著的统计学差异:X2=7.41,P=0.006,OR=3.53,95%CI=1.35～6.29。由于A5351G是同义突变,因此提示A5357G突变点周围可能存在与广西体检人群肥胖相关的连锁不平衡风险基因突变位点,而与广西体检人群超重没有相关性。3在mtDNA A3537G.A4824G,A5351G,C6960T 4点多态性与肥胖伴糖尿病的相关性研究中发现,4点突变率在OB+DM组和对照组间均无统计学差异,提示4点突变可能与广西体检肥胖患者中糖尿病的发生无相关性。4在mtDNA A3537G.A4824G,A5351G,C6960T 4点多态性与肥胖伴糖耐量异常(IGT)的相关性研究中发现,只有A5351G点突变率在OB+IGT组和对照组间存在统计学差异:X~2=8.296,P=0.004,OR=4.40,95%CI=1.49～9.63。由于A5351G是同义突变,因此提示,A5351G突变点周围可能存在与广西体检肥胖患者中糖耐量异常发生相关连锁不平衡风险基因突变位点。5在mtDNA A3537G.A4824G,A5351G,C6960T 4点多态性与超重(OW)伴糖尿病/糖耐量异常的相关性研究中发现,4点突变率在OW+DM+IGT和对照组间均不存在统计学差异。提示,mtDNA A3537G.A4824G,A5351G,C6960T 4点突变与超重组糖尿病/糖耐量异常无明显相关性。6 mtDNA A3537G.A4824G,A5351G,C6960T4点共检出5种单倍型,只有单倍型AAGC(G为5351点A突变成G)在病例-对照组的分布有显著性差异(freq=0.092,P=4.0E-4)。结论:mtDNA A5351G突变点可以做为广西人群肥胖和肥胖伴糖耐量异常人群的基因标记点。在它的周围可能存在与广西人群肥胖和肥胖伴糖耐量异常发生相关的连锁不平衡风险基因突变位点。单倍型AAGC是一种风险基因型,当生活水平日益提高时,使存在有此基因的人可能极易迅速超重或肥胖,并导致糖耐量异常,增加患2型糖尿病的危险。