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研究背景2型糖尿病(type 2 diabetes, T2D)是一种常见的多因素疾病,由遗传因素和环境因素共同作用而发病。2007年初明确了单基因糖尿病的分子遗传学基础之后确定了2型糖尿病的特异基因。这些遗传学研究的发现提示遗传因子可以用来推测T2D的遗传易感性,从而用于糖尿病的预测、预防和早期诊断。在已经确定的18个T2D易感基因变异中以TCF7L2的rs7903146变异、KCNJ11的rs5219 (E23K)变异以及PPARG的rs 1801282 (Pro 12Ala)变异最为显著。本研究中所选候选基因FOXO1和HNF4A系PPARG胰岛素信号通路中的转录元件,在肝脏和脂肪的胰岛素信号传递中起着非常重要的作用。FOXO1是糖异生基因启动子的共激活因子,可以在胰岛素抵抗状态下调节β细胞增殖；HNF4A可以激活上百个基因的表达,尤其是与葡萄糖、脂肪酸、胆固醇等中间代谢过程相关的基因,因此均可作为检测T2D遗传易感性的重要候选基因。另外,因近期有研究表明,ADRA2A基因表达增加会抑制胰岛素的分泌并由此证明与白种人T2D相关；由于儿茶酚胺与能量代谢相关,所以调控儿茶酚胺的基因在肥胖的发生过程中起着重要的作用,ADRA2A就是其中的一个。本研究应用以人群为基础的病例对照研究方法,以FOXO1和HNF4A为候选基因分析其基因多态性与中国汉族人群T2D遗传易感的关联性,并且进一步研究这两个基因对T2D的发生是否具有协同效应。同时也阐明了ADRA2A基因的多态性与中国汉族人T2D及体重指数(BMI)的关系。研究方法本研究采用非匹配病例-对照研究方法,以577例2型糖尿病患者为病例组(type 2 diabetic patients, T2D),以462例非糖尿病健康受试者为对照组(non diabetic subjects, ND),采用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性(polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism, PCR-RFLP)法和TaqMan探针法检测FOXO1基因以及HNF4A基因的单核苷酸多态性位点(Single nucleotide polymorphisms, SNPs);随后探讨这两个候选基因的多态性与T2D遗传易感的相关性。本研究还针对1042例2型糖尿病患者和1052例非糖尿病健康受试者开展ADRA2A基因多态性研究,用TaqMan探针法对ADRA2A的两个SNPs (rs521674和rs553668)进行基因分型。应用SPSS 16.0软件包分析数据。用SHEsis在线软件(http://analysis.bio-x.cn/myAnalysis.php)计算两个多态性位点间连锁不平衡系数(D’)和r2值并构建单倍型,用PS软件(Power and Sample Size Calculations Version2.1.30)计算研究所能达到的统计学效力。用MDR version 2.0 beta 6软件计算基因-基因交互作用。以双侧P<0.05为具有统计学显著性差异。研究结果1.FOXO1基因多态性与T2D的相关性本研究发现4个SNPs(rs270185、rs9549240、rs9549241、rsl2585277)相互之间强连锁(r2>0.90),因此最终选择4个SNPs(rs17592236、rs2701859、rs3908773、rs4435111)继续进行分型。单个位点分析及单倍型分析均没有发现病例组与对照组中具有显著差异。2. HNF4A基因多态性与T2D的相关性本研究选择了6个SNPs位点(rs6031558、rs4812831、rs717247、rs3212172、rs6031587、rs11574736)进行基因分型。SNP位点rs11574736的等位基因及基因型频率在T2D病例组和非DM对照组均显示明显差异(17.3% vs.22.2%,P=0.005,OR=0.74,95%CI=0.59-0.92; 3.3%vs.5.0%, P=0.02)。6个位点组成的常见单倍型H7(C-G-T-A-C-C)、H8(C-G-T-A-T-G)在病例组的频率显著低于对照组(2.8%vs.5.7%, P=0.001, OR=0.48,95%CI=0.31-0.76; 3.8%vs.6.4%, P=0.008, OR=0.58, 95%CI=0.39-0.87)。3. FOXO1和HNF4A基因多态性与T2D相关性的交互作用用多因子降维法(MDR)分析基因-基因交互作用,经过1000次置换检验,发现rs717247/rs6031587/rs11574736模型是最佳模型(testing accuracy= 0.58, CV consistency= 8/10),这说明在HNF4A基因中这三个位点间存在着相互作用。次于上述三位点模型的是一个四位点模型：rs3908773/rs717247/rs6031587/rs11574736 (testing accuracy= 0.55, CV consistency= 6/10),提示FOXO1与HNF4A基因间存在着交互作用,鉴于单个位点分析HNF4A基因中rs11574736位点的阳性结果,推测HNF4A基因在交互作用中处于主动地位。4. ADRA2A基因多态性与T2D的相关性单个位点分析表明,SNP位点rs553668的等位基因频率在隐性模型下与T2D相关(45.9%vs.47.4%, P= 0.027, OR=1.266,95%CI= 1.028-1.560),该相关性在对年龄、性别和BMI做了多因素回归校正后失去统计学意义(P= 0.054, OR=1.234, 95%CI= 0.996-1.528)。位点rs521674与T2D不相关。经过进一步分组分析发现,SNP位点rs553668的等位基因频率在隐性模型下与BMI＜25 kg/m2的T2D相关性更为显著(18.8%vs.25.3%, P= 0.011, OR=1.464,95%CI= 1.091-1.963)。研究结论本研究结果提示所检测的FOXO1基因的SNPs对T2D的发病风险不存在明显作用；HNF4A基因rs11574736位点的CC基因型是T2D发生的抵抗因素,单倍型H7(C-G-T-A-C-C)、H8(C-G-T-A-T-G)也是T2D发生的抵抗因素；而且FOXOl基因和HNF4A基因之间存在一定的相互作用。ADRA2A基因的SNP位点rs553668与体重指数BMI＜25 kg/m2的T2D相关,提示ADRA2A可能在BMI＜25 kg/m2的T2D发生中起着重要的调控作用。