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目的
1.分析浙江地区汉族人线粒体DNA(mitochondriaDNA,mtDNA)NDl基因和以西方白种人为主要来源的剑桥标准序列(CambridgeReferenceSequence)之间的差异,查找NDl基因的多态性位点以及可能会导致2型糖尿病(type2diabetesmellitus,T2DM)的突变位点。
2.分析NDl基因变异与T2DM及其并发症的关系,探讨线粒体NDl基因检测对于T2DM的诊断价值。
方法
1.选择浙江籍汉族人群中确诊为T2DM的无血缘关系的住院患者216名,详细记录每例患者的资料,包括姓名,性别,年龄,发病年龄,身高、体重、家族史、并发症及其它临床症状。同时选择无高血压、高脂血症、脑血管病、糖尿病及家族史,口服葡萄糖耐量正常的健康体检者102名作为正常对照。
2.对每例患者的血样作常规生化检测并提取全血基因组DNA,然后根据设计好的两对引物扩增出PCR产物,对产物纯化后,用直接测序法进行DNA序列检测,得到完整的NDl基因。
结果
1.T2DM患者组和正常对照组与标准序列比对存在着大量的基因变异位点,具有线粒体基因组的多态性。在216例T2DM患者中发现NDl基因68个变异位点,102份正常对照中也有33个变异位点,其中22个位点既存在于T2DM患者人群,也存在于正常对照人群,经统计学分析,C4086T合并C3970T的改变在两组间的分布具有统计学上的差异,P值为0.043,其余所有位点在两组问的分布均无统计学意义,推测大部分是一些多态性改变。被很多学者认为与T2DM发生有关的G3316A突变和T3394C突变在两组中分布也无区别,同样属于基因多态性。
2.T2DM患者中出现的68个变异位点中35个位点在www.mitomap.org中已有报道,对基因变异后编码的氨基酸分析发现,45个为同义突变,23个为错义突变,其中21个同义突变和12个错义突变在以前的文献中未曾报道。分析这些错义突变在不同物种之间的保守性表明:A3397G,A3721G,A3734G,C3571T,G3736A,T3394C,T3398C,T3644C8个变异位于线粒体基因组NDl蛋白编码区高度保守的区域内,但是其它的错义突变,都不是进化上保守的位点。23个错义突变中,有¨个突变发生了氨基酸极性的转换。
3.对发生基因变异的有家族史和无家族史的T2DM患者比较,A3523G,C4086T伴随C3970T,G342lA,T3552A,T3398C这些位点的改变在有糖尿病家族史的患者中出现。有家族史组的平均发病年龄较无家族史组明显提前(47.6:3-11.6岁vs55.7~15.1岁,P=0.035),平均体重指数BMI显著低于无家族史组(21.1~4.68kg/m2vs23.3~3.37kg/m2,P=0.008),女性患者远远高于无家族史组,差异有统计学意义(P<0.05);而两组的主要生化指标甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、空腹血糖(FBG)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)、餐后2小时血糖(P2BG)、糖化血红蛋白(HbAlc)等的差异均无统计学意义(P>0.05)。
4.把患者检测到的变异位点结合临床资料分析,发现A3397G,A3523G,T3396C的变异均只出现在并发有视网膜病变的T2DM患者中,并且在两组中的分布具有统计学差异,尸值为0.022。A3759G,,G342lA,G3882A,T3338C,T3396C,T3398C,T4216C等位点的变异均只出现在并发高血压的患者中,G3882A在两组中的分布具有统计学差异,P值为0.045。
5.有基因变异的并发视网膜病变的T2DM患者组比无视网膜病变组HbAlC显著增高,LDL明显升高(P<0.05);有视网膜病变组的病程比无视网膜病变组显著延长(P<0.01);有基因变异的并发高血压的T2DM患者组比未并发高血压的T2DM患者TC、LDL明显升高,差异有统计学意义(P<0.05)。
结论
1.线粒体NDl基因中存在大量变异,且绝大部分只是基因的多态性。
2.线粒体NDl基因的下列变异A3405G,A3523G,A3532G,A3721G,A3734G,T4216C,T3338C,T3644C等可能与浙江汉族人口中T2DM的发病有关,有待于进一步深入研究。
3.线粒体NDl基因变异位点可能与T2DM的临床表现与并发症及家族遗传特性密切相关。
4.对于T2DM患者来说,除了常规诊断指标检测以外,还需做mtDNA序列分析,尤其对NDl基因中A3405G,A3523G,A3532G,A372lG,A3734G,T4216C,T3338C,T3644C,C4086T,G342lA,T3552A,T3398C,A3759G,G3882A,A3397G,T3396C等基因变异要引起特别重视,对于了解T2DM临床特征,判断预后,早期预防并发症,减少T2DM的致残率和死亡率都具有重要意义。