当前位置:
文档之家› 人类DNA组中与糖尿病相关的基因
人类DNA组中与糖尿病相关的基因
Ⅱ型糖尿病因:①Ⅱ型糖尿病多基
因遗传因素和Ⅰ型糖尿病相类似,也有 家族发病的特点,并且这种遗传特性Ⅱ 型 糖 尿 病 比 Ⅰ 型 糖 尿 病 更 为 明 显 。例 如:双胞胎中的一个患了Ⅰ型糖尿病, 另一个有40%的概率患上Ⅰ型糖尿病; 如果是Ⅱ型糖尿病,则另一个就有70% 的机会患上Ⅱ型糖尿病。②另外一个重 要因素Ⅱ型糖尿病可能与携带“节俭 基因”的肥胖症有关,肥胖症同样也可 引起Ⅱ型糖尿病。③其他外部因素,如 饮食结构和生活方式的改变是否以引 起Ⅱ糖尿病,也是目前科学家研究的热 点,因为人类的基因组进化是惰性的, 50000年前的人类基因组与现代人类基 因组几乎没有什么改变。
目前科学家已经发现了60余个糖
尿病相关的易感基因,但绝大多数都是 在欧美人群和其他亚洲人群中发现的。 为了解中国人群与其他种族人群在Ⅱ 型糖尿病相关的基因变异方面是否存 在差异,中国科学院上海生命科学研究 院营养科学研究所研究员林旭主持的 科技部8 6 3 计划重点项目课题,林旭研 究员率领的科研团队历时二年多,展开 科研攻关,首次发现了两个新的Ⅱ型糖 尿病易感基因位点。我国科学家不仅证 实了23个在其他种族人群中报道的位 点是中国人群的Ⅱ型糖尿病易感基因位 点,更为重要的是首次发现了两个新的 Ⅱ型糖尿病易感基因位点:RASGRP1rs7403531和GRK5-rs10886471,而 且 通 过 基 因 功 能 分 析 ,该 项 目 还 发 现 RASGRP1-rs7403531与胰岛中分泌 胰岛素的β细胞受损相关,GRK5-rs 10886471则与细胞对胰岛素的敏感程 度相关。并通过了亚洲(SGEN-T2D)和 欧洲(D I AG R AM )两个最大的全基因 组关联研究合作联盟的人群数据库的 验证。林旭表示,这只是对中国人群Ⅱ 型 糖 尿 病 易 感 基 因 进 行 的 第 一 次“ 摸 底”,仍需进一步深入研究发现那些尚 未找到的Ⅱ型糖尿病易感基因,如组织 蛋白酶Cathepsin L基因,该基因的表 达能上调胰岛素,从而降低血糖,该基 因可能是参与血糖调节的中间环节。
关键词:基因组 多基因遗传性 遗传表型 基因多态性
目前糖尿病的广泛流行是人类漫 长的进化过程中自然选择留下来的“近 乎完美”的人类基因组与迅速改变的饮 食结构和生活方式之间冲突的结果。糖 尿病是现代饮食结构和生活方式与多 基因遗传因素共同作用而导致细胞功 能障碍的代谢疾病。
Ⅰ型糖尿病又称胰岛素依赖型糖 尿病,通常是由于人体免疫系统失调, 造成胰腺β细胞受损,不能正常分泌甚 至停止分泌胰岛素而导致的:①身免疫 系统缺陷,在Ⅰ糖尿病患者的血液中往 往可查出多种自身免疫抗体,如谷氨酸 脱羧酶抗体(gad抗体)、胰岛细胞抗体 (ica抗体)等。这些异常的自身抗体损伤 了人体β胰岛细胞,使之不能正常分泌 胰岛素。②遗传因素:研究表明多基因 遗传缺陷是Ⅰ糖尿病的发病基础,这种 遗传缺陷表现在人6 号染色体的hla抗 原异常上。科学家的研究提示:Ⅰ糖尿 病有家族性发病的特点--如果你父母 患有糖尿病,那么与无此家族史的人相 比,你更易患上此病。③病毒感染也是 诱因:科学家怀疑许多病毒可以引起Ⅰ 糖尿病,这是因为Ⅰ型糖尿病患者发病 之前的一段时间内往往得过病毒感染, 而且Ⅰ糖尿病的流行,往往出现在病毒 流行之后如,引起流行性腮腺炎和风疹 的病毒,以及能引发脊髓灰质炎的柯萨 奇病毒,都有可能引起Ⅰ糖尿病。
病患者的一种潜在的治疗目标,并指出 人类SH IP 2 基因也能控制胰岛素敏感 性。那些能降低SHIP2基因活性或表达 产物浓度的分子将提高胰岛素的敏感 性,而使血糖恢复至正常。以往的研究 已发现了一些与Ⅰ型糖尿病相关的基 因。Ⅰ型糖尿病通常发生于儿童,患者 不能产生足够的胰岛素予以控制血糖, 从而需要终生注射胰岛素。Ⅱ型糖尿病 患者体内能产生足够的胰岛素,但机体 细胞对胰岛素反应不敏感,该现象即所 谓 的 胰 岛 素 抵 抗 。耶 鲁 大 学 医 学 院 的 Robert S. Sherwin博士是美国糖尿 病协会的主席,他说:“比利时研究小组 的发现令人鼓舞,该研究给我们提供了 一 种 有 潜 力 的 治 疗 目 标 。”但 是 ,他 指 出,由于SHIP2酶可在体内许与应用 Technology and application of
人类 DNA 组中与糖尿病相关的基因
楼秀余
(上海舒泽生物科技研究所)
摘要:糖尿病分为Ⅰ型、Ⅱ型、特异型和妊娠糖尿病四大类糖尿病已成为现代社会的一种高发病,目 前我国Ⅱ型糖尿病患者已经超过9400万,发病率居世界首位。为什么现代社会糖尿病患者人数会如此之多呢? 近年来随着分子遗传学和分子生物学等新技术的不断发展,人们在人类基因组中发现了与糖尿病发病相关 的基因已达60余个。糖尿病是多基因遗传性疾病,但其遗传表型对不同的个体具有很大的易感性差异,糖尿 病基因表型的多态性是目前研究的重点和难点。
根据2000年1月4日《自然》发表的 文章,在对小鼠的研究中,研究人员发 现一种SHIP2基因,含有SH2结构域的 Ⅱ型肌醇5 -磷酸酶与血糖进入细胞的 活动有关,缺乏该基因的小鼠对胰岛素 更敏感,Stephane Schurmans博士说, 降低Ⅱ型糖尿病患者体内该基因的活 性或表达产物浓度可提高胰岛素敏感 性 ,从 而 稳 定 血 糖 浓 度 。该 发 现 提 示 SHIP2基因是开发治疗Ⅱ型糖尿病药 物的良好靶点,SHIP2是治疗Ⅱ型糖尿
过氧化物酶增殖物激活受体 ( P P AR s) 基因P P AR s 家族包括P P AR α、P P AR -β和P P AR -γ,三种类型 PPARs 分别由独立的基因编码。其中, P P AR -γ能调节体内多个脂肪细胞特 异性基因的转录,参与调控脂肪细胞分 化、脂类和糖类的代谢、单核巨噬细胞 激活及肿瘤细胞分化等过程,研究人员 在寻求绘制导致糖尿病的生物代谢途 径图谱过程中,鉴定出新的与这种疾病 相关联的基因。澳大利亚西澳大利亚大 学病理学、实验室医学与人口健康学院 研究员Jennie Hui博士说,“这项研究将 有助于人们更好地理解与血糖控制相 关联的基因,其中这种血糖控制可能与 环境因素相互作用而触发糖尿病产 生。”近年来对过氧化物酶增殖物激活 受体( P P A R ) 、P P A R - γ共刺激物- 1 (PGC-1)、胰岛素受体底物等的基因多
cAPN10基因,该基因存在很多多 态性位点,如:该基因SNP43、SNP-19、 S N P -6 4 等,都与糖尿病发病有一定关 联 。青 少 年 起 病 的 成 人 型 糖 尿 病 (MODY)是Ⅱ型糖尿病的一种,其特点 是青少年期发病,伴有胰岛素分泌功能 障碍。肝细胞核因子4α(HNF-4α)、葡 萄 糖 激 酶 ( G C K ) 、肝 细 胞 因 子 1 α ( H N F-1 α) 、胰岛素启动因子( IP F-1 ) 、 肝细胞因子1 β(H N F-1 β) 和神经元分 化因子β细胞E框反式激活物2(NeuroD1 /BETA2)是分别引起6种成人型糖尿病 的因素。这些基因的突变可导致代谢功 能 障 碍 ,从 而 引 发 对 β 细 胞 的 毒 性 作 用,还可以引起胰腺发育不良。还有一 些细胞因子基因,如:IL-6基因,该基因 的启动子的多态性也与Ⅱ型糖尿病发 病有很大关联。
科学家新发现了一种与Ⅰ型糖尿
生物技术世界 2012 年第 12 期 总第 61 期
15
技术与应用 Technology and application of
病发病相关的基因“KIAA 0350”,这一 发现有助于开发防治糖尿病药物的新 方法。美国费城儿童医院和加拿大麦基 尔大学的科学家在英国《自然》杂志上 报告说,他们在对5 0 0 多名Ⅰ型糖尿病 患者和1 0 0 0 多名健康人的基因组进行 对 比 分 析 后 发 现 ,一 种 名 为“ K I A A 0350”的基因对于人患Ⅰ型糖尿病的风 险会产生较大影响。此前科学家曾先后 发现了四个与Ⅰ型糖尿病发病相关的 基因。新发现的“KIAA0 3 5 0 ”基因是已 知五个类似基因中对人患Ⅰ型糖尿病 风险影响最大的一个。科学家称,通过 进一步加深对“KIAA0350”基因和其他 Ⅰ型糖尿病发病相关的遗传基因的了 解,不仅可帮助医务人员通过普查识别 高危新生儿,也有助于开发Ⅰ型糖尿病 靶向治疗的高效药物。
态性进行了更为全面的研究。 研究人员描述了影响Ⅱ型糖尿病
易感性的基因变异特征,Ⅱ型糖尿病是 许多具有不同功能的突变基因共同作 用的结果,每个突变基因仅产生轻微的 变异,突变基因虽然不能从根本上决定 Ⅱ型糖尿病的发生,但是却提供了环境 因素发挥作用的基础。多种基因共同作 用导致的糖尿病产生,除特异型糖尿病 外,其他类型糖尿病(也可称普通糖尿 病)均属于多基因病,参与的每个基因 对于糖尿病易感性来说必不可少,但其 贡献率都不太大,故称其为易感基因。 在这方面,目前的研究热点是:先找出 所有的易感基因,再搞清其参与作用的 多基因作用网络和网络中每个点位(或 基因)的功能和调控机制,最后分析、评 估多基因网络作用对糖尿病的易感程 度。在这里需要强调的一个概念是,普 通糖尿病遗传的是对糖尿病的易感性 而不是糖尿病本身,所以只要减少易感 性就可预防糖尿病的发生,这在糖尿病 预防上具有重要的价值。如果遗传的是 糖尿病本身,预防就没有机会了。迄今 为止,国际上共报告了23个糖尿病易感 基 因 ,我 国 也 报 告 了 几 个 候 选 易 感 基 因,但经对比发现,在不同地域和不同 种族间,其易感基因谱是有区别的。这 提示,不同地域由于环境因素差异,不 同种族由于遗传背景不同,造成了糖尿 病易感基因谱的差异。同样道理,个体 与个体之间易感基因图谱也存在差异。 根据易感基因多态性对不同个体糖尿 病易感性进行评估。如一个名叫P P AR γ2 的基因,在其第1 2 位位置上若为编 码脯氨酸的密码,患Ⅱ型糖尿病的危险 性会增加,若为编码丙氨酸的密码,则 危险性大大降低。基因作为糖尿病治疗 的靶标,每个糖尿病易感基因都有自己 的作用途径,多种易感基因的作用途径 相互间产生交叉和联系,形成复杂作用 网络。在理论上,这张糖尿病基因作用 网络图的每个重要点位都可以作为糖 尿病治疗的靶标,采用药物、抗体、生物 因子或其他物理方法,封闭、抑制或激 活 ,使 糖 尿 病 的 致 病 网 络 图 崩 解 或 改