一種早發(fā)糖尿病基因突變體及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種早發(fā)糖尿病基因突變體，本 發(fā)明還設(shè)及一種早發(fā)糖尿病基因突變體編碼蛋白，本發(fā)明還設(shè)及一種早發(fā)糖尿病基因突變 體的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 早發(fā)糖尿病（111日1：111'；[1廠0]1361：-(1;[油61630;1^1:110 7011叫，]\1〇〇巧是一種單基因顯性 遺傳疾病，W往認(rèn)為它是T2DM的特殊亞型，現(xiàn)將之歸為特殊類型的糖尿病。版)DY的診斷應(yīng) 符合W下條件：①25歲前發(fā)??；②家族中至少有2名患者；③至少Ξ代常染色體顯性遺傳； ④口服降糖藥治療至少5年有效或有正常的血漿C膚水平。
[0003] 隨著遺傳連鎖分析、候選基因克隆、關(guān)聯(lián)分析及測(cè)序等技術(shù)的發(fā)展，至2013年初， 已發(fā)現(xiàn)13個(gè)比較明確的與M0DY發(fā)病相關(guān)的基因，它們分別是（按照被發(fā)現(xiàn)的時(shí)間順序）： 肝細(xì)胞核因子4α基因化epaticnuclearfactor4a,HNF4α;M0DY1)，葡萄糖激酶基因 (glucokinase,GCK;M0DY2)，肝細(xì)胞核因子Ια基因化巧aticnuclearfactorΙα,HNF1 α;Μ孤Υ3)，膜島素啟動(dòng)子因子1基因（insulinpromotefactorl，IPFl;Μ孤Υ4)，肝細(xì)胞核 因子1β基因化巧aticnuclearfactor10,HNF1β;M0DY5)，神經(jīng)源性分化因子1基因 (neurogenicdifferentiationfactorl,肥UR孤 1;M0DY6)W及后來報(bào)道的kruppel樣因 子ll基因（k;ruppe]_-likefacto;rll，KLFll;M0DY7)，簇基醋脂肪酶基因レa;rbo:xy]_-ester lipasegene，CEL;M孤Y8)，成對(duì)框基因4(pairedboxgene4，PAX4;M孤Y9)，膜島素基因 (insulingene,INS;M0DY10)，B淋己酪氨酸激酶基因度lymphoidtyrosinekinase，BLK; MODYll)，M0DY12/ABCC8基因（M0DY12)，β-細(xì)胞腺巧Ξ憐酸-敏感性鐘通道基因化CNJll， M0DY13)。運(yùn)些基因?qū)Τ赡昶谂c糖代謝有關(guān)的基因表達(dá)均起著重要的作用，還影響人類胚胎 期器官的發(fā)育及細(xì)胞的分化。由上述基因突變產(chǎn)生的M0DY不同遺傳亞型在臨床，生理表型 及遺傳特征上均存在著明顯的差異。因它們之間的臨床表現(xiàn)不同，臨床處理方法也不盡相 同，臨床療效也各不相同。
[0004] 作為單基因突變所致的特殊類型糖尿病的一種，M0DY在近年來備受各國學(xué)者關(guān) 注。由于M0DY具有發(fā)病年齡早、呈常染色體顯性遺傳、外顯率高等特點(diǎn)，有利于設(shè)及多代家 系的收集，所WM0DY家系為糖尿病的分子遺傳病因與發(fā)病機(jī)制的研究提供了理想的研究 對(duì)象，從基因分子生物學(xué)水平明確M0DY病因，有助于了解疾病的進(jìn)程，判斷患者的預(yù)后，對(duì) 患者進(jìn)行具有針對(duì)性的治療。而且M0DY家系外顯子組測(cè)序相關(guān)研究尚未見到國內(nèi)外的相 關(guān)研究報(bào)道。 陽0化]全基因組外顯子測(cè)序技術(shù)巧xomesequencing)被認(rèn)為是一種尋找罕見單基因疾 病致病基因行之有效的方法。
[0006] 單基因病突變位點(diǎn)大多數(shù)存在于外顯子區(qū)域，選擇少數(shù)樣品，通過全外顯子的掃 描，結(jié)合生物信息分析技術(shù)，找到病例特有的SNP，經(jīng)過驗(yàn)證，即可發(fā)現(xiàn)運(yùn)種單基因病的致病 基因和突變位點(diǎn)。外顯子組測(cè)序技術(shù)可W應(yīng)用發(fā)現(xiàn)致病基因未知的單基因病的研究，也可 w應(yīng)用于研究致病基因明確的單基因病致病基因的新變異位點(diǎn)。有些研究者對(duì)致病基因明 確的單基因病進(jìn)行外顯子組測(cè)序，證明了外顯子測(cè)序方法在確定單基因病致病基因上的可 行性和應(yīng)用價(jià)值。2009年8月，化化re雜志在線發(fā)表了關(guān)于12個(gè)人類外顯子組測(cè)序的研 究[4]，該研究選取了 12個(gè)測(cè)序?qū)ο筮M(jìn)行外顯子測(cè)序，其中8人的DNA圖譜已由HapMap計(jì) 劃確認(rèn)，另外4人同為費(fèi)里曼歇爾登綜合癥化reeman-Sheldonsyn化ome)患者，該癥是由 MYH3基因變異引起的一種罕見遺傳性疾病。通過多步驟分類檢測(cè)法，濾掉普通變異和個(gè)人 獨(dú)有的變異后，從4名費(fèi)里曼歇爾登綜合癥患者的DNA中準(zhǔn)確找出了致病基因MYH3。
[0007] 2009年9月，化oi等人利用全外顯子組測(cè)序技術(shù)，發(fā)現(xiàn)了先天性失氯性腹瀉患者 新編碼區(qū)的致病突變位點(diǎn)，并糾正了W前的錯(cuò)誤診斷。研究展示了全外顯子組測(cè)序在疾病 相關(guān)基因的發(fā)現(xiàn)和臨床診斷上的有效利用。
[0008] 2009年11月，化化re Genetics雜志在線發(fā)表了科學(xué)利用全外顯子組測(cè)序技術(shù)掲 示一種未知病因的單基因遺傳病疾病，即米勒綜合癥致病基因的報(bào)道。研究人員選擇了來 自Ξ個(gè)獨(dú)立家系的四名米勒綜合癥患者，對(duì)他們進(jìn)行外顯子組測(cè)序，得到的數(shù)據(jù)與公共SNP 數(shù)據(jù)庫和先前測(cè)得的8個(gè)HapMap個(gè)體的外顯子數(shù)據(jù)對(duì)比，過濾掉了普通變異和個(gè)體獨(dú)有的 變異后，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)運(yùn)四名患者中都有兩個(gè)未知的突變位點(diǎn)，位于DH0DH基因上。
[0009] 此外，通過外顯子組測(cè)序技術(shù)發(fā)現(xiàn)了一些人類遺傳性疾病的新突變基因，包括傳 感 / 共濟(jì)失調(diào)性神經(jīng)病變（sensoiy/motorneuropathywithataxia)、Cle;ri州zio型皮 膚異色癥嗜中性白血球減少（Clericuzio-typepoikilodermawithneutropenia)、家族 性滲出性玻璃體視網(wǎng)膜病變（familialexudativevitreoretinopathy)、隱性非綜合征型 耳聾（recessivenon-syndromichearingloss)、馬蹄內(nèi)翻3足（talipesequinovarus)、 房間隔缺損（atrialseptaldefect)、羅賓序列（robinsequence)、持續(xù)性左上腔靜脈 (persistentleftsuperiorvenacava)等。所發(fā)現(xiàn)的新的基因突變大多都是非同義突 變，但進(jìn)一步利用普通的Sanger測(cè)序?qū)ν鈱?duì)照人員進(jìn)行目的基因測(cè)序時(shí)，也發(fā)現(xiàn)了插入/ 缺失基因突變。Johnston等人在沒有先證者的前提下，通過對(duì)家系成員目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行測(cè)序， 發(fā)現(xiàn)了致病突變位點(diǎn)。運(yùn)些研究表明外顯子測(cè)序在內(nèi)的目的區(qū)域捕獲測(cè)序技術(shù)在發(fā)現(xiàn)人類 疾病新的致病位點(diǎn)中的卓越的能力。
[0010] 研究表明，如果疾病的致突變基因確定，那么其治療手段將會(huì)比較明確。尤其是單 基因突變導(dǎo)致的疾病。一些單基因的突變與2型糖尿病的發(fā)病相關(guān)聯(lián)。對(duì)單基因突變導(dǎo)致 的糖尿病患者進(jìn)行臨床表現(xiàn)分型和個(gè)體化治療已有相關(guān)報(bào)道。例如，確診的HNFla糖尿病 的患者對(duì)橫脈類藥物的治療非常敏感。運(yùn)類患者的β細(xì)胞功能減退是由于葡萄糖代謝過 程轉(zhuǎn)錄因子的減少，而橫脈類藥物正好可W作用在Κ+通道上刺激膜島素分泌，所W橫脈類 藥物治療是很有效的。
[0011] 由此，從分子生物學(xué)水平了解運(yùn)類疾病的病因，可W更好的預(yù)知疾病的進(jìn)程，有助 于對(duì)患者進(jìn)行更加合理化的治療，使血糖保持理想狀態(tài)。因此，利用外顯子測(cè)序技術(shù)尋找到 維吾爾族M0DY家系的致病突變基因，那么對(duì)M0DY患者進(jìn)行個(gè)體化治療還是有可能的。
[0012] 就目前糖尿病的診斷現(xiàn)狀來看，2型糖尿病有一個(gè)診斷的"誤區(qū)"。許多病人可能 由于診斷手段受到限制而未能明確的特殊類型糖尿病都被歸為2型糖尿病。事實(shí)上，隨著 對(duì)疾病認(rèn)識(shí)的深入和診斷技術(shù)的不斷進(jìn)步，W往被認(rèn)為多基因病的2型糖尿病中，有相當(dāng) 一部分被證明是遺傳異質(zhì)性所致，即受單個(gè)主基因控制，例如M0DY型，線粒體基因糖尿病 等就是如此。診斷的偏差是目前造成治療效果較差的主要原因之一。因此，對(duì)糖尿病病人 進(jìn)行正確的診斷，甚至是個(gè)體化的診斷對(duì)于提高糖尿病療效和減少大量并發(fā)癥，W提高病 人生命質(zhì)量