线粒体糖尿病
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测序结果与Cambridge reference sequence（CRS） 及rCRS比对，找出突变基因
排出同义突变及非编码区突变
排出多态性 可疑致病基因
▪ 国内数据显示此突变发生率在随机挑选的 糖尿病人群中为0.14% ～1.18%,与国外报 道的1.15%大致相同。
▪ 除3243A源自文库G突变，目前发现3316G→A 、 14577T→C等 与糖尿病相关。
线粒体糖尿病诊断
临床诊断 家族史、临床特点
基因诊断 线粒体基因筛查
线粒体糖尿病临床诊断
中华医学会糖尿病学分会建议对具有以下1种以上表现 的糖尿病患者，应考虑线粒体糖尿病而进行基因筛 查： (1)有母系遗传家族史的糖尿病患者。 (2)起病早(≤40岁)，临床表现类似2型糖尿病，但病 程中出现胰岛β细胞分泌功能进行性减退，较快出现 口服药物失效而需用胰岛素治疗者。 (3)伴神经性耳聋的糖尿病患者，或糖尿病患者家族 中存在1个或以上非创伤性及老年性耳聋者。 (4)体型非肥胖的2型糖尿病。 (5)糖尿病患者本身或家族成员伴中枢神经系统、骨 骼肌病表现及心肌病、视网膜色素变性、视神经萎 缩、眼外肌麻痹及乳酸性酸中毒等。
我国部分早发糖尿病临床特点
多不具备DM2的典型特征 遗传背景较DM2更显著
母系遗传者多见
单基因突变 DM（如线粒 体糖尿病）
目前国内外研究
早发糖尿病临床特点：
更多糖、脂代谢紊乱 ？
胰岛分泌功能受损 ？
胰岛素抵抗更重
？
早发糖尿病患者治疗方案及并发症防治
口服药
？
胰岛素
？
亲属OGTT筛查 ?
基因筛查
搜集早发及迟发糖尿病患者临床资料
从早发组中筛查疑似MDM患者
获得完整家系资料 抽取血清血及基因血
线粒体基因筛查
线粒体基因突变位点的遗传学筛查
步骤1
步骤2
提取全血中 DNA
常见突变位点 筛查及全基因测序
线粒体全基因测序
从全血中提取DNA PCR扩增
纯化PCR产物 送基因公司测序
结果分析
早发组及迟发组临床资料比较
？
研究目的
临床揭示早发糖尿病特点 从基因方面找寻糖尿病早发原因
研究对象及方法
研究对象
糖尿病患者
疑似MDM家系
诊断来标源准
210.按131年9949月年～W2H0O14标年准4 月于诊我断院为住糖院尿及病门诊 2治.据疗年的龄糖（尿4病0岁患）者分 为早发组及迟发组
从早发糖尿病患者中 筛查疑似MDM家系
计算各组HOMA胰岛素敏感指数、胰岛素抵抗指数 、β细胞分泌指数。比较两组BMI、家族史、血脂、 尿酸、血糖及胰岛功能的差异。 采用 SPSS 17.0 分析软件。所有指标均以X±S表示。对所有数据行 正态性检验，服从正态分布且方差齐性的资料选择 方差分析，率的比较使用行乘列表的卡方检验。
致病基因分析
我科2013年科研课题
研究背景
▪ 糖尿病的发病呈上升趋势 ▪ 高比例的早发糖尿病 ▪ 找寻早发糖尿病的病因已
成为研究热点
13
5’
3’
基
3’
5’ 因
糖尿病
环 境
环境因素
IR
糖尿病
基因
5’
3’
3’
5’
MODY基因
糖尿病
线粒体基因
目前国内外研究
早发糖尿病临床特点：
家族史多见
√ 基因
母系遗传较父系遗传者多见 √
线粒体糖尿病治疗
一般治 疗
尽早使用胰岛素治疗 不宜严格限制饮食 避免应用双胍类药物
改善线粒 体功能治
疗
通过药物减轻氧化自由基的损伤 改善线粒体呼吸链的传递 针对突变基因的基因靶向治疗
基因治疗
尚在研究中，目前还没有报道成功将外源DNA稳定、遗传 地转染到哺乳动物线粒体内
线粒体糖尿病药物治疗
辅助因子及代谢产物的替代治疗 辅酶Q10 线粒体电子传递链的重要组成部分，它至少是3 种线粒体酶(多酶复合体I、II和III)的辅酶辅酶Q10还能使 抗氧化剂VC及VE的活性成分 CoQ10对治疗神经肌肉病变、运动不耐受、听力下降有一定 作用，并可延缓胰岛分泌功能下降。
▪ 线粒体基因缺陷是人类疾病的重要病因。 自1988 年发现线粒体疾病以来,已证明有50 多种点突变和100 多种重排与人类疾病相关， 包括耳聋、肌病、LHON及糖尿病。
线粒体基因突变与糖尿病
▪ 1992年首次报道了由线粒体tRNALeu (UUR) 3243A→G突变引起的一个母系遗传糖尿病 伴神经性耳聋家系
筛查标准
1.母系遗传 2.非肥胖 3.胰岛功能差 4.神经性耳聋 符合以上至少三条 者
研究方法
研究对象行OGTT及胰岛素释放 试验，测量身高、体重，计算 BMI。部分成员检测血乳酸、 GADA、ICA、IAA及行电测听检
查。
1
早发组与迟发组生化指标检测及分析
2
线粒体基因突变位点的遗传学筛查
研究流程图
线粒体糖尿病
线粒体基因组
人类线粒体基因(mitochondria DNA，mtDNA)结构表明它是一个长 16569bp的双链闭环超螺旋DNA，有13个多肽编码基因，22 个tRNA基
因和2个rRNA基因。
线粒体基因突变与疾病
▪ 线粒体是体内供能的主要器官，由于线粒 体基因突变可影响氧化磷酸化过程，导致 疾病。
线粒体糖尿病基因诊断
3243A→G突变筛查
目前3243A→G突变是最经典、突变率较高的位 点，因此对疑似MDM患者应首先筛查3243位点。
其他位点检测
PCR-RFLP、基因芯片
新位点检测
行全线粒体基因组测序。测序结果与Cambridge reference sequence(CRS及rCRS比对，找出可疑 突变基因。
促进线粒体融合 基因方法主要集中在调控影响线粒体分裂的蛋白如发动蛋 白相关蛋白，以及线粒体融合相关基因如MFN1、MFN2。 生化方法可使用依他尼酸，可促使线粒体融合为巨线粒体。
线粒体糖尿病治疗小结
目前线粒体基因突变性疾病的机制尚不完全清楚，以上 的治疗方法除辅酶Q10治疗被多数研究认为有效外， 其余治疗方案仅见于个别报道且研究对象少，其临床效果 及作用机理还不确切。而基因治疗技术目前尚不成熟， 可能需数十年时间的研究探索才能最终运用于临床疾病 的治疗。
排出同义突变及非编码区突变
排出多态性 可疑致病基因
▪ 国内数据显示此突变发生率在随机挑选的 糖尿病人群中为0.14% ～1.18%,与国外报 道的1.15%大致相同。
▪ 除3243A源自文库G突变，目前发现3316G→A 、 14577T→C等 与糖尿病相关。
线粒体糖尿病诊断
临床诊断 家族史、临床特点
基因诊断 线粒体基因筛查
线粒体糖尿病临床诊断
中华医学会糖尿病学分会建议对具有以下1种以上表现 的糖尿病患者，应考虑线粒体糖尿病而进行基因筛 查： (1)有母系遗传家族史的糖尿病患者。 (2)起病早(≤40岁)，临床表现类似2型糖尿病，但病 程中出现胰岛β细胞分泌功能进行性减退，较快出现 口服药物失效而需用胰岛素治疗者。 (3)伴神经性耳聋的糖尿病患者，或糖尿病患者家族 中存在1个或以上非创伤性及老年性耳聋者。 (4)体型非肥胖的2型糖尿病。 (5)糖尿病患者本身或家族成员伴中枢神经系统、骨 骼肌病表现及心肌病、视网膜色素变性、视神经萎 缩、眼外肌麻痹及乳酸性酸中毒等。
我国部分早发糖尿病临床特点
多不具备DM2的典型特征 遗传背景较DM2更显著
母系遗传者多见
单基因突变 DM（如线粒 体糖尿病）
目前国内外研究
早发糖尿病临床特点：
更多糖、脂代谢紊乱 ？
胰岛分泌功能受损 ？
胰岛素抵抗更重
？
早发糖尿病患者治疗方案及并发症防治
口服药
？
胰岛素
？
亲属OGTT筛查 ?
基因筛查
搜集早发及迟发糖尿病患者临床资料
从早发组中筛查疑似MDM患者
获得完整家系资料 抽取血清血及基因血
线粒体基因筛查
线粒体基因突变位点的遗传学筛查
步骤1
步骤2
提取全血中 DNA
常见突变位点 筛查及全基因测序
线粒体全基因测序
从全血中提取DNA PCR扩增
纯化PCR产物 送基因公司测序
结果分析
早发组及迟发组临床资料比较
？
研究目的
临床揭示早发糖尿病特点 从基因方面找寻糖尿病早发原因
研究对象及方法
研究对象
糖尿病患者
疑似MDM家系
诊断来标源准
210.按131年9949月年～W2H0O14标年准4 月于诊我断院为住糖院尿及病门诊 2治.据疗年的龄糖（尿4病0岁患）者分 为早发组及迟发组
从早发糖尿病患者中 筛查疑似MDM家系
计算各组HOMA胰岛素敏感指数、胰岛素抵抗指数 、β细胞分泌指数。比较两组BMI、家族史、血脂、 尿酸、血糖及胰岛功能的差异。 采用 SPSS 17.0 分析软件。所有指标均以X±S表示。对所有数据行 正态性检验，服从正态分布且方差齐性的资料选择 方差分析，率的比较使用行乘列表的卡方检验。
致病基因分析
我科2013年科研课题
研究背景
▪ 糖尿病的发病呈上升趋势 ▪ 高比例的早发糖尿病 ▪ 找寻早发糖尿病的病因已
成为研究热点
13
5’
3’
基
3’
5’ 因
糖尿病
环 境
环境因素
IR
糖尿病
基因
5’
3’
3’
5’
MODY基因
糖尿病
线粒体基因
目前国内外研究
早发糖尿病临床特点：
家族史多见
√ 基因
母系遗传较父系遗传者多见 √
线粒体糖尿病治疗
一般治 疗
尽早使用胰岛素治疗 不宜严格限制饮食 避免应用双胍类药物
改善线粒 体功能治
疗
通过药物减轻氧化自由基的损伤 改善线粒体呼吸链的传递 针对突变基因的基因靶向治疗
基因治疗
尚在研究中，目前还没有报道成功将外源DNA稳定、遗传 地转染到哺乳动物线粒体内
线粒体糖尿病药物治疗
辅助因子及代谢产物的替代治疗 辅酶Q10 线粒体电子传递链的重要组成部分，它至少是3 种线粒体酶(多酶复合体I、II和III)的辅酶辅酶Q10还能使 抗氧化剂VC及VE的活性成分 CoQ10对治疗神经肌肉病变、运动不耐受、听力下降有一定 作用，并可延缓胰岛分泌功能下降。
▪ 线粒体基因缺陷是人类疾病的重要病因。 自1988 年发现线粒体疾病以来,已证明有50 多种点突变和100 多种重排与人类疾病相关， 包括耳聋、肌病、LHON及糖尿病。
线粒体基因突变与糖尿病
▪ 1992年首次报道了由线粒体tRNALeu (UUR) 3243A→G突变引起的一个母系遗传糖尿病 伴神经性耳聋家系
筛查标准
1.母系遗传 2.非肥胖 3.胰岛功能差 4.神经性耳聋 符合以上至少三条 者
研究方法
研究对象行OGTT及胰岛素释放 试验，测量身高、体重，计算 BMI。部分成员检测血乳酸、 GADA、ICA、IAA及行电测听检
查。
1
早发组与迟发组生化指标检测及分析
2
线粒体基因突变位点的遗传学筛查
研究流程图
线粒体糖尿病
线粒体基因组
人类线粒体基因(mitochondria DNA，mtDNA)结构表明它是一个长 16569bp的双链闭环超螺旋DNA，有13个多肽编码基因，22 个tRNA基
因和2个rRNA基因。
线粒体基因突变与疾病
▪ 线粒体是体内供能的主要器官，由于线粒 体基因突变可影响氧化磷酸化过程，导致 疾病。
线粒体糖尿病基因诊断
3243A→G突变筛查
目前3243A→G突变是最经典、突变率较高的位 点，因此对疑似MDM患者应首先筛查3243位点。
其他位点检测
PCR-RFLP、基因芯片
新位点检测
行全线粒体基因组测序。测序结果与Cambridge reference sequence(CRS及rCRS比对，找出可疑 突变基因。
促进线粒体融合 基因方法主要集中在调控影响线粒体分裂的蛋白如发动蛋 白相关蛋白，以及线粒体融合相关基因如MFN1、MFN2。 生化方法可使用依他尼酸，可促使线粒体融合为巨线粒体。
线粒体糖尿病治疗小结
目前线粒体基因突变性疾病的机制尚不完全清楚，以上 的治疗方法除辅酶Q10治疗被多数研究认为有效外， 其余治疗方案仅见于个别报道且研究对象少，其临床效果 及作用机理还不确切。而基因治疗技术目前尚不成熟， 可能需数十年时间的研究探索才能最终运用于临床疾病 的治疗。