2型糖尿病基因诊断的研究进展_吴斌

法。 在 PCR 基 础 上， 进 一 步 发 展 了 包 括 多 重 PCR MODY2（GCK）、MODY3（TCF1）、MODY4（IPF1）、
（multiplex PCR）、 实 时 荧 光 定 量 PCR（Quantitative MODY5（TCF2）、MODY6（NeuroD1）、MODY7
芯片技术：基因芯片是通过微量点样技术等方法，对 氧 化 物 酶 体 增 生 物 激 活 受 体（PPARγ） 基 因 突 变：
DNA 样品的序列信息进行高效的解读和分析，从而对 PPARγ 是核受体的 PPAR 的一种亚型。它是调控脂
基因序列及其功能进行大规模高通量的研究，迅速而 质、葡萄糖稳态和细胞分化的重要转录因子，在脂肪
2 型 糖 尿 病（Type 2 diabetes mellitus，T2DM） 是 一组由多病因引起的以慢性高血糖为特征的代谢性疾 病，临床表现包括口渴、多饮、多食、多尿、消瘦等， 主要是由于胰岛素分泌和 / 或作用缺陷所引起。T2DM 的发展是多因素、多基因参与的过程，其致病机制复 杂，包括遗传因素和环境因素，现有的诊断标准并不 能从遗传学的角度解释病因及发病机制，难以从基因 的整体表达谱全面地观察 2 型糖尿病发病时基因的反 应 模 式， 并 且 具 有 一 定 的 滞 后 性， 因 而 研 究 起 来 费 时、费力、进度缓慢。然而，越来越多的研究表明， 遗传因素在 T2DM 的发病过程中占据更为主要的地位， 全 基 因 组 关 联 分 析（Genome-wide association study， GWAS）证实，T2DM 有众多的遗传易感基因 。 [1-2] 因 此，基因诊断就显得尤为重要，从基因角度分析 2 型 糖尿病，对 2 型糖尿病的诊治将会提供更多的帮助。 本文就基因诊断在 2 型糖尿病中的研究进展作一综述。 1 基因诊断的研究现状 1.1 基因诊断概述 基因诊断是一项在重组 DNA 技 术的基础上发展起来的应用技术，其检测原理是对受
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Medical Innovation of China Vol.12, No.34 Dec,2015
《中国医学创新》第 12 卷 第 34 期（总第 352 期）2015 年 12 月 综 述 Zongshu
对 指 定 的 DNA 片 段 在 体 外 进 行 快 速 扩 增 的 技 术 方 细胞功能缺陷。根据突变基因可分为 MODY（1 HNF4A）、
再将这些片段电泳、转膜、变性，并且与标记过的探 变引起的一种常染色体为主要形式的遗传病。这类患
针进行杂交、洗膜，便可分析其多态性结果。（4）变性 者通常有过多的脂肪堆积在颜面和上半身，然而在躯
高效液相色谱分析（Denaturing High Performance Liquid 干和下肢的脂肪含量却逐渐减少。另外，小鼠胸腺瘤
综 述 Zongshu 《中国医学创新》第 12 卷 第 34 期（总第 352 期）2015 年 12 月
2型糖尿病基因诊断的研究进展*
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吴斌① 吴铿①
【摘要】 2 型糖尿病是一种典型的代谢性疾病，遗传因素是其主要的发病原因，传统的诊断方法很容易造 成漏诊、误诊而耽误最佳治疗时机。基因诊断是利用分子遗传学技术在 DNA 或 RNA 水平上对某一基因突变进 行分析从而对某些疾病进行诊断的一种方法，其具有直接诊断性、早期诊断性、高特异性、高灵敏性等优点， 弥补了传统诊断的不足之处而被广泛应用。因此，从基因角度对糖尿病进行诊治，显得格外必要和有意义。 【关键词】 基因诊断； 2 型糖尿病； 易感基因
分析。
了巨大努力。候选基因分析法在三种基因（PPARG，
2 2型糖尿病基因诊断的研究进展
KCNJ11，WFS1）中成功鉴定出增加 2 型糖尿病风险
2.1 单基因突变型糖尿病 单基因突变型糖尿病约占 的常见变异位点。全基因组连锁分析在多个患有 2 型
所有糖尿病患者的 2%~5%，这种类型糖尿病的外显率 糖 尿 病 的 家 族 中 鉴 定 出 CAPN10 和 TCF7L2 等 基 因。
Chromatography，DHPLC）：DHPLC 是一项新的杂合双 癌基因（AKT2）的突变参与了胰岛素信号转导，锌金
链突变检测技术，能自动检测单碱基替代以及小片段核 属蛋白酶（ZMPSTE24）参与了脂肪萎缩的过程，也被
苷酸的插入或缺失，可检测基因的变异情况。（5）基因 认为引起部分脂肪萎缩性糖尿病的原因之一 [8]。（4）过
准确的解读遗传信息。（6）新一代基因测序技术：新 组织中高度表达，也在胰岛 β 细胞中表达。其与配体
一代基因测序技术是一种和基因芯片技术互相补充的 结合后和维甲酸 X 受体形成异源二聚体，结合特定的
新的高通量测序方法，通常是指一个技术群，不同的 DNA，起到转录调控作用。PPARG 基因突变可导致常
* 基金项目：广东省科技计划项目（2011B080701051）；广东省 自然科学基金（s2011010002620） ①广东医学院附属医院 广东 湛江 524001 通信作者：吴铿
检者的某一特定基因（DNA）和 / 或其转录物（RNA） 进行分析和检测，进而对相应的疾病做出诊断，从基 因水平阐明疾病的病因所在。目前，基因诊断技术已 经广泛的被应用于诸多领域 [3]。基于不同的检测内容， 基因诊断可以分为 DNA 诊断和 RNA 诊断两部分。前 者主要分析基因的结构如 DNA 序列的缺失、插入、点 突变等；后者侧重分析基因的功能，如 mRNA 量的变 化、外显子变异以及间接加工缺陷等。按照检测策略， 基因诊断也可以分为两大类：一类为直接基因诊断， 指直接对致病基因本身进行检查。通常应用基因本身 或邻近的 DNA 序列作为探针，也可以利用 PCR 扩增 产物进行基因探查，以检测有无点突变、缺失等异常 并且判断其性质；另一类为间接基因诊断，主要用于 当基因结构不清、复杂或突变过多而导致无法一一检 测时，对被检者及其家系进行遗传连锁分析，通过鉴 定遗传标记的存在，进而确定患者是否获得带有致病 基因的染色体 [4]。 1.2 基因诊断的研究技术及相关技术 （1）Southern blot 和 Nouthern blot： 检 测 特 定 的 DNA、RNA 主 要 的 核 酸 杂 交 技 术 有 Southern blot 和 Nouthern blot， 该 技术主要有 3 个步骤：核酸的分离与纯化、探针的 制 备 和 分 子 杂 交。（2） 聚 合 酶 链 反 应（Polymerase Chain Reaction，PCR） 及 相 关 技 术：PCR 是 一 种
Real-time PCR）、单链构象多态性 PCR（Single-Strand （KLF11）、MODY8（CEL），此外还包括由酶参与底物
Conformation Polymorphism，SSCP）、 序 列 特 异 引 物 代谢所引起的突变型 MODY 及转录因子型 MODY[5]。
PCR（Sequence Specific Primer，PCR-SSP）、 逆 转 录 （2）线粒体糖尿病（Mitochondrial Diabetes）：线粒体糖
Advances Researches on Gene Diagnosis of Type 2 Diabetes Mellitus/WU Bin，WU Keng.//Medical Innovation of China，2015，12（34）：150-153 【Abstract】 Type 2 diabetes mellitus is a typical metabolic disease，genetic factors are the main causes of the disease，traditional diagnostic methods are easy to cause missed diagnosis，misdiagnosis and thus delay the best treatment time.Genetic diagnosis is a method of using molecular genetic techniques to analyze the mutation of a gene in DNA or RNA levels and to diagnose certain diseases.It is widely used because its advantages of direct diagnosis，early diagnosis，with high specificity and sensitivity，which make up for the shortcomings of traditional diagnosis. So，it is quite essential and meaningful that we make diagnosis and treatment of diabetes from the perspective of gene. 【Key words】 Gene diagnosis； Type 2 diabetes mellitus； Susceptible gene First-author’s address：Affiliated Hospital of Guangdong Medical College，Zhanjiang 524001，China doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2015.34.050
PCR（Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction， 尿病是母系遗传性糖尿病，常伴有轻中度神经性耳聋，
RT-PCR）等。（3）限制性片段长度多态性（Restriction 常由编码亮氨酸的 tRNA 的 A3243G 点突变引起。研究
Fragment Length Polymorphism，RFLP）：RFLP 是 第 一 发现，线粒体基因突变可导致胰岛素的利用障碍 。 [6-7]
新一代基因测序技术，在原理上存在较大的差别。主 染色体显性脂肪萎缩综合征并伴有早期糖尿病的症状。
要 包 括： 全 基 因 组 测 序（Whole-Genome Sequencing， 例如，Barroso 与其同事在对重度胰岛素抵抗和早期
WGS）、 全 外 显 子 组 测 序（Whole-Exome Sequencing， 糖尿病的研究中，发现并报道了两个显性负突变基因
WES）和目标区域测序（Targeted Regions Sequencing， （p467l 和 v290m），其突变体具有降低转录并抑制野生
TRS） 等。（7） 荧 光 原 位 杂 交 技 术（Fluorescence in 型 PPARγ 的作用。在对加拿大的一个患有家族性脂
Situ Hybridization，FISH）：FISH 是一种重要的非放射 肪代谢障碍的家族的研究中发现，位于 PPARγ 配体
性原位杂交技术，利用非放射性物质（如生物素、地 结合域的杂合基因 P388L 存在突变 。 [9-12]
高辛）标记探针，按照碱基配对原则进行杂交，借助 2.2 多基因突变型糖尿病 与单基因突变型糖尿病
荧光素偶联的抗原抗体检测系统，在镜下对组织、细 相比，多基因突变型糖尿病更为常见，过去的二三十
胞及染色体 DNA 或 RNA 进行定性、定量或相对定位 年中，笔者在鉴定 2 型糖尿病基因突变的领域中付诸
代 DNA 分子标记技术，被用于基因组遗传图谱的构 （3）脂肪萎缩性糖尿病：脂肪萎缩性糖尿病常与缺乏
建、基因的定位以及生物进化和分类等众多领域的研 或缺少脂肪组织、重度胰岛素抵抗、高脂血症、脂肪
究。利用同一种限制性内切酶切割不同物种 DNA 序列 肝等有关。脂肪萎缩性糖尿病有若干类型。其中，部
时，可获得不同长度、大小、数量的限制性酶切片段， 分脂肪萎缩类型是由核纤层蛋白基因 A/C（LMNA）突