糖尿病的基因診斷Genediagnosisofdiabetesmellitus糖尿病的基因診斷Genediagnosisofdi基因突變線粒體基因突變胰島素基因突變胰島素受體基因突變其他基因突變葡萄糖激酶基因突變基因突變線粒體胰島素胰島素受體其他葡萄糖激酶

線粒體DNA(mtDNA)tRNAleu(UUR)基因的二氫尿嘧啶環(huán)上核苷酸nt3243A

G突變。nt3243AyG點突變常導(dǎo)致母系遺傳糖尿病伴耳聾、MELAS(線粒體腦肌病、乳酸酸中毒、癲癇樣發(fā)作綜合征)

基因突變線粒體基因突變基因突變線粒體mtDNA突變影響ATP生成細胞內(nèi)線粒體代謝水平特殊類型糖尿病基因突變線粒體基因突變mtDNA突變影響ATP生成細胞內(nèi)線粒體代謝水平特殊類型糖尿基因突變胰島素基因突變可以導(dǎo)致異常胰島素病、永久性新生兒糖尿病(PNDM)、青少年成人起病型糖尿病(MODY)以及部分自身抗體陰性的1型糖尿病。胰島素基因突變基因突變胰島素基因突變

應(yīng)用聚合酶鏈反應(yīng)—單鏈構(gòu)象多態(tài)性(PCR—SSCP)及等位基因特異性寡核苷酸斑點雜交技術(shù)對INS基因進行分析，發(fā)現(xiàn)有Arg65→His、Arg65→leu以及Hisl00→Asp等點突變。胰島素基因突變基因突變胰島素

對INSR基因的全部外顯子篩查后發(fā)現(xiàn)，外顯子2，3，8，9，13，17中有無義突變，外顯子20中存在一個異質(zhì)性點突變。

該突變位于酪氨酸激酶區(qū)內(nèi)，影響受體細胞內(nèi)亞基的結(jié)構(gòu)，是引起遺傳性胰島素抵抗（insulinresistance，IR）的主要原因。基因突變胰島素受體基因突變對INSR基因的全部外顯子篩查后發(fā)現(xiàn)，外顯

GCK突變失活突變完全性失活突變（PNDM）部分性失活突變（MODY2）激活突變持續(xù)性高胰島素血癥低血糖(PHHI)基因突變葡萄糖激酶基因突變GCK突變失活突變完全性失活突變部分性失活突變激活突變持續(xù)性基因突變

葡萄糖激酶基因突變從GCK的三維結(jié)構(gòu)來看，突變的部位及功能的影響可分為突變位于酶活性區(qū)裂隙(GCK的活性區(qū)位于大小結(jié)構(gòu)域間的裂隙內(nèi))及引伸人裂隙的肽鏈曲上。突變遠離活性區(qū)在底物誘導(dǎo)酶的構(gòu)象改變的部位，這一類突變對酶活性的影響較前一類突變?yōu)樾　；蛲蛔兤咸烟羌っ笍腉CK的三維結(jié)構(gòu)來看，突變的部位及功基因突變1．己糖激酶Ⅱ(hexokinaseⅡ，HK2)基因突變2．磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶基因突變3．糖原合成酶(glycogensynthetase，GSY)基因突變4．載脂蛋白基因群及低密度脂蛋白受體基因突變其他基因突變基因突變1．己糖激酶Ⅱ(hexokinaseⅡ，HK2)基因糖尿病相關(guān)基因診斷技術(shù)

＊C肽試驗

＊PCR-SSCP

＊PCR-DGGE糖尿病相關(guān)基因診斷技術(shù)

C肽是胰島β細胞的分泌產(chǎn)物，它與胰島素有一個共同的前體——胰島素原。一個分子的胰島素原在PC2和PC3的作用下，裂解成一個分子的胰島素和一個分子的C肽，因此在理論上C肽和胰島素是等同分泌的，血中游離的C肽生理功能尚不很清楚，但C肽不被肝臟破壞，半衰期較胰島素明顯為長，故測定C肽水平更能反應(yīng)β細胞合成與釋放胰島素功能。

C肽水平測定C肽是胰島β細胞的分泌產(chǎn)物，它與胰島素有一個共PCP-SSCP原理：

在非變性條件下，DNA單鏈可自身折疊形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的構(gòu)象。這種構(gòu)象由DNA單鏈堿基決定，其穩(wěn)定性靠分子內(nèi)局部順序的相互作用（主要為氫鍵）來維持。相同長度的DNA單鏈其順序不同，甚至單個堿基不同，所形成的構(gòu)象不同，電泳遷移率也不同。PCR-SSCPPCP-SSCPPCR-SSCP步驟：

PCR-SSCP1PCR擴增2變性3非變性聚丙烯酰胺電泳步驟：PCR-SSCP1PCR擴增2變性3非變性聚丙烯酰胺電

PCR-DGGEDGGE(變性梯度凝膠電泳)

是一種根據(jù)DNA片段的熔解性質(zhì)而使之分離的凝膠系統(tǒng)。核酸的雙螺旋結(jié)構(gòu)在一定條件下可以解鏈，稱之為變性。當一雙鏈DNA片段通過一變性劑濃度呈梯度增加的凝膠時，此片段遷移至某一點變性劑濃度恰好相當于此段DNA的低熔點區(qū)的Tm值，此區(qū)便開始熔解，而高熔點區(qū)仍為雙鏈。這種局部解鏈的DNA分子遷移率發(fā)生改變，達到分離的效果。Tm的改變依賴于DNA序列，即使一個堿基的替代就可引起Tm值的升高和降低。 PCR-DGGE

PCR-DGGE步驟：1PCR反應(yīng)2產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳確認4平行變性梯度凝膠電泳5垂直變性梯度凝膠電泳 PCR-DGGE步驟：1PCR反應(yīng)2產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳確PAX6？？？PAX6？？？

PAX6PDLNKPDPDHDLNKLNKHDHDPSTHum-mutPAX6Mou-mutPAX6Wild-typePAX6240aa266aa269aa420aa PAX6PDLNKPDPDHDLNKLNKHDHDPST參與胰腺分泌高血糖素的α細胞分化、成熟β細胞的分化及其胰島素的表達

PAX6參與胰腺分泌高血糖素的α細胞分化、成熟β細胞的分化及其胰島素

PAX6胰腺的發(fā)育胰高血糖素生長激素抑制素胰多肽胰島素αδβγ PAX6胰腺的發(fā)育胰高血糖素生長激素抑制素胰多肽胰島素α

Pax6成對結(jié)構(gòu)域PD和同源結(jié)構(gòu)域HD高血糖素啟動子反應(yīng)元件G1和G3Pax6的轉(zhuǎn)錄活性被激活直接相連、相互作用,激發(fā)Pax6的活性空間構(gòu)象HD的結(jié)合位點PD的結(jié)合位點+

PAX6Pax6對高血糖素的作用+Pax6成對結(jié)構(gòu)域PD和同源結(jié)構(gòu)域HD高血糖素啟動子反應(yīng)元

此外，過氧化物酶體增殖物激活受體γ(peroxidaseproliferator—activatedreceptorγ，PPARγ)—

RXR異二聚體與轉(zhuǎn)錄激活因子Pax6相互作用可抑制Pax6的轉(zhuǎn)錄活性，從而抑制高血糖素基因的轉(zhuǎn)錄。Pax6對高血糖素的作用

PAX6Pax6對高血糖素的作用 PAX6

PAX6Pax6與糖代謝及糖尿病的關(guān)系Pax6突變對胰島素分泌的影響Pax6突變對腸促胰島素表達的影響 PAX6Pax6與糖代謝及糖尿病的關(guān)系Pax6突變對胰島

PAX6突變基因攜帶者更易患糖尿病糖耐量實驗中，突變基因攜帶者將血糖降至正常水平的能力比正常小鼠差胰島素負荷實驗中，突變基因攜帶者除了不能將血糖升至正常水平外，鏈脲霉素誘發(fā)糖尿病所需時間也比正常小鼠Pax6突變對胰島素分泌的影響 PAX6突變基因攜帶者更易患糖尿病糖耐量實驗中，突變基因

PAX6Pax6突變對胰島素分泌的影響PAX6PC1/3啟動子PC1/3被激活突變PC1/3表達上調(diào)PC1/3缺乏胰島素原加工缺陷,胰島素生成減少糖耐量異常 PAX6Pax6突變對胰島素分泌的影響PAX6PC1/3

PAX6GLP-1GIP內(nèi)源性Pax6或Pdx-1的抑制外源性Pax6或Pdx-1STC-1IEC-6GIP啟動子活性高血糖素原基因Pax-6+Pax6突變對腸促胰島素的影響 PAX6GLP-1GIP內(nèi)源性Pax6外源性Pax6S刺激胰島素分泌抑制高血糖素分泌延緩胃排空GLP-1的作用：Pax6突變對腸促胰島素的影響刺激胰島素分泌抑制高血糖素分泌延緩胃排空GLP-1的作用：P

Pax6是在胰腺發(fā)育、僅細胞分化、高血糖素基因的轉(zhuǎn)錄和激活、B細胞功能以及胰島素的表達中起關(guān)鍵作用的轉(zhuǎn)錄因子，其突變或變異已成為糖耐量異常及早發(fā)糖尿病的致病原因或易感位點。隨著對Pax6研究的深入，其可能成為糖尿病藥物基因組學的靶點之一。

PAX6conclusion PAX6conclusion＊《Pax6基因突變與胰腺發(fā)育和糖尿病發(fā)生關(guān)系的研究進展》（陸玉鳳、劉麗梅）《上海交通大學學報》2011年5月＊《Pax6突變雜合子小鼠糖代謝異常的分子機制》（陳園園、洪天配、文錦華、丁鈞、高翔、李凌松）《中國糖尿病雜志》2009年5月＊《Pax6基因突變的無虹膜癥患者中糖代謝異常的病理生理學特征》（陳園園、宋書娟、洪天配、劉英芝、任國成、李凌松）《中國糖尿病雜志》2009年5月＊Pairedbox6(PAX6)regulatesglucosemetabolismviaproinsulinprocessingmediatedbyprohormoneconvertase1/3(PC1/3)

摘自Diabetologia2009年＊《Pax6基因突變與胰腺發(fā)育和糖尿病發(fā)生關(guān)系的研究進展》＊《線粒體基因突變所致糖尿病發(fā)生機制及治療進展》（馬麗晶、徐勉）《醫(yī)學綜述》2010年1月＊《胰島素基因突變與糖尿病關(guān)系的研究進展》（李燦、劉麗梅）

《上海交通大學學報》2013年3月＊《胰島素受體基因在二型糖尿病的研究進展》（毛曉明、張家慶）《國外醫(yī)學》1993年6月＊《葡糖糖激酶基因突變與功能學研究進展》（沈云峰、翁建平）《國際內(nèi)科學雜志》2008年12月＊《線粒體基因突變所致糖尿病發(fā)生機制及治療進展》（馬麗晶、Thankyou!組員：蘇文杰王俊翔陳天文解心怡朱馨玉沈杰夏波高進陳穎曹倩QQ:1270939493Telhankyou!組員：蘇文杰沈杰QQ:12709

糖尿病的基因診斷Genediagnosisofdiabetesmellitus糖尿病的基因診斷Genediagnosisofdi基因突變線粒體基因突變胰島素基因突變胰島素受體基因突變其他基因突變葡萄糖激酶基因突變基因突變線粒體胰島素胰島素受體其他葡萄糖激酶

線粒體DNA(mtDNA)tRNAleu(UUR)基因的二氫尿嘧啶環(huán)上核苷酸nt3243A

G突變。nt3243AyG點突變常導(dǎo)致母系遺傳糖尿病伴耳聾、MELAS(線粒體腦肌病、乳酸酸中毒、癲癇樣發(fā)作綜合征)

基因突變線粒體基因突變基因突變線粒體mtDNA突變影響ATP生成細胞內(nèi)線粒體代謝水平特殊類型糖尿病基因突變線粒體基因突變mtDNA突變影響ATP生成細胞內(nèi)線粒體代謝水平特殊類型糖尿基因突變胰島素基因突變可以導(dǎo)致異常胰島素病、永久性新生兒糖尿病(PNDM)、青少年成人起病型糖尿病(MODY)以及部分自身抗體陰性的1型糖尿病。胰島素基因突變基因突變胰島素基因突變

應(yīng)用聚合酶鏈反應(yīng)—單鏈構(gòu)象多態(tài)性(PCR—SSCP)及等位基因特異性寡核苷酸斑點雜交技術(shù)對INS基因進行分析，發(fā)現(xiàn)有Arg65→His、Arg65→leu以及Hisl00→Asp等點突變。胰島素基因突變基因突變胰島素

對INSR基因的全部外顯子篩查后發(fā)現(xiàn)，外顯子2，3，8，9，13，17中有無義突變，外顯子20中存在一個異質(zhì)性點突變。

該突變位于酪氨酸激酶區(qū)內(nèi)，影響受體細胞內(nèi)亞基的結(jié)構(gòu)，是引起遺傳性胰島素抵抗（insulinresistance，IR）的主要原因?；蛲蛔円葝u素受體基因突變對INSR基因的全部外顯子篩查后發(fā)現(xiàn)，外顯

GCK突變失活突變完全性失活突變（PNDM）部分性失活突變（MODY2）激活突變持續(xù)性高胰島素血癥低血糖(PHHI)基因突變葡萄糖激酶基因突變GCK突變失活突變完全性失活突變部分性失活突變激活突變持續(xù)性基因突變

葡萄糖激酶基因突變從GCK的三維結(jié)構(gòu)來看，突變的部位及功能的影響可分為突變位于酶活性區(qū)裂隙(GCK的活性區(qū)位于大小結(jié)構(gòu)域間的裂隙內(nèi))及引伸人裂隙的肽鏈曲上。突變遠離活性區(qū)在底物誘導(dǎo)酶的構(gòu)象改變的部位，這一類突變對酶活性的影響較前一類突變?yōu)樾　；蛲蛔兤咸烟羌っ笍腉CK的三維結(jié)構(gòu)來看，突變的部位及功基因突變1．己糖激酶Ⅱ(hexokinaseⅡ，HK2)基因突變2．磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶基因突變3．糖原合成酶(glycogensynthetase，GSY)基因突變4．載脂蛋白基因群及低密度脂蛋白受體基因突變其他基因突變基因突變1．己糖激酶Ⅱ(hexokinaseⅡ，HK2)基因糖尿病相關(guān)基因診斷技術(shù)

＊C肽試驗

＊PCR-SSCP

＊PCR-DGGE糖尿病相關(guān)基因診斷技術(shù)

C肽是胰島β細胞的分泌產(chǎn)物，它與胰島素有一個共同的前體——胰島素原。一個分子的胰島素原在PC2和PC3的作用下，裂解成一個分子的胰島素和一個分子的C肽，因此在理論上C肽和胰島素是等同分泌的，血中游離的C肽生理功能尚不很清楚，但C肽不被肝臟破壞，半衰期較胰島素明顯為長，故測定C肽水平更能反應(yīng)β細胞合成與釋放胰島素功能。

C肽水平測定C肽是胰島β細胞的分泌產(chǎn)物，它與胰島素有一個共PCP-SSCP原理：

在非變性條件下，DNA單鏈可自身折疊形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的構(gòu)象。這種構(gòu)象由DNA單鏈堿基決定，其穩(wěn)定性靠分子內(nèi)局部順序的相互作用（主要為氫鍵）來維持。相同長度的DNA單鏈其順序不同，甚至單個堿基不同，所形成的構(gòu)象不同，電泳遷移率也不同。PCR-SSCPPCP-SSCPPCR-SSCP步驟：

PCR-SSCP1PCR擴增2變性3非變性聚丙烯酰胺電泳步驟：PCR-SSCP1PCR擴增2變性3非變性聚丙烯酰胺電

PCR-DGGEDGGE(變性梯度凝膠電泳)

是一種根據(jù)DNA片段的熔解性質(zhì)而使之分離的凝膠系統(tǒng)。核酸的雙螺旋結(jié)構(gòu)在一定條件下可以解鏈，稱之為變性。當一雙鏈DNA片段通過一變性劑濃度呈梯度增加的凝膠時，此片段遷移至某一點變性劑濃度恰好相當于此段DNA的低熔點區(qū)的Tm值，此區(qū)便開始熔解，而高熔點區(qū)仍為雙鏈。這種局部解鏈的DNA分子遷移率發(fā)生改變，達到分離的效果。Tm的改變依賴于DNA序列，即使一個堿基的替代就可引起Tm值的升高和降低。 PCR-DGGE

PCR-DGGE步驟：1PCR反應(yīng)2產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳確認4平行變性梯度凝膠電泳5垂直變性梯度凝膠電泳 PCR-DGGE步驟：1PCR反應(yīng)2產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳確PAX6？？？PAX6？？？

PAX6PDLNKPDPDHDLNKLNKHDHDPSTHum-mutPAX6Mou-mutPAX6Wild-typePAX6240aa266aa269aa420aa PAX6PDLNKPDPDHDLNKLNKHDHDPST參與胰腺分泌高血糖素的α細胞分化、成熟β細胞的分化及其胰島素的表達

PAX6參與胰腺分泌高血糖素的α細胞分化、成熟β細胞的分化及其胰島素

PAX6胰腺的發(fā)育胰高血糖素生長激素抑制素胰多肽胰島素αδβγ PAX6胰腺的發(fā)育胰高血糖素生長激素抑制素胰多肽胰島素α

Pax6成對結(jié)構(gòu)域PD和同源結(jié)構(gòu)域HD高血糖素啟動子反應(yīng)元件G1和G3Pax6的轉(zhuǎn)錄活性被激活直接相連、相互作用,激發(fā)Pax6的活性空間構(gòu)象HD的結(jié)合位點PD的結(jié)合位點+

PAX6Pax6對高血糖素的作用+Pax6成對結(jié)構(gòu)域PD和同源結(jié)構(gòu)域HD高血糖素啟動子反應(yīng)元

此外，過氧化物酶體增殖物激活受體γ(peroxidaseproliferator—activatedreceptorγ，PPARγ)—

RXR異二聚體與轉(zhuǎn)錄激活因子Pax6相互作用可抑制Pax6的轉(zhuǎn)錄活性，從而抑制高血糖素基因的轉(zhuǎn)錄。Pax6對高血糖素的作用

PAX6Pax6對高血糖素的作用 PAX6

PAX6Pax6與糖代謝及糖尿病的關(guān)系Pax6突變對胰島素分泌的影響Pax6突變對腸促胰島素表達的影響 PAX6Pax6與糖代謝及糖尿病的關(guān)系Pax6突變對胰島

PAX6突變基因攜帶者更易患糖尿病糖耐量實驗中，突變基因攜帶者將血糖降至正常水平的能力比正常小鼠差胰島素負荷實驗中，突變基因攜帶者除了不能將血糖升至正常水平外，鏈脲霉素誘發(fā)糖尿病所需時間也比正常小鼠Pax6突變對胰島素分泌的影響 PAX6突變基因攜帶者更易患糖尿病糖耐量實驗中，突變基因

PAX6Pax6突變對胰島素分泌的影響PAX6PC1/3啟動子PC1/3被激活突變PC1/3表達上調(diào)PC1/3缺乏胰島素原加工缺陷,胰島素生成減少糖耐量異常 PAX6Pax6突變對胰島素分泌的影響PAX6PC1/3

PAX6GLP-1GIP內(nèi)源性Pax6或Pdx-1的抑制外源性Pax6或Pdx-1STC-1IEC-6GIP啟動子活性高血糖素原基因Pax-6+Pax6突變對腸促胰島素的影響 PAX6GLP-1GIP內(nèi)源性Pax6外源性Pax6S刺激胰島素分泌抑制高血糖素分泌延緩胃排空GLP-1的作用：Pax6突變對腸促胰島素的影響刺激胰島素分泌抑制高血糖素分泌延緩胃排空GLP-1的作用：P

Pax6是在胰腺發(fā)育、僅細胞分化、高血糖素基因的轉(zhuǎn)錄和激活、B細胞功能以及胰島素的表達中起關(guān)鍵作用的轉(zhuǎn)錄因子，其突變或變異已成為糖耐量異常及早