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目的:
1.分析2型糖尿病(T2DM)患者线粒体tRNAThr基因的变异情况,从分子水平研究与T2DM的相关性。
2.分析tRNAThr基因变异与T2DM主要临床指标之间的相关性,为T2DM及其并发症的遗传危险因素评估提供参考。
方法:
1.标本收集:根据1999年WHO提出的T2DM诊断标准,选取2009年3月-10月期间于温州医学院附属第一医院八院区收集的T2DM患者271例,其中男124例,女147例;对照组标本共223例,男124例,女99例,无相关糖尿病及其并发症病史,并排除糖尿病家族史、糖耐量异常、高血压、高血脂、脑血管病变等。
2.DNA提取:用DNA提取试剂盒提取所有外周血标本的全基因组DNA。
3.PCR扩增:采用覆盖线粒体DNA(mitochondrialDNA,mtDNA)tRNAThr基因的第23对引物进行PCR扩增,直接测序后应用Chromas、CondoneCodeAligner、DNAStar等分析软件与剑桥参考序列(revisedCambridgeReferenceSequence,rCRS)进行比对。
4.分析结果:结合统计学分析T2DM组与对照组tRNAThr基因变异情况;利用Clustalx生物软件分析碱基序列保守性;利用MFOLD:PredictionofRNAsecondarystructure(M.Zuker)软件对tRNAThr基因二级结构进行预测,分析其自由能变化;对筛选出来的有意义变异位点进行家系采集,所采集的家系从临床资料、线粒体基因全序、进一步保守性分析及单体型几个方面分析;分析tRNAThr基因变异与糖尿病临床指标及慢性并发症的相关性。
结果:
1.271例T2DM患者中共发现线粒体tRNAThr基因10个位点27个碱基变异,其中C15917T变异未报道,6个位点共12个碱基变异仅存在于T2DM组;223例对照中共发现10个位点19个碱基变异,其中A15902G、T15943C未报道,6个位点共7个碱基变异仅存在于对照组。各变异位点在两组间统计学差异无显著性。
2.线粒体tRNAThr基因共发现SNP位点5个:其中G15930A同时存在于T2DM组与对照组,T15940C、15940delT、T15941C仅存在于T2DM组,A15924G仅存在于对照组,以上SNP位点在两组内的分布无统计学差异,考虑G15930A可能是浙江地区人群中线粒体基因的遗传标记。
3.从物种进化保守性角度发现线粒体tRNAThr基因上4个变异于人、牛、鼠、非洲爪蟾四个物种高度保守的区域:其中C15917T、A15951G仅存在于T2DM组,T15943C仅存在于对照组,T15889C两组均存在,以上结果在两组之间无统计学差异。
4.线粒体tRNAThr基因的主要变异形式为碱基转换(92.59%/100%),最常见的碱基转换类型为G>A和T>C,但这些特点在两组之间差异无统计学显著性。
5.利用MFOLD:PredictionofRNAsecondarystructure(M.Zuker)软件对tRNAThr基因野生型与变异型的二级结构进行预测:仅存在于T2DM组的未报道的C15917T变异使tRNAThr基因的自由能相对升高,且使其二级结构发生明显变化,又因高度保守性及采集家系验证推测C15917T可能与糖尿病存在一定的相关性。其余位点变异多考虑为多态性现象。
6.采集存在tRNAThr基因C15917T变异的家系,通过进一步18个物种保守性分析,发现15917位点保守性系数为100%。此家系先证者单体型属于亚洲单体型D5a。
7.根据tRNAThr基因变异情况,将271名T2DM患者分为有变异组(26例)和无变异组(245例)。两组间临床资料经t检验和x2检验,T2DM慢性并发症肾病(有/无)在两组间有显著性统计学差异(p<0.05),即无变异组更容易并发肾病。
8.根据tRNAThr基因C15917T变异有无、家族史有无及各种T2DM慢性并发症有无分别分组,t检验和x2检验结果显示各组之间均无统计学差异的结果。
9.经Logistic逐步回归分析发现,空腹血糖与线粒体tRNAThr基因变异有相关性。当tRNAThr基因变异组的空腹血糖作应变量时,其余各项临床指标与此无相关性。
结论:
线粒体tRNAThr基因存在的大部分变异属于基因多态性现象,但不能排除C15917T与T2DM可能的相关性。