基于线粒体基因组的2型糖尿病分子分型研究

大量的研究证实，线粒体基因组与2型糖尿病有着密切的关系。我们在前期研究工作中，不仅发现了引起线粒体糖尿病的新突变位点,而且还揭示了线粒体DNA突变与糖尿病并发症以及线粒体多态性位点（或单体型）与糖尿病易感性的关系，这为糖尿病及其并发症的早期诊断和预测提供新的策略和分子标志。本课题拟在大样本线粒体全基因组测序并结合细胞功能研究的基础上，鉴定与糖尿病并发症及易感性有关联的变异位点，从而建立中国汉族人群糖尿病分子分型技术体系。目前课题组已收集具有详细临床资料的糖尿病家系250例，明显母系遗传特征的家系47例，2型糖尿病散发病例2100例，为课题的开展积累了大量资源。本课题基于线粒体基因组的2型糖尿病分子分型研究将具有重要的意义：①可以明确线粒体糖尿病的诊断；②可以提前筛查2型糖尿病易感人群，采取预防措施；③可以对2型糖尿病并发症的类型和严重程度进行预测，以便提前干预。

线粒体基因组与糖尿病有着密切的关系，最直接体现在线粒体DNA 突变（mtDNA）所引起的母系遗传糖尿病上。但是，值得注意的是，线粒体基因组与糖尿病的关系不仅仅表现为明显的母系遗传糖尿病，而且与非母系遗传糖尿病的易感性、并发症的发生与进展也存在关联。本研究中，我们完成内容如下：①在浙江省范围内收集糖尿病及非糖尿病对照外周血样本及其相关临床资料，部分有家族史的病人并收集其家庭成员外周血样本及资料建立家系，最终建立起疾病资料数据库和外周血及DNA资源库；②所有样本均提取全基因组DNA，利用线粒体24对经典引物进行mtDNA全基因组测序，分析测序结果，将所有变异位点信息记录入库；③分析突变类型，结合临床资料进行分子分型，并分析线粒体突变对T2DM易感性及其并发症的影响，研究发现①线粒体单倍型N9a可能增加2型糖尿病的发病风险；②线粒体单体型（Haplogroup）16189C+16298C与2型糖尿病的易感性也存在关联；③T14783C、G15043A和G15301A三个SNP或许可以降低糖尿病合并大血管病变及糖尿病肾病的发病风险；④建立宫颈癌S3细胞ρ0细胞系，将病人血小板和健康对照血小板分别与ρ0细胞进行融合，形成相同核背景下携带mtDNA T10003C突变和无突变的宫颈癌S3细胞系，利用这两个细胞系研究该位点突变对细胞功能的影响，发现突变融合细胞与对照融合细胞相比线粒体膜电位减小，细胞内ROS水平增加，但两种细胞的ATP产生无明显差异；⑤应用高通量测序的方法，研究2型糖尿病家系线粒体DNA多态性位点的异质性情况，探讨线粒体基因新的遗传规律。发现测序的五个家系所有成员包括2型糖尿病患者、非2型糖尿病患者和其他健康人同时存在的异质性位点有5个，分别为2487A→C、3492A→C、6419T→C、10277A→C、10306A→C。虽然家系之间异质率各不相同，但同个家系各个成员之间异质率保持恒定。提示此5个异质性突变位点与2型糖尿病无关。⑥线粒体DNA拷贝数与糖尿病前期，即代谢综合征（MS）的相关性研究，发现MS患者的线粒体DNA拷贝数明显低于健康对照人群，进一步研究发现此现象主要存在于低HDL组中，提示mtDNA拷贝数可作为预测MS风险的指标之一。⑦发表SCI论文4篇；中文核心期刊1篇；在投英文文章3篇。