糖尿病相关基因PTPRD启动子区甲基化修饰影响二甲双胍疗效的机制研究

PTPRD as a novel susceptibility gene are significantly associated with the development of type 2 diabetes mellitus (T2DM) in Han popu1ation by GWAs analysis. PTPRD are key negative regulators of the insulin receptor signal transduction pathway. We previous reported PTPRD genetic polymorphism could influence the therapeutical efficacy of metformin, patients with at least one T allele of PTPRDrs17584499 seem to be more sensitive to metformin treatment compared for individuals with the CC genotype. However, the mechanisms is still unclear. Our research aim to explore the precise mechanisms of PTPRD gene polymorphism,PTPRD gene methylation affect the metformin efficacy in cellular and human levels. Pyrosequencing, MSP, cells transfected , luciferase reporter gene, western-blot and other methods were used to identify the relation of PTPRD gene polymorphism, gene methylation and metformin efficacy . The purpose of this research is to clarify the correlation of PTPRD gene methylation and metformin efficacy, which lead to a better understanding of the molecular pathogenesis of T2DM and provide the new targets for prevention, diagnosis and treatment in T2DM.

蛋白酪氨酸磷酸酶D （Protein tyrosine phosphates receptor type delta, PTPRD ）是中国人群中特有的2型糖尿病的致病基因，PTPRD负性调节胰岛素受体信号通路的转导。我们先前的研究发现，携带PTPRDrs17584499突变T等位基因的病人对二甲双胍的疗效比较敏感，血中PPG和HbAlc水平显著下降。利用Pyrosequence，MSP查明大样本人群中PTPRD基因多态性、甲基化水平与2型糖尿病及二甲双胍疗效的相关性；再通过构建稳定表达细胞株、细胞转染、RT-PCR、荧光素酶报告基因等方法查明PTPRD基因甲基化是否通过影响胰岛素信号通路关键蛋白质和下游基因的表达，从而影响二甲双胍的疗效。本课题旨在阐明PTPRD基因多态性、甲基化水平与二甲双胍疗效的关系及其机制，为进一步认识2型糖尿病的发病机制和未来个体化治疗拓展新的思路。

研究背景：.PTPRD是汉族人群中特有的2型糖尿病致病基因。我们先前的研究发现PTPRD基因突变和2型糖尿病的发病及二甲双胍的疗效有关。目前尚无PTPRD启动子区DNA甲基化水平与2型糖尿病相关性的研究报道。.研究内容：.①收集各500例2型糖尿病、健康受试者外周血标本和临床资料。筛选PTPRD 基因单倍型tag SNPs及启动子区突变位点，检测 PTPRD基因多态性、启动子区Cpg位点的甲基化水平，分析PTPRD基因多态性、甲基化水平与2型糖尿病的相关性。.②构建 PTPRD基因表达抑制、过表达和阴性对照组稳定细胞系。检测细胞系中PTPRD表达水平对胰岛素信号通路INS-1、PI3K、Akt mRNA和蛋白表达水平的影响。.重要结果与关键数据：.①PTPRDrs17584499基因多态性和2型糖尿病无相关性，T等位基因在糖尿病人和健康人群的分布无显著性差异（p>0.05）。.② PTPRD基因启动子区Cpg1和Cpg2岛甲基化水平和2型糖尿病显著相关。Cpg1和Cpg2岛甲基化程度在糖尿病组分布显著低于健康组（153.62±10.85 vs 66.35 ±4.03 ; 60.51±14.60 vs 76.01±4.20 ; p<0.0001）。.③PTPRD基因多态性和启动子区甲基化程度无相关性，携带PTPRD不同基因型的病人Cpg1和Cpg2岛甲基化水平无显著差异（p>0.05）。.④ PTPRD基因参与调控胰岛素信号传导途径，PTPRD表达水平下调可以引起胰岛素信号通路INS，Akt表达水平的下降。.⑤ PTPRD启动子区Cpg2岛甲基化水平和2型糖尿病人空腹血中胰岛素（FINS）和胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）呈正相关（p>0.05）。.科学意义：.本课题的研究结果表明为2型糖尿病的表观遗传学机制提供新的证据，为2型糖尿病的预防、诊断和个体化治疗提供新靶点。