多基因病的分子遗传学ppt课件.ppt

多基因病的多基因病的 分子遗传学分子遗传学 唐吟宇唐吟宇 主要内容：主要内容：第一节第一节 多基因病的一般特征多基因病的一般特征第二节第二节 多基因病的研究方法（重点难点）多基因病的研究方法（重点难点）第三节第三节 糖尿病的分子遗传学糖尿病的分子遗传学 第一节第一节 多基因病的一般特征多基因病的一般特征 一一 特征特征1、病种多、病种多:如高血压、冠心病、动脉粥样硬化、如高血压、冠心病、动脉粥样硬化、哮喘、高脂蛋白血症、糖尿病、胃及十哮喘、高脂蛋白血症、糖尿病、胃及十二指肠溃疡、精神分裂症、风湿病、癫二指肠溃疡、精神分裂症、风湿病、癫痫、甲亢、痫、甲亢、唇裂、腭裂、先天性心脏病等。唇裂、腭裂、先天性心脏病等。2、发病率高、发病率高（群体发病率）：（群体发病率）：家庭复发风险比较：家庭复发风险比较：单基因遗传病：单基因遗传病：25%50%，多基因遗传病：多基因遗传病：1%10%。群体发病率比较：群体发病率比较：单基因病：低于单基因病：低于1/10000，多基因病：超过多基因病：超过1/1000，有些，有些1%10%。3、危害性大、危害性大（直接危害人类的生存与健康）（直接危害人类的生存与健康）4、病因复杂、病因复杂(遗传因素和环境因素）遗传因素和环境因素）5、微效性、微效性 6、累加作用、累加作用 7、对其研究具有前沿性、对其研究具有前沿性 多基因病是复杂疾病，遗传因素有以下特点：多基因病是复杂疾病，遗传因素有以下特点：1 1）参与发病的遗传因素）参与发病的遗传因素多于一个多于一个，每个基因通过对中间，每个基因通过对中间 性状的影响直接或间接地促进疾病的发生；性状的影响直接或间接地促进疾病的发生；2 2）每个基因）每个基因参与发病的程度参与发病的程度不同，大多数基因的作用较小，不同，大多数基因的作用较小，但也可由一个或几个基因呈主基因效应；但也可由一个或几个基因呈主基因效应；3 3）每个基因只赋予个体某种程度的易患性，但每个基因的）每个基因只赋予个体某种程度的易患性，但每个基因的 作用不足以致病，也并非致病所需，需要作用不足以致病，也并非致病所需，需要多个基因累加多个基因累加 起来才会致病；起来才会致病；4 4）各基因参与发病的）各基因参与发病的机制机制可能是，各自对不同的代谢途径可能是，各自对不同的代谢途径 产生影响，疾病的最终发生是各基因在不同途径作用的产生影响，疾病的最终发生是各基因在不同途径作用的 综合结果；综合结果；5 5）各基因致病）各基因致病效应的累积加上环境因素效应的累积加上环境因素的作用构成了个体的的作用构成了个体的 疾病易患性，当易患性超过一定阈值时即可导致疾病的发生。疾病易患性，当易患性超过一定阈值时即可导致疾病的发生。二二 概念（易患性与发病阈值）概念（易患性与发病阈值）1、易患性（易患性（liability)人群中易患性变异：呈正态分布。人群中易患性变异：呈正态分布。2、发病阈值（、发病阈值（threshold)：易患性达到或超过一定的限度后就易患性达到或超过一定的限度后就 会发病，该限度的易患性会发病，该限度的易患性即发病值。即发病值。群体的易患性平均值：群体的易患性平均值：从该群体的发病率作出估计，即群体从该群体的发病率作出估计，即群体发病率是测量易患性平均值的依据。发病率是测量易患性平均值的依据。3、遗传度遗传度 (heritability)多基因病的易患性由遗传因素多基因病的易患性由遗传因素和环境因素共同引起，其中遗传因素和环境因素共同引起，其中遗传因素所起作用的相对大小称为遗传度（所起作用的相对大小称为遗传度（heritability）。）。遗传度提供的其他信息：遗传度提供的其他信息：若通过患者同胞发病率计算的遗传若通过患者同胞发病率计算的遗传度高于其他亲属发病率计算的遗传度，度高于其他亲属发病率计算的遗传度，或者遗传度超过或者遗传度超过100%，则提示单基因，则提示单基因遗传病的可能性。遗传病的可能性。三三 复发风险的一般规律复发风险的一般规律 1、遗传度高低；遗传度高低；2、患者亲属级别：一级亲属的发病率、患者亲属级别：一级亲属的发病率 为群体发病率的开方值为群体发病率的开方值;3、家庭中患者数量家庭中患者数量;4、患者病情严重程度；、患者病情严重程度；5、近亲婚配；近亲婚配；6、性别。性别。第二节第二节 多基因病的研究方法多基因病的研究方法 当前对多基因病的研究，主要是当前对多基因病的研究，主要是 寻找疾病的主基因寻找疾病的主基因，或易感基因，或易感基因，并试图阐明其遗传机制。并试图阐明其遗传机制。主要方法：主要方法：关联分析关联分析 (association study)(association study)连锁分析连锁分析 (linkage analysis)(linkage analysis)基因组筛查基因组筛查 (genomic scanning)(genomic scanning)候选基因研究候选基因研究 (candidate gene studystudy)一、关联分析一、关联分析 (association study)(association study)比较比较患者组与对照组某遗传标患者组与对照组某遗传标记出现的记出现的频率频率，从而判断遗传标记，从而判断遗传标记与疾病关系的研究方法。与疾病关系的研究方法。关联分析，选择与疾病代谢有关的蛋白或酶的关联分析，选择与疾病代谢有关的蛋白或酶的基因作为基因作为候选基因候选基因，在其，在其位置已知位置已知的情况下，的情况下，首先选取该基因内部或附近的多态性位点作为遗传标记。首先选取该基因内部或附近的多态性位点作为遗传标记。然后进行病例然后进行病例-对照研究，比较病例组与对照组在对照研究，比较病例组与对照组在遗传标记位点等位基因出现的频率，如果遗传标记遗传标记位点等位基因出现的频率，如果遗传标记位点的频率在病例组和对照组有显著差异，则该标记位点的频率在病例组和对照组有显著差异，则该标记与疾病关联。与疾病关联。对于复杂性状的多基因病，关联分析较连锁分析对于复杂性状的多基因病，关联分析较连锁分析更为有效。因为关联分析研究对象是病人和正常人，更为有效。因为关联分析研究对象是病人和正常人，无需家系资料；且更容易找出只有微弱效应的基因；无需家系资料；且更容易找出只有微弱效应的基因；即使显示关联的标记不是造成疾病的变异，但很可能即使显示关联的标记不是造成疾病的变异，但很可能与变异连锁。因此关联分析更适合于多基因遗传模式。与变异连锁。因此关联分析更适合于多基因遗传模式。若差异极为显著，则遗传标记与疾病关联。若差异极为显著，则遗传标记与疾病关联。表明有三种可能：表明有三种可能：1、遗传标记与致病基因座不在一、遗传标记与致病基因座不在一 条染色体上；条染色体上；2、遗传标记与致病基因座在一遗传标记与致病基因座在一 条染色体上；条染色体上；3、遗传标记本身即致病基因座（与、遗传标记本身即致病基因座（与 疾病的发生机理有直接的关系）。疾病的发生机理有直接的关系）。遗传标记主要是微卫星遗传标记主要是微卫星DNA（STR）和）和单核苷酸多态性（单核苷酸多态性（SNP）。）。二、连锁分析二、连锁分析 (linkage analysis)(linkage analysis)连锁分析是分析两基因在染色体上连锁分析是分析两基因在染色体上相互关系的方法，通常是应用已知位点相互关系的方法，通常是应用已知位点的遗传标记，在患者家系中进行分析，的遗传标记，在患者家系中进行分析，从而确定该致病基因在染色体上的粗略从而确定该致病基因在染色体上的粗略位置。位置。连锁分析，是确定两个遗传标记或者更多遗传标记之间的物理关系，以确定致病基因的位置。它根据生殖细胞减数分裂时，染色体发生交换和重组的原理，如果标记与特定基因位于不同的染色体，那么向子代传递时，它们将会发生自由分离；反之，如果标记与特定基因位于同一染色体且相距较近，在传递过程中，它们将不会发生自由分离，而呈现共分离的现象（行为一致）。利用这个原理，如发现某个标记物与疾病存在（很强的）连锁关系，则可将疾病相关基因确定在和该遗传标记（非随机）共同传递的区域。该方法的好处是它将致病基因限定在一个小的范围内，以便进一步寻找引起疾病的突变。不足之处是，不能直接发现致病基因，且很难收集到合适的大家系。所以在探索多基因病相关基因的应用中受到一定限制。三、基因组筛查三、基因组筛查 (genomic scanning)(genomic scanning)是指在不需要事先了解该基因位置、生物学功是指在不需要事先了解该基因位置、生物学功能、致病机制的情况下，利用高密度的多态性标记，通能、致病机制的情况下，利用高密度的多态性标记，通过全基因组扫描，划定与疾病相关的易感区域，再在此过全基因组扫描，划定与疾病相关的易感区域，再在此区域内选择适当的多态性标记精细扫描，然后根据连锁区域内选择适当的多态性标记精细扫描，然后根据连锁分析的方法，评价疾病与标记物的相关性，从而定位与分析的方法，评价疾病与标记物的相关性，从而定位与疾病相关的染色体区域或致病基因。疾病相关的染色体区域或致病基因。其流程如下：其流程如下：1、家系收集及基因组、家系收集及基因组DNA提取；提取；2、微卫星标记或、微卫星标记或SNP标记的选择；标记的选择；3、标记的引物合成和、标记的引物合成和PCR扩增；扩增；4、电泳检测（基因分型）；、电泳检测（基因分型）；5、等位片段分析（通过电脑）；、等位片段分析（通过电脑）；6、基因组扫描综合分析：、基因组扫描综合分析：计算计算LODSLODS值值（两基因（两基因 非随机出现的概率与随机出现的概率之比，非随机出现的概率与随机出现的概率之比，再取对数），再取对数），若某个标记的若某个标记的LODS值大于值大于3 （比值大于（比值大于103），即可肯定标记与致病基因），即可肯定标记与致病基因 连锁，进而将致病基因定位在标记所在区域内。连锁，进而将致病基因定位在标记所在区域内。全基因组筛查：全基因组筛查：选择并使用覆盖选择并使用覆盖23条条染色体上的、密度适当的遗传标记，结合家系染色体上的、密度适当的遗传标记，结合家系进行分析；进行分析；部分基因组筛查：部分基因组筛查：选择并使用覆盖选择并使用覆盖某一条染色体或其部分区段上的、密度适当某一条染色体或其部分区段上的、密度适当的遗传标记，结合家系进行分析。的遗传标记，结合家系进行分析。四、四、候选基因研究候选基因研究(candidate gene study)基于对代谢途径的认识基于对代谢途径的认识(已知代谢途径），已知代谢途径），选择关键酶的基因选择关键酶的基因,作为疾病的候选基因作为疾病的候选基因,研究研究 其编码顺序或非编码顺序与疾病的关系。其编码顺序或非编码顺序与疾病的关系。即即 研究患者中该基因的编码序列是否有基因突变；研究患者中该基因的编码序列是否有基因突变；非编码序列是否有多态性位点基因与调控关联非编码序列是否有多态性位点基因与调控关联 或与调控连锁。或与调控连锁。确认或排除候选基因是否致病基因。确认或排除候选基因是否致病基因。进而可能克隆疾病基因，用于基因诊断或进而可能克隆疾病基因，用于基因诊断或 药物生产。药物生产。综上所述，目前对于多基因病易感综上所述，目前对于多基因病易感基因的研究，主要有两种方法：基因的研究，主要有两种方法：1、候选基因策略的关联分析；、候选基因策略的关联分析；2、全基因组扫描的连锁分析。、全基因组扫描的连锁分析。比较：比较：对于多基因病而言，关联分析可能对于多基因病而言，关联分析可能比连锁分析更有效。因为关联分析相对于连锁分比连锁分析更有效。因为关联分析相对于连锁分析析更易找到只有很微小效应的基因更易找到只有很微小效应的基因。而且不需要。而且不需要很难找到的家系。很难找到的家系。结论：结论：关联分析更适合于多基因遗关联分析更适合于多基因遗 传的模式。传的模式。对几种方法作选择时需要考虑的因素：对几种方法作选择时需要考虑的因素：家系、样本数、经费、已有资源、家系、样本数、经费、已有资源、研究时间、疾病等。研究时间、疾病等。第三节第三节 糖尿病的分子遗传学糖尿病的分子遗传学 糖尿病（糖尿病（diabetes mellitus，DM)，乃多基因病，乃多基因病复杂性复杂性的代表。是继肿瘤、心血管疾病之后第的代表。是继肿瘤、心血管疾病之后第3位位严重威胁严重威胁人类健康的重大疾病。全世界约有人类健康的重大疾病。全世界约有1.5亿亿多患者，其研究多患者，其研究已经成为世界性的难题。已经成为世界性的难题。可分为：可分为：胰岛素依赖性糖尿病（胰岛素依赖性糖尿病（IDDM）I 型糖尿病型糖尿病 T1DM 非胰岛素依赖性糖尿病（非胰岛素依赖性糖尿病（NIDDM）II型糖尿病型糖尿病 T2DM 占占 90%发病率：发病率：城市近城市近10%；农村农村3%。糖尿病，其遗传机制的复杂性历来糖尿病，其遗传机制的复杂性历来是遗传学家头痛的问题。是遗传学家头痛的问题。from headache to nightmare.一、当前研究方法：一、当前研究方法：1、候选基因法、候选基因法 确定一个或数个在糖代谢中起重要作用的酶的基因，确定一个或数个在糖代谢中起重要作用的酶的基因，在群体或家系中研究这个基因与发病的关系。在群体或家系中研究这个基因与发病的关系。研究患者中该研究患者中该基因的编码序列基因的编码序列是否有是否有突变突变；非；非编码序列是否有编码序列是否有多态性位点与基因调控关联或连锁多态性位点与基因调控关联或连锁（不平衡）（不平衡）。以确认是否致病基因。以确认是否致病基因。候选基因有：候选基因有：醛糖还原酶基因（醛糖还原酶基因（AR）、）、血管紧张素血管紧张素转换酶基因（转换酶基因（ACE）、）、血管紧张素原基因（血管紧张素原基因（AGT）、）、一氧化氮合成酶基因（一氧化氮合成酶基因（NOS）、）、葡萄糖激酶基因（葡萄糖激酶基因（GCK）、）、胰岛素基因、胰岛素基因、胰岛素受体基因等。胰岛素受体基因等。2、遗传标记排除作图法遗传标记排除作图法（连锁分析法）（连锁分析法）寻找与糖尿病发病相关的分子遗传学标记。寻找与糖尿病发病相关的分子遗传学标记。通常对糖尿病家系进行连锁分析，确定或排除通常对糖尿病家系进行连锁分析，确定或排除某一区段与糖尿病的尚未知的致病基因连锁。某一区段与糖尿病的尚未知的致病基因连锁。这是对未知代谢途径研究的有效方法。这是对未知代谢途径研究的有效方法。以上两种方法，既有区别，也有联系。以上两种方法，既有区别，也有联系。I 型糖尿病相关基因位点比较肯定，型糖尿病相关基因位点比较肯定，主要有：主要有：IDDM115。II 型糖尿病相关基因位点正在进行大型糖尿病相关基因位点正在进行大量量研究，现已报道的阳性重复位点主要有：研究，现已报道的阳性重复位点主要有：20q12-13 、1q21-23、12p13、7q21 等。等。二、主要候选基因或基因位点二、主要候选基因或基因位点（一）（一）HLA IIHLA II类抗原基因与类抗原基因与 T1DM T1DM 的关联的关联 1 1、HLAHLA基因谱基因谱 HLAHLA是多基因家族中的超基因，位于是多基因家族中的超基因，位于6 6号染色体短号染色体短臂。见示意图。臂。见示意图。复等位基因数：复等位基因数：IIII类基因区有类基因区有4 4个亚区，每个亚区的等位基因数个亚区，每个亚区的等位基因数 分别是：分别是：DPDP区区6 6个、个、D D区区2626个、个、DQDQ区区9 9个、个、DRDR区区2020个。个。一条染色体上的每个亚区内都各有多个一条染色体上的每个亚区内都各有多个、链链 基因，基因产物为糖蛋白。分别由各亚区基因，基因产物为糖蛋白。分别由各亚区、基因基因 合成合成和和链，再形成非共价二聚体。链，再形成非共价二聚体。2 2、HLA-DR HLA-DR 和和 HLA-DQ HLA-DQ 与与 T1DM T1DM 的关联的关联（1 1）DR3DR3、DR4DR4、DRw6 DRw8DRw6 DRw8与与 T1DM T1DM 关联。关联。（2 2）DQDQ基因区与基因区与 T1DM T1DM 的相关性比的相关性比DRDR基因区更强。基因区更强。例如，例如，0.2%0.2%的美国人为的美国人为 T1DM T1DM 所困，而携带所困，而携带DR3DR3和和DR4DR4的白人发病率是正常人的的白人发病率是正常人的2020倍。倍。（3 3）DQ DQ 基因可能决定基因可能决定 T1DM T1DM 的易感性和耐受性。的易感性和耐受性。（4 4）可能有某单倍型的几个位点共同参与了）可能有某单倍型的几个位点共同参与了 T1DMT1DM 的易感性。的易感性。（二）其它（二）其它1 1型糖尿病的易感位点型糖尿病的易感位点 IDDM2 IDDM2 胰岛素基因胰岛素基因 IDDM3 15q26 IDDM3 15q26 IDDM4 D11S1253-1374 IDDM4 D11S1253-1374 IDDM5 6q25 IDDM5 6q25与雌激素受体基因连锁与雌激素受体基因连锁 IDDM6 18S478 IDDM6 18S478 IDDM7 2q31(IDDM7 2q31(谷氨酸脱羧酶抗体基因）谷氨酸脱羧酶抗体基因）IDDM8 6q25-27 IDDM8 6q25-27 IDDM9 IDDM9 IDDM10 D10S193-588 IDDM10 D10S193-588 IDDM11 14q24.3-q31D14S67 IDDM11 14q24.3-q31D14S67与糖尿病连锁与糖尿病连锁 IDDM12 D2S272(2q33)IDDM12 D2S272(2q33)（细胞毒素相关因子）（细胞毒素相关因子）IDDM13 D2S164IDDM13 D2S164（2q24)2q24)IDDM15 6q21(IDDM15 6q21(与与HLAHLA连锁）连锁）虽已报道虽已报道1515个易感位点，但还会有新个易感位点，但还会有新 位点发现。还需要进行研究以便确认或排位点发现。还需要进行研究以便确认或排除。还需进一步精细定位，进而克隆易感除。还需进一步精细定位，进而克隆易感基因，阐明易感基因的生物学功能。基因，阐明易感基因的生物学功能。（三）胰岛素基因（三）胰岛素基因 人胰岛素基因位于人胰岛素基因位于11p15,由由1355bp组成组成，包包括括3个外显子和个外显子和2个内含子。个内含子。5侧翼区是调节顺侧翼区是调节顺序，启动子位于第一个外显子上游序，启动子位于第一个外显子上游25bp处，第处，第一外显子上游一外显子上游168bp258bp之间的顺序为增之间的顺序为增强强子。子。该基因区称为该基因区称为IDDM2。胰岛素是最为保守的生物大分子之一，哺乳胰岛素是最为保守的生物大分子之一，哺乳类动物之间的胰岛素基因结构差异很小。类动物之间的胰岛素基因结构差异很小。人胰岛素基因突变很少发生在编码区，因此，人胰岛素基因突变很少发生在编码区，因此，胰岛素基因突变不是糖尿病的主要病因。胰岛素基因突变不是糖尿病的主要病因。在胰岛素基因在胰岛素基因5侧翼区，在距转录起始点侧翼区，在距转录起始点363bp处，有一个处，有一个高度变异区（高度变异区（INS 5HVR），），其重复单其重复单位位为为14bp(ACAGGGGTGTGGGG),可将其作为一个可将其作为一个遗传标记。遗传标记。按此按此HVR的长度，可将其分为三型等位基因的长度，可将其分为三型等位基因型等位基因：小于型等位基因：小于600bp 600bp 重复重复4040多次多次型等位基因：型等位基因：600-1600bp 600-1600bp 重复重复8080多次多次型等位基因：型等位基因：1600-2470bp 1600-2470bp 重复重复160160多次多次 三型基因按孟德尔方式传递，人群中存三型基因按孟德尔方式传递，人群中存在六种基因型：在六种基因型：/在欧美（高加索人种），糖尿病患者在欧美（高加索人种），糖尿病患者型等位基因的频率显著高于对照。型等位基因的频率显著高于对照。（四）胰岛素受体基因（四）胰岛素受体基因 胰岛素作用于靶细胞需要胰岛素受体与胰岛素作用于靶细胞需要胰岛素受体与之结合。胰岛素受体是一种质膜糖蛋白，之结合。胰岛素受体是一种质膜糖蛋白，它由连接胰岛素的两个它由连接胰岛素的两个亚单位和具有亚单位和具有酪氨酸激酶活性的两个酪氨酸激酶活性的两个亚单位组成。亚单位组成。胰岛素受体基因突变使受体与胰岛素的胰岛素受体基因突变使受体与胰岛素的结合性降低，产生靶细胞抵抗胰岛素的现象，结合性降低，产生靶细胞抵抗胰岛素的现象，这主要是这主要是 T2DM T2DM 的特征。的特征。总之，胰岛素受体基因突变可导致糖尿病，总之，胰岛素受体基因突变可导致糖尿病，但基因的保守性，决定其也不是糖尿病的主要原但基因的保守性，决定其也不是糖尿病的主要原因。因。（五）葡萄糖激酶（五）葡萄糖激酶（GCKGCK）基因）基因 GCKGCK存在于肝脏和胰岛的存在于肝脏和胰岛的细胞，细胞，GCKGCK对对血糖的调节如下图：血糖的调节如下图：血糖（血糖（-）血糖血糖（+）细胞葡萄糖细胞葡萄糖感受器感受器（胰岛（胰岛GCKGCK）胰岛素胰岛素（+）肝葡萄糖感受器肝葡萄糖感受器（+）（肝（肝GCKGCK）如果如果GCKGCK活性降低，正常代谢平衡出现活性降低，正常代谢平衡出现紊乱，则导致血糖增高，引起糖尿病。紊乱，则导致血糖增高，引起糖尿病。1 1、GCKGCK基因结构及多态性基因结构及多态性 GCKGCK基因定位于基因定位于7p13,7p13,由由1212个外显子，个外显子，1111个内含子组成。这个内含子组成。这1212个外显子从个外显子从5 5向向3 3方向方向依次命名为依次命名为1 1B B、1H1H、1C1C、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8、9 9、1010，其中其中1 1B B仅出现在胰岛细胞，而仅出现在胰岛细胞，而1 1H H和和1 1C C仅出现于肝细胞，其他外显子在两种仅出现于肝细胞，其他外显子在两种组织内相同。组织内相同。这种组织特异性是由基因这种组织特异性是由基因的的特异特异启动子所决定的，即组织不同启动子启动子所决定的，即组织不同启动子不同，在不同，在GCKGCK基因的不同部位转录，基因的不同部位转录，形成各自特异的形成各自特异的GCKmRNAGCKmRNA。在在GCKGCK基因区基因区3 3端处，发现端处，发现3 3个个（GCGC）n n、2 2个（个（GAGA）n n 不连续串联重复不连续串联重复序列，即序列，即GCKGCK微卫星微卫星DNADNA多态性标志之一，多态性标志之一，称为称为GCK-1GCK-1。现发现现发现GCK-1GCK-1含有七个等位基因，将含含有七个等位基因，将含195bp195bp的的等位基因命名为等位基因命名为Z Z，其他六种分别为，其他六种分别为Z+2Z+2、Z+4Z+4、Z+6Z+6、Z+8Z+8、Z+10Z+10、Z-15Z-15。它们的不同之处就在于上。它们的不同之处就在于上述不连续双核苷酸重复序列长度不同，如述不连续双核苷酸重复序列长度不同，如Z+2Z+2含含197bp,Z-15197bp,Z-15含含180bp,180bp,依此类推。依此类推。2 2、GCKGCK基因与基因与 T2DM T2DM 的关联的关联 美国黑人美国黑人Z+4Z+4等位基因与等位基因与 T2DM T2DM 关联，关联，可看成该人群可看成该人群 T2DM T2DM 的遗传标记。的遗传标记。毛里求斯人毛里求斯人Z+2Z+2等位基因与等位基因与 T2DM T2DM 关联。关联。白人、印第安人白人、印第安人Z Z等位基因与等位基因与 T2DM T2DM 负关联。负关联。3 3、GCKGCK基因突变与基因突变与MODYMODY型糖尿病型糖尿病 目前已知，目前已知，GCKGCK基因突变是基因突变是MODYMODY的病因一：的病因一：GCKGCK基基因第七外显子发生无意义突变（因第七外显子发生无意义突变（Glu-279-AM),Glu-279-AM),即即谷氨酸谷氨酸-提前终止，或发生错义突变（提前终止，或发生错义突变（Gly-261-Gly-261-Arg),-Arg),即谷氨酰胺即谷氨酰胺-精氨酸。突变的精氨酸。突变的GCKGCK改变了与改变了与葡萄糖的亲合力，还引起细胞的葡萄糖的亲合力，还引起细胞的ATP/ADPATP/ADP比值改变，干比值改变，干扰了胰岛素的分泌，导致扰了胰岛素的分泌，导致MODYMODY发生。发生。（六）（六）NOS基因基因 一氧化氮作为细胞信号传递的信使是一氧化氮作为细胞信号传递的信使是近年近年来生命科学的重要成就，一氧化氮来生命科学的重要成就，一氧化氮（NOS）合）合成酶基因与糖尿病的关系应受到关注。成酶基因与糖尿病的关系应受到关注。人类人类NOS由多个基因编码，可分为诱由多个基因编码，可分为诱导型导型（iNOS）、神经元型（）、神经元型（nNOS）和内皮）和内皮细胞型细胞型（eNOS）。）。NOS是内源性是内源性NO生成的限速酶。影响生成的限速酶。影响NOS基因转录、翻译基因转录、翻译的因素都可以影响的因素都可以影响NO的生成。的生成。iNOS定位于定位于17cenq11.2区域，长约区域，长约37kb，包含，包含26个外显子。个外显子。nNOS定位于定位于12q24.2-24.31,长约长约120kb，有，有28个外显子。个外显子。eNOS定位于定位于7q35-36，长约，长约21kb,有有26个外显子。个外显子。在糖尿病微血管并发症鼠中发现在糖尿病微血管并发症鼠中发现eNOS表表达下降，达下降，iNOS表达增加。表达增加。iNOS基因启动子区的一个多态性位点可基因启动子区的一个多态性位点可能与欧洲人的能与欧洲人的2型糖尿病相关。型糖尿病相关。在南非，观测到在南非，观测到nNOS基因的基因的7、9等位基等位基因在因在2型糖尿病患者中显著增多。型糖尿病患者中显著增多。在在eNOS基因中发现四种突变可能影响糖基因中发现四种突变可能影响糖尿病的微血管并发症。尿病的微血管并发症。我们研究了中国汉族人我们研究了中国汉族人iNOS基因和基因和eNOS基基因微卫星因微卫星DNA各等位基因与各等位基因与2型糖尿病的型糖尿病的关系。关系。发现发现iNOS基因基因(CCTTT)14和和(CCTTT)15与与DM负相关；负相关；eNOS基因（基因（CA）34与与DM正相关。正相关。对对DM及其并发症发生机制有了新的认识。及其并发症发生机制有了新的认识。有必要进一步研究正常人群和有必要进一步研究正常人群和DM及微血管及微血管病变患者病变患者NOS基因编码区的差异。基因编码区的差异。单核苷酸多态性（单核苷酸多态性（SNPs）是稳定）是稳定的分子标志，基因编码区的的分子标志，基因编码区的SNPs可引可引起密码子改变，导致氨基酸变化并改变起密码子改变，导致氨基酸变化并改变酶蛋白的构象，致使原有功能丧失或降酶蛋白的构象，致使原有功能丧失或降低。拟进行低。拟进行NOS基因的分子流行病学研基因的分子流行病学研究。究。三、三、IDDMIDDM与与NIDDMNIDDM的遗传流行病学的遗传流行病学 对于多基因病的基因分离，首先要回答对于多基因病的基因分离，首先要回答有多少基因参与，是否有主基因的作用。有多少基因参与，是否有主基因的作用。流行病学研究表明，流行病学研究表明，IDDMIDDM和和NIDDMNIDDM都很可都很可能有主基因的作用。能有主基因的作用。主基因到哪里去寻找呢？主基因到哪里去寻找呢？要从大量的适合分析的患者家系中去要从大量的适合分析的患者家系中去寻找。家系中有较多的患者，其遗传背景寻找。家系中有较多的患者，其遗传背景又相近，应用分子生物学方法，有可能找又相近，应用分子生物学方法，有可能找到糖尿病的相关基因。到糖尿病的相关基因。因此，家系是国家的重要遗传学资源，因此，家系是国家的重要遗传学资源，国家对此进行严格的归口管理。国家对此进行严格的归口管理。IDDMIDDM已经找到许多相关基因位点。已经找到许多相关基因位点。NIDDMNIDDM的研究进展缓慢。的研究进展缓慢。据计算，据计算，IDDMIDDM的的ss值值（同胞患病率（同胞患病率/群体群体患病率）可达患病率）可达15以上，而以上，而NIDDM的的ss值值较低（有的仅较低（有的仅3.5)3.5)。在不同地区、不同民族，某些家系的在不同地区、不同民族，某些家系的NIDDMNIDDM的的ss值可能较高，有望构成值可能较高，有望构成NIDDMNIDDM的的亚型。亚型。因此，对这些家系的核心家系，判明遗因此，对这些家系的核心家系，判明遗传方式后，可用遗传标记进行连锁分析，传方式后，可用遗传标记进行连锁分析，排除或确认标记位点与排除或确认标记位点与NIDDMNIDDM的连锁关系，的连锁关系，从而为基因定位和克隆提供依据。从而为基因定位和克隆提供依据。基因研究要有适合的家系。基因研究要有适合的家系。“找到好的家系如同发掘到宝藏找到好的家系如同发掘到宝藏”这种说法这种说法并不夸张。可选择以下方法寻找易感基因：并不夸张。可选择以下方法寻找易感基因：1 1、大家系的连锁分析、大家系的连锁分析 2 2、大量核心小家系的连锁分析、大量核心小家系的连锁分析 3 3、患者同胞对分析、患者同胞对分析 其它多基因病的分子遗传学研究策略其它多基因病的分子遗传学研究策略与糖与糖尿病的研究相似。尿病的研究相似。多数是多数是候选基因候选基因(candidate gene)研究；研究；其余是应用疾病家系资源进行其余是应用疾病家系资源进行排除作图排除作图或或部分基因组扫描（部分基因组扫描（genomic scanning)研究。研究。谢谢大家大家。