全外顯子測(cè)序在新生兒糖尿病研究中的應(yīng)用.pdf

1、目的
　　 新生兒糖尿?。∟eonatal Diabetes Mellitus，NDM）通常是指出生后半年內(nèi)發(fā)生的糖尿病，是一種罕見疾病，常以單基因模式遺傳。迄今報(bào)導(dǎo)的致病基因己將近20種，均與胰島B細(xì)胞相關(guān)，如KCNJ11、ABCC8、INS、GCK等，但仍有30％左右的患者未找到相應(yīng)的致病基因。NDM患者通常需要終身胰島素治療，但近期研究顯示鉀通道(KATP)基因ABCC8和KCNJ11突變的患者大多可以早期用口服磺脲類藥物

2、成功替代胰島素治療。因此基因診斷對(duì)于NDM的治療也有一定的指導(dǎo)意義。
　　 全外顯子測(cè)序(Whole exomese quencing)技術(shù)的引入使得單基因疾病的研究有了極大的突破。外顯子區(qū)域起著調(diào)控和編碼蛋白質(zhì)的重要功能，與遺傳表型相關(guān)的功能性變異也大多位于外顯子區(qū)，因此自2009年此技術(shù)開展以來，已經(jīng)成功找到了數(shù)百種孟德爾疾病的未知致病基因，目前它也逐漸被用于復(fù)雜疾病易感基因的篩選研究。本研究旨在利用全外顯子測(cè)序探索NDM的

3、未知致病基因。
　　 對(duì)象和方法
　　 1．挑選病例
　　 我們首先用普通測(cè)試法對(duì)本中心的33名NDM患者進(jìn)行了最常見致病基因(KCNJ11/ABCC8/INS/GCK)的測(cè)序分析，排除了己知致病基因者（共8名）。在剩余25名患者中挑選了具有遺傳規(guī)律且癥狀典型的姐弟兩名患者，但父母血糖水平正常。對(duì)此小家系共四人進(jìn)行了全外顯子測(cè)序。數(shù)據(jù)分析采用了兩條思路。
　　 2．?dāng)?shù)據(jù)分析：
　　 思路一：來自同

4、一家系的兩名患兒在相似的極低年齡發(fā)展為同一種疾病，最有可能的致病原因是遺傳（稱為猜想1），由于父母均不患病，考慮為常染色體隱性遺傳模式，繼而按照姐弟由同一種致病基因（猜想1.1）和兩種不同致病基因（猜想1.2）突變所致兩種情況來統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。另外也不能完全排除兩名患兒分別新發(fā)突變的情況（猜想2），但其發(fā)生率極低，暫不予考慮。
　　 思路二：NDM的已知致病基因均與胰島B細(xì)胞相關(guān)，按照功能分為與胰腺發(fā)育相關(guān)，與胰島B細(xì)胞團(tuán)數(shù)量相關(guān)及與

5、胰島素分泌相關(guān)三類。推測(cè)未知致病基因也極有可能與B細(xì)胞相關(guān)。我們進(jìn)行了文獻(xiàn)檢索列出所有可能的B細(xì)胞相關(guān)基因，逐個(gè)分析，列出每個(gè)成員的突變基因及位點(diǎn)，再分析得出可能的致病基因。
　　 3．驗(yàn)證
　　 在NCBI上對(duì)此候選基因編碼的蛋白進(jìn)行了功能和結(jié)構(gòu)的檢索，并完善了家系成員與此基因相關(guān)的臨床資料和生化檢查。
　　 結(jié)果：
　　 思路一結(jié)果：猜想1.1：沒有一個(gè)共同基因符合常染色體隱性遺傳模式。猜想1.2:由

6、于致病基因不同，將四人家系分成兩個(gè)小家系分析，即弟弟家系（包含弟弟和父母）及姐姐家系（包含姐姐及父母）。在兩家系中分別統(tǒng)計(jì)得到10個(gè)(SIPA1L1、SIPA1L3、OBSCN、KIAA0430、SERINC2、MS4A14、P2RX5、TRIM52、MAMDC2、PCSK1)和4個(gè)（KRTAP5-10、DCPIB、MAGI1、SLC28A1)候選基因，綜合基因功能和SIFT預(yù)測(cè)結(jié)果，得出PCSK1可能是NDM新的責(zé)任基因，但此基因不能

7、解釋姐姐的發(fā)病情況，需要進(jìn)一步的驗(yàn)證。
　　 思路二結(jié)果：檢索并逐個(gè)分析所有B細(xì)胞相關(guān)基因，得出家系中有三個(gè)基因(CDKAL1，THADA，PCSK1)存在突變，只有PCSK1符合孟德爾疾病遺傳模式。
　　 總結(jié)：PCSK1可能是NDM的一種新的責(zé)任基因。該基因編碼一種胰島素原加工酶，調(diào)節(jié)胰島素的合成，PCSK1突變與肥胖及高胰島素原血癥相關(guān)。
　　 結(jié)論：
　　 本研究旨在通過全外顯子測(cè)序?qū)ふ襈DM的未