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研究发现一组与2型糖尿病相关的代谢基因
【字体: 大 中 小 】 时间:2003年08月06日 来源:
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[生物通讯]由波士顿儿童医院Joslin糖尿病研究中心信息学计划进行的一项遗传学研究发现了一组与2型糖尿病有关的基因,证明这些基因的活动在糖尿病发育之前就已经发生了改变。这项研究发表在7月期的《美国科学院院刊》上。
由Joslin中心基因组学实验室主任、内分泌学学家Mary-Elizabeth Patti博士领导的研究小组想要识别出糖尿病人以及高危病人中发生改变的基因。为此,他们利用生物芯片技术同时测定美籍墨西哥人的肌肉组织中超过7,000个基因的活性。墨西哥人是一个糖尿病高危民族。研究人员比较了3组受试者:糖尿病人、健康的非糖尿病人和糖尿病高危病人(家庭成员中有糖尿病患者)。
“了解哪些基因在糖尿病产生之前被打开或关闭,这是攻克糖尿病难题的一个关键。”Patti博士解释说。
比较结果显示,两个基因--PCG1-alpha和PCG1-beta在糖尿病人和高危病人中活动都减弱,也就是表达降低。这两个基因表达水平的降低似乎导致更大一组基因活动的减弱,这组基因与脂肪和糖类的代谢有关。这些基因编码线粒体中的蛋白,线粒体在细胞的能量代谢中起着至为关键的作用。这些基因表达水平的降低可能助长了机体的胰岛素抵抗力,使细胞丧失正确利用胰岛素的能力,这是2型糖尿病的第一大代谢缺陷。
研究人员是利用生物信息学技术从最初测定的7,000个基因中筛选出这些相关基因的。研究小组还利用统计分析方法调整了各种技术误差,如研究使用的芯片技术和扫描技术等。
研究人员首先比较了糖尿病人和非糖尿病人的基因表达模式,发现两组人有187个基因存在表达差异。接下来,他们又比较了非糖尿病人与高危病人的基因表达模式,发现166个基因的表达存在差异。进一步分析发现,55个基因在两个比较组中都出现,也就是说它们的活动在糖尿病人和糖尿病高危病人中都发生了改变。
“这55个基因极有价值,应该进行进一步研究。”Butte博士认为。“有趣的是我们发现这些基因表达的变化在糖尿病确诊之间就已经发生了。这告诉我们糖尿病产生的过程可能是一个连续统一体。”
通过对这组基因进行反复检查、综合其它医学研究数据、以及进行合理推测,Patti 博士意识到这些发生改变的基因中有许多编码的是线粒体蛋白,大多数受另一已知基因NRF-1的调控。这就引出了研究PCG-1 alpha 和 beta这两个基因的线索,这两个基因与NRF-1 一道工作,可能是许多对胰岛素抵抗力和糖尿病而言十分重要的代谢基因的总控制器。
“这些信息十分激动人心,因为它们为验证这些基因在糖尿病发育中的作用指明了方向。”Patti博士称。“更重要的是,如果我们能识别出糖尿病高危病人,找到防止这些基因表达改变的途径,我们就找到了预防和治疗糖尿病的更佳方法。”(生物通编译)