한국인 인슐린 비의존형 당뇨병 및 이차성 당뇨병 환자에서 글루코키나제 유전자 변이

Abstract

[한글]

인슐린 비의존형 당뇨병은 인슐린의 상대적인 결핍과 인슐린 저항성에 의하여 발생하는 것으로 환경적 요인과 함께 유전적 요소가 같이 관여하여 발병한다. 하지만 정확한 유전양식이나 유전인자에 대해서는 아직 정확히 밝혀져 있지 않다. 현재까지 포도당 대사 및 인슐린 분비에 관계되는 여러 유전자에 대해 연구가 진행되어 많은 돌연변이를 밝혀내었으나 인슐린 비의존형 당뇨병의 원인 중 일부만이 설명되고 있을 뿐이다. 이 중에서 글루코키나제 유전자는 인슐린 비의존형 당뇨병을 일으키는 유전자의 하나로 생각되고 있는데 이는 인슐린 저항성과 인슐린 분비 장애를 일으킬 수 있기 때문이다. 본 연구에서는 인슐린 비의존형 당뇨병 환자 39명, 신이식후 당뇨병 환자 58명, 임신성 당뇨병 환자 2명 및 정상 대조군 45명 등 144명에 대해 글루코키나제의 엑손을 단일쇄 변이분석 방법으로 일차 검사를 하였다, 이때 이상이 있는 엑손은 염기서열을 확인하였으며 돌연변이의 존재가 확인된 환자의 경우, 그 가족도 돌연변이 유. 무에 대해 분석함으로써 한국인에게 있어 인슐린 비의존형 당뇨병, 임신성 당뇨병 및 신이식후 당뇨병에서 글루코키나제 돌연변이와의 연관성과 그 유전양상에 대하여 분자생물학적 접근을 시도하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. 단일쇄 변이분석에 변이를 보인 사람은 환자군에서 4명, 대조군에서 2명이었으며 염기서열 확인 결과 엑손 5에 3명, 인트론 7에 1명이었고 정상 대조군에서는 엑손 10에는 변이가 없었으며 인트론 9에 1명 있었다.

2. 신이식후 발생한 당뇨병 환자에서는 58예 중 2예(3.2%)에서 엑손 5, 1예에서 인트론 7에 변이가 관찰되었고 임신성 당뇨병 환자 1예에서 엑손 5에 변이가 관찰되었다.

3. 엑손 5에 나타난 단일쇄 변이분석에 나타난 3명의 변이는 모두 동일한 형태로 관찰되었으며 이 중 1예에서 유전자 염기서열을 시행한 결과 코오돈 164번째 CTT가 CCT(leucine→proline)로 치환되는 돌연변이가 확인되었다. 엑손 5에 돌연변이를 갖고있는 신이식

후 당뇨병 환자의 가족들도 단일쇄 변이분석을 시행하였는데 그의 가족 2명에서 같은 변이가 관찰되었다.

4. 신이식후 당뇨병 환자에서 단일쇄 변이분석상 인트론 7에 변이는 유전자염기서열을 확인한바 엑손 7의 3' 끝으로 부터 39 염기 떨어진 곳에 Base C/T의 삽입이 관찰되었다.

5. 정상 대조군 45예에서 단일쇄 변이분석을 시행하여 그중 2예(엑손 9와 엑손 10부위)에서 변이가 발견되었다. 하지만 염기서열 확인 결과 엑손 10에서는 염기서열 이상이 발견되지 않았으며 엑손 9 부위는 염기서열 분석결과 엑손 9의 3' 끝으로 부터 51 염기가

떨어진 인트론에서 G→C로 치환된 염기서열 이상이 관찰되었다. 하지만 이 부위는 정상인에서도 발견되는 변이로 알려져 있다.

이상의 결과를 고려할 때 한국인 인슐린 비의존형 당뇨병 및 신이식후 당뇨병에서 글루코키나제의 유전적 돌연변이는 주요한 병인은 아닐 것으로 생각되나 이차성 당뇨병의 병인은 될 수 있을 것으로 생각되며 향후 이를 규명하기 위해서는 계속적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.

[영문]

Non-insulin-dependent diabetes mellitus that affects more than 3% of the world population huts been developed by a relative insulin secretion deficiency and insulin resistance, and is associated with environmental factors and genetic factor. But the mode of transmission and genetic factor for non-insulin-dependent diabetes mellitus has net been established. Investigation of candidate genes associated with glucose metabolism and insulin secretion has revealed dozen mutations so far. However, these mutations explain only a minor part of the causes of NIDDM(non-insulin-dependent diabetes mellitus). Glucokinase is among the few candidate genes because its defect might affect both insulin secretion and insulin resistance. To investigate the possible relationship between mutations of glucokinase and NIDDM, GDM(gestational diabetes mellitus), or PTDM(polt-renal transplantation diabetes mellitus) in Koreans, we screened mutation over all 12 exons of glucokinase gene in 39 NIDDM patients, 58 PTDM patients, 2 GDM, and 45 normal controls by PCR-SSCP (polymerase chain reaction-single strand conformation polymorphism), and then we identified the sequences of exons with abnormal bands in SSCP. We also screened their families with identified mutations. Following results were obtained.

1. Seven of 144 subjects(4.9%) had mutations on SSCP which were found in exon 5(4 patients), 7, 9, and 10.

2. One of 35 NIDDM patients(2.6%), two of 58 PTDM patients(3.2%), and one of 2 GDM had mutations on exon 5, and one of PTDM patients had mutation on intron 7.

3. There was the same form on the SSCP of exon 5 of mutant band in PTDM, GDM and NIDDM. The mutation substituted CCT(proline) for CTT(leucine) at codon 164. The family of PTDM with mutations of exon 5 were analyzed by PCR followed by SSCP, and two of the family had same mutation.

4. The polymorphism on the SSCP analysis of exon 7 of PTDM patient was located 39th nucleotide in intron 7, and had the insertion of base C/T. Two of the family had same band on SSCP.

5. The 45 normal controls were also analyzed by PCR followed by SSCP and had 2 mutant bends on exon 9 and 10. Mutation of G→C located 9th nucleotide in intron 9 was identified, but the mutant band of exon 10 had no sequence variation.

We conclude that the prevalence of structural mutations in the glucokinase gene responsible for NIDDM and PTDM appears to be rare among Korean patients.