강한 가족력을 갖는 한국인 조기발병 2형 당뇨병환자에서 hepatocyte nuclear factor-1α유전자의 다형성

Abstract

[한글]인슐린 비의존성 당뇨병(non-insulin-dependent diabetes mellitus; NIDDM)의 한 아형인 maturity onset diabetes of young(MODY)은 25세 이전에 발병하고 상염색체 우성유전으로 2대 이상의 가족력이 있고 췌장 베타세포의 기능이상을 보이는 질환이다. MODY는 제 2형 당뇨병의 1-3%를 차지한다고 알려져 있고 현재까지 5종류가 알려져 있다. MODY3은 MODY중 가장 흔한 형태로 12번 염색체의 hepatocyte nuclear factor-1 (HNF-1 ) 유전자의 돌연변이에 의해 발생한다. HNF-1 유전자의 돌연변이는 여러 인종에 있어서 MODY의 발병원인이 된다고 알려져 있지만 이 유전자의 돌연변이가 어떠한 기전에 의하여 MODY를 유발하는가에 대해서는 아직 확실히 밝혀지지 않은 상태이다. 본 연구는 본원에서 치료중인 제2형 당뇨병 환자 중 40세 이전에 발병하고 3대 이상의 강한 가족력이 있는 환자에서 HNF-1 의 돌연변이 유무를 보고 그 유병율을 밝히고자 하였다. 대상 환자 및 정상대조군의 말초혈액을 채취하여 genomic DNA를 추출하고 HNF-1 유전자의 promotor 및 exon 1 - 10 부위를 polymerase chain reaction을 수행하여 DNA를 증폭시킨 후 DNA sequencing을 수행하였다. 유전자 분석결과 정상대조군 10명 중 2명에서 exon 1의 17번째 코오돈이 CTC에서 CTG로 치환되었고 환자군에서는 12명 중 5명에서 같은 치환이 일어났으나 아미노산은 leucine으로 변화 없는 silent mutation이었다. 또한 exon 1의 27번째 코오돈인 ATC가 CTC로의 치환은 정상군에서는 일어나지 않았으나 환자군에서는 12명중 5명에서 치환이 일어났다. 아미노산은 isoleucine에서 leucine으로 변한 missense mutation이었다. Exon 7의 459번째 코오돈이 CTG에서 TTG로 변화되는 것이 정상군은 2예, 환자군은 3예가 관찰되었다. 역시 silent mutation으로 아미노산은 leucine으로 변화하지 않았다. 그러나 exon 7의 487번째 코오돈이 AAC에서 AGC로 바뀌어 아미노산이 asparagine에서 serine으로 바뀌는 missense mutation이 정상군에서 5예, 환자군에서 2예가 관찰되었다. 다른 exon 및 promotor 부위에서는 돌연변이가 관찰되지 않았다. 이상의 결과로 볼 때 대상 환자군에서 exon 1 및 exon 7에서 silent mutation과 missense mutation이 일어났으나 의미있는 돌연변이가 아닌 유전자 다형성(polymorphism)이었다. 본 연구에서는 한국인에서 조기발병 당뇨병환자의 병인으로써 HNF-1 유전자의 돌연변이를 관찰할 수 없어 한국인 조기발병 당뇨병환자에서 당뇨병 병인으로 HNF-1 유전자의 역할은 크지 않을 것으로 추론된다.

[영문]Non-insulin-dependent diabetes mellitus(NIDDM) affects 2-6% of the world population and is the major cause of morbidity and mortality of the old. Maturity-onset diabetes of the young(MODY) is a genetically heterogeneous subtype of NIDDM characterized by early onset, usually before 25 years of age, autosomal dominant inheritance and primary defect in insulin secretion. MODYs occur world wide and would account for about 2 to 5% of all cases of type II diabetes. To the date five MODY genes have been identified, MODY 1 to MODY5. There are many studies that HNF-1 mutation is the most common cause of MODY3. This study was carried out to reveal whether HNF-1 gene is the common cause of early-onset type II diabetes and MODY in Korean population.

Method : Members of 12 pedigrees with MODY and early-onset of NIDDM were selected for the mutation detection. All of these families have at least two members with NIDDM diagnosed before the age of 40 years, and diabetes was inherited as an autosomal dominant trait with at least two generations of diabetic subjects. Genomic DNAs were extracted from whole-blood samples. The 10 exons and promotor of HNF-1 gene were amplified by polymerase chain reaction ( PCR ) using genomic DNA from each subject with sequence-specific primers (Nature 384: 455-458, 1996). The PCR products were electrophoresed on an 1% agarose gel and the DNA bands were excised and sequenced.

Result : In codon 17 of exon 1, 2 of 10 control subjects and 5 of 12 patients, have nucleotide replacement in which CTC nucleotide is replaced by CTG. But both CTC and CTG code same amino acid leucine, in other word, silent mutation(P=0.277). In codon 27 of exon 1, 5 patients have silent mutation in which codon ATC is replaced by CTC and amino acid change from isoleucine to leucine. There was no mutation in codon 27 of exon 1 in control group(P=0.020), but this is a known polymorphism site and is not a new site. In exon 7, codon 459 have silent mutation (CTG TTG) in 2 of control group and 3 of patient group(P=0.781). Both codon code leucine. Another missense mutation was observed in codon 487 of exon 7. Nucleotide AAC is replced by AGC. AAC codes asparagine and AGC codes serine. This mutation was observed in 5 control subjects and 2 patients.

Conclusion : There was no significant or new mutation in HNF-1 gene in this study. Therefore it could be concluded that HNF-1 gene is not the major cause of early onset type 2 DM in Korea.