Diabetes Mellitus riskinde HNF1A-gen İlişkisi

Diabetes Mellitus riskinde HNF1A-gen İlişkisi

Diabetes Mellitus riskinde
HNF1A-gen İlişkisi
UZM. DR SELVIHAN BEYSEL
Selvihan Beysel1, Ferda Alparslan Pınarlı2, Muhammed Yunus Alp2, Özgür Özçelik1, Müyesser
Saykı Arslan1, Esra Tutal1, Ahmet Yeşilyurt2, Erman Çakal1, Tuncay Delibaşı3
1Endokrinoloji
ve Metabolizma Kliniği, Dışkapı Yıldırım Beyazıt Eğitim ve Araştırma Hastanesi,
Ankara, Türkiye
2
Genetik Araştırma Merkezi, Dışkapı Yıldırım Beyazıt Eğitim ve Araştırma Hastanesi, Ankara,
Türkiye
3
İç Hastalıkları, Tıp Fakültesi (Kastamonu), Hacettepe Üniversitesi, Ankara, Türkiye
Giriş
Hepatosit nükleer faktör 1α (HNF1A), glukoz metabolizması ve adacık
gelişiminde rolü olan bir transkripsiyon faktörüdür.
Pankreas ß-hücresi gelişimi ve fonksiyonları için gereklidir.
Nadir mutasyonları tip 3 maturity-onset-diabetes of the young (MODYmonogenik diyabet)’e neden olur.
Yang, Y., Zhou, T.-C., Liu, Y.-Y., Li, X., Wang, W.-X., Irwin, D.M., and Zhang, Y.-P. (2016). Identification of HNF4A Mutation p.T130I and HNF1A
Mutations p.I27L and p.S487N in a Han Chinese Family with Early-Onset Maternally Inherited Type 2 Diabetes. J. Diabetes Res. 2016, 3582616.
Tip 2 diyabetes mellitus (T2DM) heterojen poligenetik bir hastalıktır
T2DM patogenezinde HNF1A- genin rolü araştırılmaktadır
HNF1A-gendeki sık varyasyonların, T2DM gelişimine neden olabileceği
düşünülmektedir
Genome-wide-association (GWA) çalışmalarında HNF1α genin
bulunduğu kromozom 12q24 ile T2DM arasında ilişki gösterilmiş.
Yang, Y., Zhou, T.-C., Liu, Y.-Y., Li, X., Wang, W.-X., Irwin, D.M., and Zhang, Y.-P. (2016). Identification of HNF4A Mutation p.T130I and HNF1A
Mutations p.I27L and p.S487N in a Han Chinese Family with Early-Onset Maternally Inherited Type 2 Diabetes. J. Diabetes Res. 2016, 3582616.
HNF1A genin klasik T2DM gelişimine etkisiyle ilgili çelişki veriler
bildirilmiştir.
Beyaz ırkta yapılan GWA çalışmasında sık varyasyonlar ile (p
I27L, p A98V ve p S487N) ile bozulmuş glukoz toleransı ve T2DM
arasında ilişki gösterilememiştir.
Morita, K., Saruwatari, J., Tanaka, T., Oniki, K., Kajiwara, A., Otake, K., Ogata, Y., and Nakagawa, K. (2015). Associations between the common
HNF1A gene variant p.I27L (rs1169288) and risk of type 2 diabetes mellitus are influenced by weight. Diabetes Metab. 41, 91–94.
Amaç
HİPOTEZ: HNF1A gende mutasyonlar monogenik diyabete neden
olduğuna göre, aynı gende ortak varyasyonlar monogenik diyabet
dışında, erken başlangıçlı T2DM gelişimine de katkıda bulunabilir.
Türk popülasyonu’nda DM-related HNF-1A gen varyasyonu (diabetsusceptibility gene) tanımlanmamıştır.
Çalışmanın amacı, Türkiye’de HNF1A-gen varyasyonları ile erken-başlangıçlı T2DM
gelişim riski arasındaki ilişkiyi incelemektir
Yöntem
Kesitsel vaka-kontrol çalışması
2012-2015 tarihleri arasında, Dışkapı YB EAH-Endokrinoloji ve
Metabolizma Kliniği’ne başvurmuş,
ADA kriterine göre DM tanısı konmuş,
MODY şüphesi olan 432 hasta çalışmaya alındı.
Çalışmaya dahil edilme kriterleri
Erken başlangıçlı T2DM tanısı olan bireyler
C-peptid konsantrasyonu ≥ 0.3 nmol/l
GAD antikor negatif
DM başlangıç yaşı < 35 yaş
Tanıdan sonra en az 2 yıl insulin ihtiyacı olmamış
Ailede MODY aile hikayesi olmayan
Tip 1 DM olmayan
Gamboa-Meléndez, M.A., Huerta-Chagoya, A., Moreno-Macías, H., Vázquez-Cárdenas, P., Ordóñez-Sánchez, M.L., Rodríguez-Guillén, R., Riba, L., RodríguezTorres, M., Guerra-García, M.T., Guillén-Pineda, L.E., et al. (2012). Contribution of common genetic variation to the risk of type 2 diabetes in the Mexican
Mestizo population. Diabetes 61, 3314–3321.
Holmkvist, J., Cervin, C., Lyssenko, V., Winckler, W., Anevski, D., Cilio, C., Almgren, P., Berglund, G., Nilsson, P., Tuomi, T., et al. (2006). Common variants in HNF1 alpha and risk of type 2 diabetes. Diabetologia 49, 2882–2891.
Çalışmaya dahil edilme kriterleri
Kontrol grubu
T2DM gelişme ihtimalini azaltabilmek için,
Sağlıklı
Normoglisemik (glukoz ≤ 100 mg/dl)
Yaş ≥ 45
Hb1Ac < 5.7 %
Birinci-derece akrabası T2 DM olmayan bireyler
Gamboa-Meléndez, M.A., Huerta-Chagoya, A., Moreno-Macías, H., Vázquez-Cárdenas, P., Ordóñez-Sánchez, M.L., Rodríguez-Guillén, R., Riba, L., RodríguezTorres, M., Guerra-García, M.T., Guillén-Pineda, L.E., et al. (2012). Contribution of common genetic variation to the risk of type 2 diabetes in the Mexican
Mestizo population. Diabetes 61, 3314–3321.
Holmkvist, J., Cervin, C., Lyssenko, V., Winckler, W., Anevski, D., Cilio, C., Almgren, P., Berglund, G., Nilsson, P., Tuomi, T., et al. (2006). Common variants in
HNF-1 alpha and risk of type 2 diabetes. Diabetologia 49, 2882–2891.
356 erken başlangıçlı-T2DM
262 kontrol çalışmaya alındı
Çalışmadan çıkarılanlar
Tip 1 DM tanısı olan 4 hasta
Genetik olarak MODY tanısı doğrulanmış (HNF4α, GCK, HNF-1α, IPF-1, HNF-1ß ve
NEUROD1) 46 hasta
Geç-başlangıçlı T2DM (DM başlangıç yaşı ≥ 45) olan 26 hasta
Gamboa-Meléndez, M.A., Huerta-Chagoya, A., Moreno-Macías, H., Vázquez-Cárdenas, P., Ordóñez-Sánchez, M.L., Rodríguez-Guillén, R., Riba, L., Rodríguez-Torres, M.,
Guerra-García, M.T., Guillén-Pineda, L.E., et al. (2012). Contribution of common genetic variation to the risk of type 2 diabetes in the Mexican Mestizo population. Diabetes
61, 3314–3321.
Holmkvist, J., Cervin, C., Lyssenko, V., Winckler, W., Anevski, D., Cilio, C., Almgren, P., Berglund, G., Nilsson, P., Tuomi, T., et al. (2006). Common variants in HNF-1 alpha and
risk of type 2 diabetes. Diabetologia 49, 2882–2891.
Biyokimyasal ve antropometrik ölçümler
Boy, kilo, vücut kitle indeksi, bel-kalça oranı, sistolik ve diastolik kan basıncı ölçümü yapıldı.
VKI > 30 kg/m2 olan bireylere obezite tanısı kondu (WHO kriteri).
12 saat açlık sonrası plazma ve serum örneği kanı alındı ve - 80°C’de buzdolabında saklandı.
Örneklerden glukoz, HbA1c, trigliserid, LDL-C, HDL-C, total kolesterol, C-peptid, Anti-GAD
antikoru, anti-insülin antikoru, anti-adacık antikoru çalışıldı
Genotip tayini
HNF1A I27L (rs1169288)
HNF1A A98V (rs1800574)
HNF1A S487N (rs2464196) Tekli Nükleotid
Polimorfizmleri (SNPs)
HNF1A-genin Genotip Tayini
Genetik analiz Dışkapı YB EAH-Genetik Tanı Merkezi’nde yapıldı.
Genomik DNA hastalara ait periferik kandan, ticari DNA izolasyon kiti
DNA Isolation Kit for Mammalian Blood (Roche Diagnostics, Indianapolis,
IN, USA) kullanılarak izole edildi.
Her bir polimorfizm için genotip tayini Real-Time PCR tabanlı
fluorescence-based allele-specific PCR assay kiti, KASPar (KBiosciences,
Hoddesdon, UK) kullanılarak, Rotor-Gene Q Real-Time Cycler (Qiagen,
Germany) cihazında yapıldı.
HNF1A-gen Polimorfizmleri (TNPs)
S487N (rs2464196) için (T/C) T riskli alel
A98V (rs1800574) için (T/C) T riskli alel
I27L (rs1169288) için (G/T), G riskli alel
Dominant modelde incelendi
İstatiksel analiz
TNP’ler alel frekansı (q) veya kopya sayısı çeşitliliği
varyasyonu (prevalans) ile gösterildi.
Çalışmanın gücü > 0.60
Bulgular
HNF1A-genin Minor Alel Frekansı (MAF)
Riskli
Alel
Örneklemin
MAF (q)
1000 genome popülasyonun
MAF (q)
p
S487N (rs2464196)
T
0.43
0.31*
0.15
A98V (rs1800574)
T
0.15
0.02**
0.01
I27L (rs1169288)
G
0.45
0.29***
0.03
*S487N için
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/S
NP/snp_ref.cgi?rs=2464196
**A98V için
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/S
NP/snp_ref.cgi?rs=1800574
***I27L için
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/S
NP/snp_ref.cgi?rs=1169288
Kontrol ve erken başlangıçlı diyabetik bireylerin özellikleri
Kontrol (n=262)
Diyabet (n=330)
p
Kadın (%)
48.8
47.8
0.238
Obez (%)
19.8
31.5
0.021
Ailede diyabet hikayesi (%)
32
97.4
0.018
S487N varyasyonu (%)
60.6
72.6
0.011
A98V varyasyonu (%)
16.3
48.9
0.001
I27L varyasyonu (%)
69.8
77.2
0.076
Kontrol (n=262)
Diyabet (n=330)
p*
Yaş (yıl)
49.18±3.38 (45-67)
27.07±5.23 (22-48)
<0.001
Diyabet tanı yaşı (yıl)
-
20.52±5.06 (5-34)
-
Vücut kitle indeksi (kg/m2)
27.01±3.29 (19.10-36.73)
29.01±7.06 (24.31-37.13)
0.735
Bel-kalça oranı
0.81±0.7 (0.75-0.9)
0.83±0.05 (0.7-0.9)
0.618
Sistolik KB (mmHg)
124.70±11.15
125.45±11.74
0.983
Diyastolik KB (mmHg)
76.64±7.21
77.04±6.48
0.985
Açlık glukoz (mg)
80.68±9.37
161.18±70.57
<0.001
HbA1c (%)
5.31±0.10 (5.0-5.5)
8.25±2.22 (5.1-11.5)
<0.001
C-peptid
-
2.36±0.96 (0.3-4.58)
-
Total kolesterol (mg/dl)
159.18±27.68
184.35±30.32
0.001
Trigliserid (mg/dl)
99.51±51.64
182.22±100.55
0.004
LDL-C (mg/dl)
96.90±20.75
113.03±27.81
0.003
HDL-C (mg/dl)
51.33±16.96
43.54±10.64
0.012
Univaryasyon analizi
S487N ve I27L birliktelik göstermektedir (r=0.319, p=0.001)
A98V ile tanı yaşı arasında negatif korelasyon (r=- 0.314, p=0.001)
Multivaryasyon analizi
S487N
Yaş ve BMI düzeltmesi
A98V
Yaş ve BMI düzeltmesi
I27L
Yaş ve BMI düzeltmesi
Diyabet
Genotipi (%)
Kontrol
Genotipi (%)
OR
95 % CI
p
72.6
60.6
48.9
16.3
77.2
69.8
1.57
1.25
2.14
1.73
1.13
1.06
1.18-2.63
1.05-2.58
1.36-2.85
1.19-2.63
0.65-1.47
0.71-1.58
0.011
0.016
0.001
0.005
0.076
0.653
S487N ve A98V varyasyonu, DM gelişim riski ile ılımlı ilişkilidir,
bu ilişki BMI ve yaş ile düzeltme yapıldıktan sonra devam
etmektedir.
S487N ve A98V varyasyonu, DM ile bağımsız ilişkilidir.
Diyabet tanı yaşı tek bağımsız prediktif faktördür (ß=- 1.198,
95 % CI 1.14-1.42, p<0.05) (Cox&snell R2 = 0.40).
Tartışma
Çalışmamızla uyumlu, Alman-Avusturya DPV-Database çalışmasında;
I27L polimorfizmi özellikle geç başlangıçlı (> 60 yaş) ve kilolu
bireylerde T2DM gelişimi ile ilişkili
A98V ve S487N birlikteliği erken başlangıçlı diyabet (ortalama 10.9
yaş) ile ilişkili
Awa, W.L., Thon, A., Raile, K., Grulich-Henn, J., Meissner, T., Schober, E., Holl, R.W., and DPV-Wiss. Study Group (2011). Genetic and clinical
characteristics of patients with HNF1A gene variations from the German-Austrian DPV database. Eur. J. Endocrinol. Eur. Fed. Endocr. Soc. 164, 513–
520.
I27L ve S487N (ek olarak A98V) varyasyonu;
Glukoz-uyarılmış insulin sekresyonu/insulin direncinde azalma
Pankreas ß-hücre fonksiyonu/transkripsiyon aktivitesinde azalma
T2DM gelişme riskinde artma ile ilişkili
Winckler, W., Burtt, N.P., Holmkvist, J., Cervin, C., de Bakker, P.I.W., Sun, M., Almgren, P., Tuomi, T., Gaudet, D., Hudson, T.J., et al. (2005). Association of common variation in the HNF1alpha
gene region with risk of type 2 diabetes. Diabetes 54, 2336–2342.
Chiu, K.C., Chuang, L.M., Ryu, J.M., Tsai, G.P., and Saad, M.F. (2000). The I27L amino acid polymorphism of hepatic nuclear factor-1alpha is associated with insulin resistance. J. Clin.
Endocrinol. Metab. 85, 2178–2183.
Holmkvist, J., Cervin, C., Lyssenko, V., Winckler, W., Anevski, D., Cilio, C., Almgren, P., Berglund, G., Nilsson, P., Tuomi, T., et al. (2006). Common variants in HNF-1 alpha and risk of type 2
diabetes. Diabetologia 49, 2882–2891.
Bergman, B.C., Howard, D., Schauer, I.E., Maahs, D.M., Snell-Bergeon, J.K., Eckel, R.H., Perreault, L., and Rewers, M. (2012). Features of hepatic and skeletal muscle insulin resistance unique
to type 1 diabetes. J. Clin. Endocrinol. Metab. 97, 1663–1672.
A98V ile T2DM arasında belirgin ilişki yok
Heterozigot A98V varyasyonu, insulin sekresyonunda azalma
ve insulin direnci ile ilişkili
Homozigot A98V varyasyonu bireylerde bulunmamış
Bergman, B.C., Howard, D., Schauer, I.E., Maahs, D.M., Snell-Bergeon, J.K., Eckel, R.H., Perreault, L., and
Rewers, M. (2012). Features of hepatic and skeletal muscle insulin resistance unique to type 1 diabetes. J.
Clin. Endocrinol. Metab. 97, 1663–1672.
HNF1A polimorfizmde, HNF1A mutasyonuna göre,
genetik yatkınlık ile birlikte çevresel faktörlerin (diyet
ve fiziksel aktivite) diyabet manifestasyonları üzerine
daha fazla etkisi vardır
Awa, W.L., Thon, A., Raile, K., Grulich-Henn, J., Meissner, T., Schober, E., Holl, R.W., and DPV-Wiss. Study Group (2011).
Genetic and clinical characteristics of patients with HNF1A gene variations from the German-Austrian DPV database. Eur.
J. Endocrinol. Eur. Fed. Endocr. Soc. 164, 513–520.
Çalışmamızda, varyasyonların güçlü genetik etkisi gösterilemedi.
Genetik incelenme yapılmamış gen lokusu
Çevresel faktörler-gen etkileşimi
Gen-gen etkileşiminin rolü olabilir
Winckler, W., Burtt, N.P., Holmkvist, J., Cervin, C., de Bakker, P.I.W., Sun, M., Almgren, P., Tuomi, T., Gaudet, D.,
Hudson, T.J., et al. (2005). Association of common variation in the HNF1alpha gene region with risk of type 2
diabetes. Diabetes 54, 2336–2342.
Limitasyonlar
Vaka-kontrol çalışma
Örneklem büyüklüğünün az olması
Bireysel varyasyonların sınırlı etkisinin gösterilememesi
Kodlanmayan bölgelerdeki varyasyonların incelenmesi
Varyasyonlar arasındaki genetik karşılıklı etkileşimin bilinmemesi
Sonuç
Türk popülasyonunda, HNF1A gen-S487N ve A98V varyasyonu,
monogenik diyabet olmayan erken başlangıçlı T2DM ile bağımsız
ilişkilidir.
Diyabet gelişim riski üzerine, çevresel ve genetik faktörlerin ötesinde,
HNF1A gen- S487N ve A98V varyasyonun katkısı olabilir.
T2DM gelişimi üzerinde genetik faktörlerin ilişkisini araştıracak
popülasyon çalışmalarına ihtiyaç vardır.
Genotip-fenotip korelasyonu
Genotipik riskli diyabet varyasyonları
Gen-gen ve gen-çevre etkileşimleri
Diyabetin patofizyolojisi aydınlatılacaktır
TEŞEKKÜRLER