研究背景:随着经济发展和生活方式变化,全球糖尿病患者数量不断上升,年轻群体中糖尿病的患病率也呈上升趋势;糖尿病存在多种类型,近年来科技水平的进步使糖尿病各型之间的鉴别诊断更加便捷和精准。其中,青少年发病的成年型糖尿病(MODY)作为一种单基因糖尿病在年轻群体糖尿病中占一定比例.MODY存在多个亚型,每个亚型具有相关的独特致病基因,其中MODY 7型糖尿病的致病基因为一种锌指转录因子KLF11,KLF11的GW-572016表达产物可以与胰岛素启动子结合以促进胰岛素基因的表达,KLF11缺陷是青少年发病的成年型糖尿病7型(MODY7)的病因。KLF11基因突变鲜有报道,迄今为止,KLF11新位点突变c.1381C>T的临床特点与功能研究无相关报道,本研究针对此突变进行家系临床特点分析及基因功能验证,为特殊类型糖尿病的临床诊疗提供理论和实践指导。研究方法:收集先证者及其家系中部分成员的临床资料,对先证者、先证者的父母、先证者患糖尿病的一位弟弟进行全外显子基因测序以大体获得家系中存在的突变基因及突变位点,同时进行位点验证以判断先证者携带突变基因的来源。根据关键可疑Weed biocontrol致病的突变基因构建野生型及突变型质粒,进行质粒转染,通过蛋白质印记、实时PCR用来分析突变基因自身表达的变化;通过双荧光素酶报告基因实验分析基因突变后对胰岛素启动子活性的影响;通过葡萄糖刺激的胰岛素分泌实验(GSIS)用来分析在高浓度或低浓度葡萄糖刺激下,携带KLF11野生型或突变型质粒的β细胞系中胰岛素分泌量的差异。使用ImageJ软件对蛋白电泳条带图进行灰度值的测定并得到相应数值;使用Prism9软件对所有细胞实验数据进行分析并制作图表,P<0.05被认为差异具有统计学意义。研究结果:全外显子基因测序提示先证者存在KLF11(c.1381C>T)基因杂合突变,属于新位点突变,为无义突变,导致第461位编码精氨酸的密码子变为终止密码子,临床意义未明确。先证者的母亲同样存在此基因的杂合变异,先证者的父亲及患糖尿病的弟弟未发现此突变。此外在先证者的母亲及先证者的弟弟还发现HNF-1α基因突变;先证者、先证者的母亲还同时存在CCR5基因突变,先获悉更多证者、先证者的母亲、先证者患有糖尿病的弟弟还存在NPHP4基因突变。使用携带野生型和突变型KLF11基因的质粒转染MIN6细胞(小鼠胰岛β细胞瘤细胞)后进行蛋白电泳,发现KLF11自身蛋白合成减少;进一步进行浓度梯度的质粒转染,此现象仍明显存在。使用携带野生型和突变型KLF11基因的质粒转染293A细胞进行双荧光素酶基因报告试验,发现KLF11(c.1381C>T)对胰岛素启动子的转录激活作用较KLF11野生型下降。此外,利用胰岛β细胞研究KLF11(c.1381C>T)在高浓度及低浓度葡萄糖环境下分泌胰岛素的量是否发生变化,实验结果提示KLF11突变后可导致MIN6细胞分泌胰岛素量下降,且在葡萄糖浓度较高时胰岛β细胞中胰岛素分泌量下降更明显。研究结论:本研究涉及KLF11新位点突变c.1381C>T,此突变与该家系中糖尿病的发生(先证者及母亲一方)相关。细胞实验证明该突变使KLF11对胰岛素基因的转录促进作用减小;存在该突变时,胰岛β细胞分泌胰岛素的能力下降,可导致先证者糖尿病的发生。