2型糖尿病是环境和遗传因素共同作用所致的复杂疾病。环境因素中高热量饮食、肥胖及缺乏体力活动等均为2型糖尿病的危险因素。而遗传学的研究表明,2型糖尿病是多基因遗传性疾病。味觉受体信号传导家族系列基因,味觉受体家族1,成员2（Tas1r2）和味觉受体家族1,成员3（Tas1r3）基因位于染色体1p36-1p32—糖尿病侯选遗传子座上,是最近被认定的G蛋白偶联受体家族成员。其表达的蛋白质分别为味觉受体家族1,成员2（T1R2）及味觉受体家族1,成员3（T1R3）,均为具有7个跨膜位点的G蛋白偶联受体蛋白。研究表明,T1R3与T1R2以二聚体的形式相互作用,构成甜味受体,T1R3与T1R1以二聚体的形式相互作用,构成鲜味（氨基酸味）受体。瞬时受体电位阳离子通道5（TRPM5）是一种新近从味觉细胞中克隆的基因,属于电压调节性、选择性Ca²⁺激活的,单价阳离子通道。是甜味,苦味及鲜味共同的下游信号传导途径。除味觉细胞外,TRPM5广泛表达于肝脏,脑,视网膜,胃,小肠,胸腺,心,肺,脾,肾等。2003年8月,Dirk等发现,TRPM5表达于胰岛β细胞上,提示TRPM5可能与胰岛素的释放和作用有关。许多研究显示甜味受体的功能的变化可能与代谢性疾病有关。但目前关于味觉受体基因与糖尿病的关系尚无报道。本研究测定了味觉信号传导受体系列基因Tas1r2,Tas1r3及TRPM5基因多型性（SNPs）在正常人及糖尿病人中的变化,旨在进一步探讨Tas1r2,Tas1r3及TRPM5单核苷酸基因多型性（SNPs）与糖尿病的关系。目的检测Tas1r2基因多型性及在2型糖尿病中的作用,旨在发现Tas1r2的基因变异与2型糖尿病发生发展的关系。实验对象和方法一、对象1.2型糖尿病组（DM组）:298例,男154例,女144例,平均年龄61.4±14.0岁。无亲缘关系。为東北大学大学院医学研究科分子代谢病態学分野,糖尿病代谢科门诊及住院的2型DM患者。糖尿病的诊断标准符合WHO1999年糖尿病诊断标准。2.老年对照组:148例,男53例,女95例,平均年龄70.9±8.2岁。符合下列标准:60岁以上,无糖尿病,HbAlc＜5.6%,三级以内的亲属中无糖尿病患者。3.糖耐量正常组（NGT组）:308例,男191例,女117例,平均年龄53.2±9.5岁。为每年来日本仙台市厚生病院及石卷市厚生病院进行常规健康检查者。糖耐量检测方法为75g口服葡萄糖法。4.所有的实验均经参与者的同意并有书面的参与实验同意书。所有实验的原始记录及人类基因分析的资料均通过東北大学伦理委员会的审查和批准并得到保护。二、方法1.基因组DNA的提取用QIhamp DNA mini Kit从10ml外周血细胞中提取DNA。2.单核苷酸多型性（SNPs）的确定为扩增Tas1r2基因编码区及外显子-内含子交界区的DNA序列,我们将Tas1r2基因分割成10个片段并设计了一组引物进行PCR反应。然后分别从5’端和3’端对16例糖尿病人（男9例,女7例,平均年龄60.4±13.9岁）和16例老年对照组（男10例,女6例,平均年龄70.9±8.2岁）的DNA从两个方向进行测序,以确定总的SNPs。最后,选择编码区的多型性进行大规模的基因型分析。3.Tas1r2的基因型分析:Tas1r2的基因型分析用直接测序法。结果一、Tas1r2基因编码区上的基因多型性在Tas1r2基因的编码区,共发现了13个SNPs,其中,5个无氨基酸置换,8个有氨基酸置换。二、与老年对照组及NGT组比较,糖尿病人Tas1r2基因950C（317A）基因多型性的变化与老年对照组比较,糖尿病人Tas1r2基因950C（317A）的基因频率及等位基因频率显著增高（p=0.021,p=0.02）。与NGT组比较,糖尿病人Tas1r2基因950C（317A）的基因频率及等位基因频率显著增高（p=0.00034,p=0.0003）。Tas1r2基因其他多型性的基因频率及等位基因频率在糖尿病组,老年对照组及NGT组无显著差异。三、NGT组950C（317A）基因型与血浆葡萄糖,胰岛素及胰岛素生成指数的关系进一步的研究表明,在NGT组,具有950C（317A）基因型的人群口服葡萄糖后30 min,60 min及90 min的血糖值显著高于950G基因型的人群（p=0.027,p=0.036,p=0.022）;具有950C（317A）等位基因型的人群口服葡萄糖后30 min,60 min及90 min的血糖值显著高于950G等位基因型的人群（p=0.027,p=0.037,p=0.02）。具有950C（317A）基因型的人群口服葡萄糖后60 min及90 min的胰岛素值显著高于950G基因型的人群（p=0.019,p=0.016）;具有950C（317A）等位基因型的人群口服葡萄糖后60 rain及90 min的胰岛素值显著高于950G等位基因型的人群（p=0.018,p=0.016）。具有950C（317A）基因型的人群的胰岛素生成指数（葡萄糖负荷后30分胰岛素上升值与血糖上升值之比）显著低于950G基因型的人群（0.98±1.34 vs.0.64±0.16,p:0.00026）;具有950C（317A）等位基因型的人群,胰岛素生成指数显著低于950G等位基因型的人群（0.97±1.3 vs.0.64±0.16,p=0.00002）。结论1.在Tas1r2基因的编码区,共发现了13个SNPs,其中5个无氨基酸置换,8个有氨基酸置换。2.Tas1r2基因950C（317A）基因型可能与糖尿病的发生有关。3.Tasr2基因950C（317A）基因型可能影响葡萄糖负荷后胰岛素的早期分泌。4.Tasr2基因可能是糖尿病发病的候选基因。第二部分Tas1r3单核苷酸基因多型性（SNPs）与2型糖尿病的关系目的检测Tas1r3基因多型性及在2型糖尿病中的作用,旨在发现Tas1r3的基因变异与2型糖尿病发生发展的关系。实验对象和方法一、对象1.2型糖尿病组（DM组）:363例,男187例,女176例,平均年龄64.4±11.3岁。元亲缘关系。为東北大学大学院医学研究科分子代谢病態学分野,糖尿病代谢科门诊及住院的2型DM患者。糖尿病的诊断标准符合WHO1999年诊断标准。2.老年对照组:180例,男65例,女115例,平均年龄70.9±7.9岁。符合下列标准:60岁以上,无糖尿病,HbAlc＜5.6%,三级以内的亲属中无糖尿病患者。3.糖耐量正常组:164例,男102例,女62例,平均年龄55.4±10.0岁。为每年来日本仙台市厚生病院及石卷市厚生病院进行常规健康体检者。糖耐量检测方法为75g口服葡萄糖法。4.所有的实验均经参与者的同意并有书面的参与实验同意书。所有实验的原始记录及人类基因分析的资料均通过東北大学伦理委员会的审查和批准并得到保护。二、方法1.基因组DNA的提取用QIAamp DNA mini Kit从10ml外周血细胞中提取DNA。2.单核苷酸多型性（SNPs）的确定为扩增Tas1r3基因编码区及外显子-内含子交界区的DNA序列,我们将Tas1r3基因分割成14个片段并设计了一组引物进行PCR反应。然后分别从5’端和3’端对16例糖尿病人（男9例,女7例,平均年龄60.4±13.9岁）和16例老年对照组（男10例,女6例,平均年龄70.9±8.2岁）的DNA从两个方向进行测序,以确定总的SNPs。最后,选择编码区的多型性进行大规模的基因型分析。3.Tas1r3的基因型分析:Tas1r3的基因型分析用直接测序法。结果一、Tas1r3基因编码区上的基因多型性在Tas1r3基因的编码区,共发现了14个SNPs,其中,4个位于启动子,5个无氨基酸置换;5个有氨基酸置换。二、与老年对照组及NGT组比较,糖尿病人Tas1r3单核苷酸基因多型性的变化与老年对照组比较,糖尿病组Tas1r3基因上所有的的SNPs基因频率无显著差异;与老年对照组比较,糖尿病组Tas1r3基因上所有的SNPs的等位基因频率无显著差异。三、Tas1r3基因C757R（Cys75Arg）多型性与血浆葡萄糖,胰岛素,HO-MA（R）胰岛素抵抗指数及胰岛素生成指数无关。结论1.在Tas1r3基因的编码区,存在14个单核苷酸多型性,其中,4个位于启动子,5个无氨基酸置换,5个有氨基酸置换。2.Tas1r3单核苷酸基因多型性与糖尿病的发生发展可能无关。第三部分瞬时受体电位阳离子通道5（TRPM5）单核苷酸基因多型性与2型糖尿病的关系目的检测TRPM5基因多型性及在2型糖尿病中的作用,旨在发现TRPM5的基因变异与2型糖尿病发生发展的关系。实验对象和方法一、对象1.2型糖尿病组（DM组）:360例,男184例,女176例,平均年龄63.4±15.0岁。无亲缘关系。为東北大学大学院医学研究科分子代谢病態学分野,糖尿病代谢科门诊及住院的2型DM患者。糖尿病的诊断标准符合WHO诊断标准。2.老年对照组:182例,男110例,女72例,平均年龄71.9±7.5岁。符合下列标准:60岁以上,元糖尿病,HbAlc＜5.6%,三级以内的亲属中无糖尿病患者。3.糖耐量正常组:177例,男109例,女68例,平均年龄55.4±10.0岁。为每年来日本仙台市厚生病院及石卷市厚生病院进行常规健康体检者。糖耐量检测方法为75g口服葡萄糖法。4.所有的实验均经参与者的同意并有书面的参与实验同意书。所有实验的原始记录及人类基因分析的资料均通过東北大学伦理委员会的审查和批准并得到保护。二、方法1.基因组DNA的提取用QIAamp DNA mini Kit从10ml外周血细胞中提取DNA.2.单核苷酸多型性（SNPs）的确定为扩增TRPM5基因编码区及外显子-内含子交界区的DNA序列,我们将TRPM5基因分成24个片段并设计了一组引物进行PCR反应。然后分别从5’端和3’端对16例糖尿病人（男9例,女7例,平均年龄60.4±13.9岁）和16例老年对照组（男10例,女6例,平均年龄70.9±8.2岁）的DNA从两个方向进行测序,以确定总的SNPs。最后,选择编码区的多型性进行大规模的基因型分析。3.TRPM5的基因型分析:TRPM5的基因型分析用直接测序法。结果一、TRPM5基因编码区上的基因多型性在TRPM5基因的编码区,共发现了12个SNPs,其中,6个无氨基酸置换,6个有氨基酸置换。二、与老年对照组及NGT组比较,糖尿病人TRPM5单核苷酸基因多型性（SNPs）的变化与老年对照组比较,糖尿病组TRPM5基因上的12个SNPs无显著差异;与老年对照组比较,糖尿病人TRPM5基因上12个SNPs的等位基因频率无显著差异。三、NGT组TRPM5基因S235N（Ser235Asn）基因多型性与血浆胰岛素,HOMA胰岛素抵抗指数[HOMA（R）]及胰岛素敏感指数（ISI）的关系人类TRPM5蛋白质的第235位上的氨基酸应为Ser（704G,野生型）。我们将235位氨基酸由Ser向Asn（704A）的置换命名为235N。在NGT组,具有235N/N基因型的人群的空腹胰岛素值显著低于235N/S,235S/S及235N/S+S/S者（p=0.01,p=0.016,p=0.008）。具有235N/N基因型的人群的HOMA胰岛素抵抗指数[HOMA（R）:空腹血糖（mmol/L）×空腹胰岛素（μU/L）/22.5]显著低于235N/S,235S/S及235N/S+S/S者（p=0.003,p=0.0083,p=0.00000025）。具有235N/N基因型的人群的胰岛素敏感指数[ISI:=1/空腹血糖（mmol/L）×空腹胰岛素（μU/L）值显著高于235N/S,235S/S及235N/S+S/S者（p=0.021,p=0.027,p=0.028）;具有235N等位基因型的人群的ISI显著高于235S等位基因型的人群（21.7±13.7 vs.18.3±8.8,p=0.011）。四、NGT组TRPM5基因Q578R（Gln578Arg）基因多型性与血浆胰岛素,HOMA胰岛素抵抗指数[HOMA（R）]及胰岛素敏感指数（ISI）的关系人类TRPM5蛋白质的第578位上的氨基酸应为Gln（1733G,野生型）。我们将578位氨基酸由Gin向Arg（1733A）的置换命名为578R。在NGT组,具有578R/R基因型的人群的空腹胰岛素值显著低于578R/Q,578Q/Q及578R/Q+Q/Q者（p=0.027,p=0.028,p=0.018）。具有578R/R基因型的人群的ISI值显著高于578R/Q,578Q/Q及578R/Q+Q/Q者（p=0.0036,p=0.0038,p=0.0025）;具有578R等位基因型的人群ISI显著高于578Q等位基因型的人群（23.1±15.2 vs.18.9±9.9,p=0.0135）。结论1.在人TRPM5基因的编码区,共发现了12个单核苷酸多型性,6个无氨基酸置换,6个有氨基酸置换。2.TRPM5基因的12个单核苷酸多型性的基因频率及等位基因频率在对照组与糖尿病组间元显著差别。3.TRPM5的S235N基因多型性可能与胰岛素敏感性有关。4.TRPM5的Q578R基因多型性可能与胰岛素敏感性有关。关于味觉受体信号传导家族系列基因-Tas1r2,Tas1r3及TRPM5基因多型性与2型糖尿病的关系,目前尚无报道。我们首次研究了味觉受体信号传导家族系列基因与糖尿病的关系,结果提示,Tas1r2基因的950C（317A）基因多型性可能通过影响胰岛素的早期分泌参与糖尿病的发病,可能是糖尿病的侯选基因;Tas1r3基因多型性可能与糖尿病的发生发展无关;TRPM5基因235N基因多态型及578R基因多型性可能与胰岛素敏感性增高有关。