Nghiên cứu tính đa hình đơn nucleotid tại intron 1 và sự liên quan của gen FTO với bệnh đái tháo đường týp 2 ở người từ 40 đến 64 tuổi

Nghiên cứu tính đa hình đơn nucleotid tại intron 1 và sự liên quan của gen FTO với bệnh đái tháo đường týp 2 ở người từ 40 đến 64 tuổi.Trong vòng 3 thập kỷ  gần đây, số  ngƣời mắc đái tháo  đƣờng  trên thế  giới  đã tăng gấp đôi.  Theo thống kê  Tổ  chức Y tế  thế  giới,  năm 2012  trên thế  giới có 346 triệu ngƣời  mắc  đái tháo đƣờng,  trong đó có hơn  nửa sống  ở  vùng Tây Thái Bình Dƣơng, Nam Á và Đông Địa Trung Hải [92]. Sự bùng phát của bệnh đái tháo đƣờng týp  2  hiện  nay  xảy  ra  ở  những  nƣớc  đang  phát  triển  nhiều  hơn  những  nƣớc  phát triển.  Trong 10 nƣớc đƣợc dự  đoán có số  ngƣời mắc đái tháo đƣờng nhiều nhất trên thế  giới vào năm 2030  thì  có  5 nƣớc  ở  Châu Á (Trung Quốc,  Ấn Độ, Pa-kít-xtan, In-dô-nê-sia và Băng-la-đét) [93]. 

Bệnh đái tháo đƣờng týp 2  chủ  yếu  phổ  biến ở  những ngƣời từ  độ  tuổi 40 đến 64 tuổi  và trƣớc đây thƣờng đƣợc coi là bệnh của ngƣời  giàu  thì hiện nay  bệnh  đang có xu hƣớng  tăng  lên  ở  ngƣời trẻ  tuổi  và cả  dân vùng nông thôn  [40].  Tỷ  lệ  ngƣời trẻ  tuổi mắc bệnh  ở  những nƣớc đang phát triển cao hơn so với những nƣớc phát triển.  Tỷ  lệ  mắc  bệnh  ở  vùng nông thôn cũng tăng lên và không chênh lệch so với vùng thành thị. Nguyên nhân  là  do ảnh hƣởng của sự  phát triển kinh tế  nhanh chóng, lối sống thành thị hóa và dân vùng nông thôn chuyển sang vùng thành thị 

Tại Việt Nam,  tỷ  lệ  mắc  bệnh đái  tháo đƣờng  týp  2  tăng hơn 2 lần trong vòng 10 năm, từ  2,7% năm 2002 ở  lứa tuổi 30-64 [7] lên đến 6% năm 2012 ở  lứa tuổi 30-69 [20]; dự báo đến năm 2030 số ngƣời bị bệnh đái tháo đƣờng sẽ tăng gấp đôi [69].Một điều đáng lo ngại  là rất nhiều ngƣời không biết bị  mắc đái tháo đƣờng cho đến khi bệnh đã xuất hiện biến chứng khiến cho việc điều trị  trở  nên khó khăn,  chi phí rất  tốn  kém, gây gánh nặng cho bệnh nhân, gia đình và cả  xã hội.  Ngoài những hậu quả  nghiêm trọng do biến chứng,  bệnh nhân đái tháo đƣờng còn phải đối mặt với một số  bệnh nghiêm trọng khác thƣờng liên quan với bệnh đái tháo đƣờng nhƣ: béo phì, rối loạn chuyển hóa,  cao huyết áp, tim mạch…Việc  xác định  sớm nguy cơ mắc đái tháo đƣờng  để  có hƣớng phòng bệnh, nghiên cứu phƣơng pháp điều trị  hiệu quảhơn cũng nhƣ sản xuất thuốc điều trị mới là rất cần thiết trong bối cảnh hiện nay.  2

Bệnh đái tháo đƣờng là một bệnh phức hợp do nhiều yếu tố  nguy cơ gây nên. Một trong những yếu tố  nguy cơ quan trọng đã đƣợc biết đến là yếu tố  di truyền. Nghiên  cứu  sự  liên  quan  trong  toàn  bộ  hệ  gen  (Genome  wide  association  study) năm  2007  đã  phát  hiện  ra  “gen  liên  quan  tới  khối  mỡ  và  béo  phì”  (fat  mass  and obesity  associated  –  FTO)  nằm  ở  vị  trí  cánh dài  của  nhiễm  sắc  thể  số  16  có  liên quan với bệnh đái tháo đƣờng và béo phì ở  Anh  [49]. Tiếp sau đó, nhiều nghiên cứu ở  các dân tộc khác cũng tìm thấy sự  liên quan của gen  FTO  đối với bệnh đái tháo đƣờng týp 2  [36,  60,  69,  86].  Phân tích cấu trúc tinh thể  cho thấy FTO có chức năng đề  methyl  hóa và sửa chữa sai hỏng  ADN  [56].  Nhiều nghiên cứu  ở  ngƣời và trên mô hình chuột  phát hiện  gen  FTO  có  ảnh hƣởng  ở  nhiều mô, cơ quan khác  nhau  và có vai trò  rất  quan trọng đối với sự  phát triển bình  thƣờng  của cơ thể  [47,  70].  Tuy nhiên  chức năng thực sự  của  gen  FTO  trong cơ thể,  vai trò của  nó trong quá trình chuyển hóa và cơ chế ảnh hƣởng của nó đối với bệnh đái tháo đƣờng týp 2 vẫn đang là thách thức đối với các nhà nghiên cứu trên thế giới. 

Các nghiên cứu  ở  Châu Âu,  Châu Á  và Châu Phi  đều chứng tỏ  gen  FTO  có ảnh hƣởng tới nguy cơ gây bệnh đái tháo đƣờng týp 2. Một phân tích tổng hợp từ 32 nghiên cứu bao gồm  99.551 ngƣời  thuộc nhiều dân tộc  ở  vùng  Đông Á và Nam Ácho thấy SNP rs9939609 nằm trên intron 1 của gen FTO  có ảnh hƣởng đối với bệnh đái  tháo  đƣờng  ở  Châu  Á.  Mỗi  ngƣời  mang  thêm  1  alen  nguy  cơ  (A)  của  SNP rs9939609  có  nguy  cơ  mắc  đái  tháo  đƣờng  týp  2  cao  gấp  1,15  lần  so  với  ngƣời không mang alen nguy cơ  [72].  Tuy nhiên tần số  alen,  sự  phân bố  kiểu gen của gen FTO  và mức độ  ảnh hƣởng của nó đối với bệnh đái tháo đƣờng týp 2  ở  các  dân tộc khác nhau cũng khác nhau  và vẫn còn thiếu số  liệu về  gen  FTO  ở  ngƣời Việt trong các phân tích trên.  Do đó,  chúng  tôi thực hiện đề  tài:  “Nghiên cứu tính đa hình đơn nucleotid tại intron 1 và sự liên quan của  gen FTO với bệnh đái tháo đường týp 2 ở người từ 40 đến 64 tuổi” với mục đích xác định tần số alen, sự phân bố kiểu gen  của  SNP  rs9939609  nằm  trên  intron  1  của  gen  FTO  và  ảnh  hƣởng  của  SNP rs9939609 đối với bệnh đái tháo đƣờng týp 2 ở ngƣời dân tộc Kinh Việt Nam

 MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ  …………………………………………….  iii

DANH MỤC CÁC BẢNG  ………………………………………………………………..  iv

CÁC CHỮ VIẾT TẮT  ………………………………………………………………………  v

ĐẶT VẤN ĐỀ  ………………………………………………………………………… 1

CHƢƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU  ………………………………………. 3

1.1. TỔNG QUAN VỀ BỆNH ĐÁI THÁO ĐƢỜNG  ……………………………..  3

1.1.1. Lƣợc sử nghiên cứu và thuật ngữ đái tháo đƣờng  ………………………….  3

1.1.2. Đặc điểm dịch tễ học của bệnh đái tháo đƣờng  ……………………………..  4

1.1.3. Phân loại bệnh đái tháo đƣờng  ……………………………………………………  7

1.1.4. Các yếu tố  nguy cơ của bệnh đái tháo đƣờng týp 2  ………………………..  8

1.1.5. Cơ chế bệnh sinh của đái tháo đƣờng týp 2 ………………………………..  12

1.1.6. Chẩn đoán bệnh đái tháo đƣờng ……………………………………………….  13

1.2. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ GEN FTO ………………………………  16

1.2.1. Các gen có liên quan đến bệnh đái tháo đƣờng týp 2  ……………………  16

1.2.2. Lƣợc sử nghiên cứu về  gen FTO  ………………………………………………  17

1.2.3. Vị trí và cấu trúc của gen FTO …………………………………………………  19

1.2.4. Protein FTO…………………………………………………………………………..  20

1.2.5. Sự điều hòa và biểu hiện của gen FTO  ………………………………………  22

1.2.6. Chức năng của FTO ……………………………………………………………….  23

1.2.7. Nghiên cứu gen Fto ở chuột và thiếu hụt chức năng gen FTO ở ngƣời

…………………………………………………………………………………………………….  28

1.2.8. Sự liên quan của gen FTO  với bệnh đái tháo đƣờng týp 2 …………….  30

CHƢƠNG II. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU  ………………………… 35

2.1. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU  …………………………………………………….  35

2.2. HOÁ CHẤT VÀ TRANG THIẾT BỊ  …………………………………………..  36

2.2.1. Hóa chất  ……………………………………………………………………………….  36

2.2.2. Trang thiết bị  …………………………………………………………………………  36

ii

2.3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU  ………………………………………………..  37

2.3.1. Thiết kế nghiên cứu  ………………………………………………………………..  37

2.3.2. Các phƣơng pháp thu thập thông tin  ………………………………………….  37

2.3.3. Các phƣơng pháp sinh học phân tử  ……………………………………………  38

2.3.4. Phƣơng pháp phân tích thống kê  ……………………………………………….  42

2.3.5. Đạo đức trong nghiên cứu  ……………………………………………………….  43

CHƢƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU  ………………………………… 44

3.1 Kết quả xác định kiểu gen bằng phƣơng pháp AS-PCR  ……………………  44

3.2. Kết quả  xác định kiểu gen bằng phƣơng pháp RFLP-PCR  ……………….  44

3.3. Đặc điểm đối tƣợng nghiên cứu  …………………………………………………..  45

3.4. Kết quả  xác định kiểu gen ………………………………………………………….  46

3.5.  Phân  tích  đặc  điểm  của  đối  tƣợng  nghiên  cứu  theo  kiểu  gen  ở  nhóm 

bệnh và nhóm chứng  ……………………………………………………………………….  48

3.6. Phân tích  ảnh hƣởng của gen  FTO  tại SNP rs9939609 đối với nguy cơ

mắc bệnh đái tháo đƣờng týp 2  ………………………………………………………….  50

3.7. Phân tích  ảnh hƣởng của gen  FTO  tại SNP rs9939609 cùng các yếu tố

xã hội, lối sống đối với nguy cơ mắc đái tháo đƣờng týp 2  …………………….  52

CHƢƠNG IV. BÀN LUẬN ……………………………………………………. 54

4.1.  Ảnh  hƣởng  của  gen  FTO  tại  SNP  rs9939609  đối  với  bệnh  đái  tháo 

đƣờng týp 2  ở  cộng đồng ngƣời Việt so  với  một số  cộng đồng trên thế  giới.

…………………………………………………………………………………………………….  54

4.2. Tần số alen và sự phân bố kiểu gen của SNP rs9939609………………….  56

4.3.  Cơ  chế  ảnh  hƣởng  của  gen  FTO  và  SNP  rs9939609  đối  với  bệnh  đái 

tháo đƣờng týp 2 …………………………………………………………………………….  58

4.4. Thiết kế  và phƣơng pháp nghiên cứu  ……………………………………………  59

4.5. Một số hạn chế của nghiên cứu  ……………………………………………………  60

KẾT LUẬN  ………………………………………………………………………….. 61

TÀI LIỆU THAM KHẢO  ………………………………………………………. 62

iii

DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ

Hình 1.1. Thống kê và dự đoán số ngƣời mắc đái tháo đƣờng týp 2 trên thế giới từ năm 

2010 đến 2030.  ………………………………………………………………………………………………  5

Hình 1.2. Các gen liên quan tới bệnh đái tháo đƣờng týp 2  ………………………………….  17

Hình 1.3. Các gen đột biến Ft ở chuột  ………………………………………………………………  19

Hình 1.4. Vị trí và cấu trúc gen FTO trên nhiễm sắc thể 16  ………………………………….  19

Hình 1.5. Mô hình protein FTO  ………………………………………………………………………  20

Hình 1.6. Vị trí bám của CUTL1 trên gen FTO  ………………………………………………….  23

Hình 1.7. Hoạt tính hóa sinh của FTO  ………………………………………………………………  24

Hình 1.8. Chức năng sinh lý của FTO  ………………………………………………………………  26

Hình 1.9. Ảnh hƣởng của FTO tới hành vi ăn uống  …………………………………………….  26

Hình 1.10. Cụm SNP tại intron 1 của gen FTO  liên quan với đái tháo đƣờng týp 2….31

Hình  1.11.  Sự  liên  quan  của  SNP  rs9939609  với  bệnh  đái  tháo  đƣờng  týp  2  trong 

nghiên cứu tổng hợp ở Đông và Nam Á  ……………………………………………………………  33

Hình 3.1. Kết quả  xác định  kiểu gen tại  SNP rs9939609 trên gen  FTO  bằng phƣơng 

pháp AS-PCR …………………………………………………………………………43

Hình 3.2. Kết quả  xác định kiểu gen tại SNP rs9939609 trên gen  FTO  bằng phƣơng 

pháp RFLP-PCR………………………………………………………………………43

Biểu đồ 4.1. Tần số alen A và T của SNP rs9939609 ở một số cộng đồng………………  57

Biểu đồ 4.2. Sự phân bố kiểu gen của SNP rs9939609 ở một số cộng đồng  ……………  58

iv

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1. Đặc điểm nhân trắc của đối tƣợng nghiên cứu  ……………………………………..  45

Bảng 3.2. Phân bố kiểu gen và tần số alen của gen FTO tại SNP rs9939609  …………..  46

Bảng 3.3. Đặc điểm đối tƣợng nghiên cứu theo kiểu gen FTO  tại SNP rs9939609 trong 

nhóm đái tháo đƣờng  …………………………………………………………………………………….  48

Bảng 3.4. Đặc điểm của đối tƣợng theo kiểu gen  FTO  tại SNP rs9939609 trong nhóm 

bình thƣờng  …………………………………………………………………………………………………  49

Bảng 3.5. Các mô hình phân tích ảnh hƣởng của SNP rs9939609  …………………………  51

Bảng 3.6.  Ảnh hƣởng của SNP rs9939609  cùng  các yếu tố  liên quan béo phì tới bệnh 

đái tháo đƣờng  ……………………………………………………………………………………………..  52