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임신성 당뇨환자에서 실시간 중합효소연쇄반응을 이용한 미토콘드리아 DNA copy 수의 정량적 분석과 미토콘드리아 A3243G 돌연변이 분석
임신 중 처음 발병하거나 발견되는, 임신성 당뇨병 (gestational diabetes mellitus, GDM)은 모든 임산부의 2-5%에서 발병하며, 임신성 당뇨환자들의 대부분 출산 후 정상 혈당을 유지하게 된다. 그러나 임신성 당뇨병이었던 여성은 나이가 들면서 인슐린 비의존형 당뇨병 (NIDDM, non-insulin independent diabetes mellitus)으로 진행될 수 있다. 임신성 당뇨의 감수성이 유전적인 결정요인으로 제시되고 있으나 임신성 당뇨가 발생하게 되는 유전적인 기전은 아직까지 불분명하다. 그러나 최근 연구들에 따르면 미토콘드리아의 돌연변이와의 관련성을 나타내는 여러 보고들이 있었다. 또한 미토콘드리아의 양과 관련해 인슐린 비의존형 당뇨병 (NIDDM)의 모형인 Goto-Kakizaki (GK) 쥐의 이자 섬와 미토콘드리아의 transcriptional factor A (Tfam)-defective 생쥐에서 미토콘드리아 DNA 양의 감소가 보고 되었다. 그리고 제 1형과 제 2형의 당뇨 환자의 골격근에서도 미토콘드리아 DNA 양적인 감소가 발견되었다. 본 실험에서는 임신성 당뇨환자와 정상임신 군의 혈액을 채취하여, 내재적인 reference인 28S rRNA 유전자에 대한 미토콘드리아 DNA copy수의 상대적인 비를 비교한 바, 미토콘드리아 양은 임신성 당뇨환자 군에서 1.2053±0.8307이였고 정상 임신 군에서는 1.7975±1.1355여서 임신성 당뇨환자 군에서 유의한 감소를 나타내었다 (p-value = 0.0004). 미토콘드리아 A3243G 돌연변이 분석에서 임신성 당뇨환자 68명 중에서 오직 한 명에서만 (1.47%) 미토콘드리아의 nt3243부위에서 A와 G 두 가지를 모두 갖는 비균질적인 패턴을 나타내었다. 본 연구에서는 임신성 당뇨환자 혈액에서 미토콘드리아 DNA copy 수를 실시간 중합효소연쇄반응을 이용하여 정량적으로 분석하고 임신성 당뇨환자와 미토콘드리아 DNA copy 수 사이의 연관이 있음을 나타내었으며 이를 이용하여 임신성 당뇨병의 병태생리를 밝히고, 실시간 중합효소 연쇄반응의 유효성을 검증하며, 이를 이용하여 임신성 당뇨가 의심이 되는 가임 여성을 대상으로 하는 선별검사로서의 가능성을 확인하고자 하였다. The incidence of gestational diabetes mellitus (GDM), with onset or first recognition during, varies from 2-4%. Women with gestational diabetes mellitus (GDM) are at risk of subsequent development of overt diabetes, mainly NIDDM (non-insulin-dependent mellitus), later in life. Although susceptibility to GDM has been suggested to have genetic determinant, the precise genetic basis for GDM is yet unclear. But in recent years several studies showed GDM is related with mitochondrial DNA mutations. And there are some reports that mitochondrial DNA content is specifically decreased in adult, but not fetal, pancreatic islets of the Goto-Kakizaki (GK) rat, a genetic model of NIDDM, and in mitochondrial transcriptional factor A (Tfam)-defective mice. Decreased mitochondrial DNA found in skeletal muscle of type 2 diabetic patients. Peripheral blood samples were collected from 68 patients with GDM and from 79 controls. For the quantification of mtDNA content, a comparative analysis was performed by the amplification of endogenous control (nuclear DNA, 28S rRNA). The ratio of mtDNA/28S rRNA was 1.205304±0.830688 in GDM patients and 1.797466±1.13551 in control group (p = 0.0004), respectively. Among 68GDM patients, the mutation in tRNA nt 3243 was detected in only one subject. The A3243G mutation in tRNA-Leu gene, implicated in GDM was reported in 1 of 68 (1.47%) but not in controls. In this investigation, blood samples from GDM patients using the real-time polymerase chain reaction will be applied to confirm the relationship between the mitochondrial DNA copy number and the GDM. It is hypothesized that this method will help to predict GDM, and aid in developing early diagnostic methods and treatment modalities. Key Words ; Gestational diabetes mellitus, Real time PCR, Mitochondrial DNA, Mitochondrial A3243G mutation
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