[Altered gene expressions in periferal blood cells of first-degree non-diabetic relatives of type 2 diabetic patients]

Orv Hetil. 2020 May 1;161(18):738-746. doi: 10.1556/650.2020.31706.
[Article in Hungarian]

Abstract

Introduction and aim: We were looking for altered gene expression on peripheral blood cells significant to type 2 diabetes causing the world epidemic. Method: Muscle biopsy samples of healthy volunteers with (n = 6) or without (n = 6) first degree type 2 diabetic relatives were analyzed by mRNS microarray. After confirmation of microarrays results by quantitative real-time PCR, the expression of eight differently expressed genes were further investigated on peripheral blood cells of 58 healthy volunteers without diabetic relatives and 58 healthy ones with first-degree type 2 diabetic relatives. Results: The expressions of SERPINF1 gene were significantly lover in blood cells both from females (relative quantification: FC - female: = 0.69, p<6*10-3) and males (FC - male: = 0.65, p<2*10-3) with diabetic relatives. This change may not be the consequence of worsening metabolic state as it was identical in cells of type 2 diabetic patients and in healthy volunteers with diabetic relatives. We suggest that the altered SERPINF1 gene expression in peripheral mononuclear blood cells could be a genetic definiteness. Conclusion: With the help of SERPINF1 gene expression in white blood cells and lipid and biochemical blood parameters we suggest a mathematical formula for the augury of type 2 diabetes that should be checked on a larger population, but we hope it could be used as a diabetic marker. The expression of LAMP2 gene did not differ between the two healthy groups, but it showed a maternal parent of origin effect. In the case of maternal inheritance, we found higher LAMP2 expression suggesting that gene from the mother has a determining effect. Orv Hetil. 2020; 161(18): 738-746.

Bevezetés és célkitűzés: A világjárványt jelentő 2-es típusú diabetest (2DM) jelző géneltéréseket kerestünk – a mindennapos diagnosztika részére hozzáférhető – keringő fehérvérsejteken. Módszer: Anyagcseréjüket illetően egészséges, elsőfokú, 2-es típusú cukorbeteg rokonokkal rendelkező személyek (n = 6) izombiopsziás mintáinak mRNS-microarray-eredményét hasonlítottuk ugyancsak anyagcseréjüket illetően egészséges, de negatív családi anamnézisűek (n = 6) mintáival. A microarray-eredmények kvantitatív real-time (valós idejű) PCR-rel történő megerősítése után 8 gén expressziója maradt különböző, ezeket ellenőriztük a keringő fehérvérsejteken nagy esetszámú (n = 58 anyagcseréjüket illetően egészséges, nincs cukorbeteg rokon és n = 58 egészséges, cukorbeteg rokonnal rendelkező önkéntes) vizsgálatban. Eredmények: Nők és férfiak esetében is a SERPINF1-gén expressziója volt szignifikánsan alacsonyabb a fehérvérsejtekben a genetikai terhet hordók között (relatív kvantifikáció: FC – nő: = 0,69, p<6*10–3, FC – férfi: = 0,65, p<2*10–3). Ez az eltérés nem a romló anyagcsere következménye volt, miután a már diabeteses és még anyagcseréjüket illetően egészséges, de 2DM-rokonnal rendelkezők között nem különbözött. Így feltételeztük, hogy a SERPINF1-gén vérsejtbeli expressziójának eltérése valódi genetikai meghatározottságot jelent. Következtetés: A perifériás fehérvérsejteken mért SERPINF1-expresszió, valamint a lipid- és biokémiai paraméterek segítségével sikerült egy, a betegség jóslására alkalmas matematikai összefüggést találnunk, melyet nagyobb esetszámon történő ellenőrzés után – reményeink szerint – a diabetes „korai markereként” használhatunk. A LAMP2 expressziója nem különbözött a két anyagcseréjüket illetően egészséges csoport között, de az anyai öröklődéssel összefüggő eredményt kaptunk. Az anyai ágon történő öröklődés eseteiben szignifikánsan magasabb expressziós szintet kapunk, ami „parent of origin” hatást feltételez, jelezvén, hogy az anyától öröklött génnek meghatározó szerepe van. Orv Hetil. 2020; 161(18): 738–746.

Keywords: RNA microarray analysis; diabetes mellitus; gene expression; peripheral mononuclear blood cells.

MeSH terms

  • Biomarkers
  • Blood Cells*
  • Diabetes Mellitus, Type 2 / genetics*
  • Eye Proteins / genetics
  • Female
  • Gene Expression*
  • Humans
  • Lysosomal-Associated Membrane Protein 2 / genetics
  • Male
  • Nerve Growth Factors / genetics
  • Serpins / genetics

Substances

  • Biomarkers
  • Eye Proteins
  • LAMP2 protein, human
  • Lysosomal-Associated Membrane Protein 2
  • Nerve Growth Factors
  • Serpins
  • pigment epithelium-derived factor