Maturity-Onset Diabetes of the Young (MODY) เป็นโรคเบาหวานชนิดที่ 2 (type 2 diabetes mellitus) ที่มีลักษณะจำเพาะ คือ ผู้ป่วยมีอายุน้อยกว่า 25 ปี และโรคเบาหวานถ่ายทอดในครอบครัวหลายรุ่นแบบยีนเดี่ยวและมีลักษณะเด่น (autosomal dominance) จากการศึกษาอณูพันธุศาสตร์ของ MODY พบมีความแปรผันของยีนที่แตกต่างกัน 6 ยีน ที่ทำให้เกิดโรคเบาหวานชนิดนี้ ได้แก่ ยีน HNF-4?/MODY1, ยีน GCK/MODY2, ยีน HNF-1?/MODY3, ยีน IPF-1/MODY4, ยีน HNF-1? /MODY5 และยีน NeuroD1/MODY6 ยีนทุกยีนจะสร้างโปรตีนที่มีคุณสมบัติเป็น transcription factor ที่แสดงออกในเบตาเซลล์ของตับอ่อนยกเว้นยีน GCK ซึ่งสร้างเอ็นซัยม์ glucokinase ที่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อกระบวนการใช้กลูโคสและหลั่งอินสุลิน ภายหลังการค้นพบยีนก่อโรคดังกล่าวทำให้ความเข้าใจต่อกระบวนการเมตาบอลิสม กระบวนการเสื่อมสลายและกระบวนการ neogenesis ของเบตาเซลล์ก้าวหน้าไปอย่างมาก และย้ำให้เห็นถึงความสำคัญของเบตาเซลล์ต่อสรีรพยาธิวิทยาของการเกิดโรคเบาหวานชนิดที่ 2 ปัจจุบันพบว่าความแปรผันของยีนดังกล่าวเป็นสาเหตุของโรคเบาหวานชนิด MODY ประมาณ 75-80% เมื่อพิจารณาร่วมกับการที่ภูมิหลังทางพันธุกรรม (genetic background) ที่แตกต่างกันระหว่างประชากรตะวันตกและประชากรเอเซีย จึงเป็นไปได้ว่ายีนก่อโรค MODY ในประชากรไทยแตกต่างจากประชากรตะวันตก คณะผู้วิจัยได้ทำการศึกษาผู้ป่วยโรคเบาหวานจำนวน 51 คน โดยใช้เกณฑ์ในการวินิจฉัยดังนี้ (1) ได้รับการวินิจฉัยโรคก่อนอายุ 35 ปี และมีญาติสายตรงอย่างน้อย 1 คน ได้รับการวินิจฉัยโรคเบาหวานก่อนอายุ 35 ปี เช่นเดียวกัน (2) โรคเบาหวานถ่ายทอดแบบ autosomal dominance ในครอบครัวอย่างน้อย 2 รุ่นขึ้นไป (3) โรคเบาหวานถ่ายทอดจากบรรพบุรุษเพียงข้างใดข้างหนึ่ง (4) ภาวะน้ำตาลในเลือดสูงสามารถควบคุมได้ด้วยอาหารหรือยาเม็ดชนิดรับประทาน (5) ไม่มีประวัติของภาวะคีโตอะซิโดซีส (6) มีผลการตรวจแอนติบอดีต่อเอ็นซัยม์กลูตามิคแอซิดดีคาร์บ็อกซีเลสในพลาสมา ซึ่งแสดงถึงการเป็นโรคเบาหวานชนิดที่ 1 เป็นลบ ตัวอย่าง genomic DNA ของผู้ป่วยจะได้รับการตรวจหาความแปรผันของยีน MODY ด้วยวิธีการ PCR–SSCP และ direct sequencing ผลการศึกษาพบความแปรผันของยีนดังกล่าวหลายตำแหน่ง โดยความแปรผันที่อาจจะเป็นมิวเตชั่นเกี่ยวข้องกับการเกิดโรคเบาหวานมีจำนวน 7 ตำแหน่ง ซึ่งพบบ่อยที่สุดในยีน HNF–1?/MODY3 โดยมิวเตชั่น R203C และ G554SfsX3 1659_1660 insAGTGAGTGAAGCCC ถ่ายทอดไปกับโรคเบาหวานในครอบครัวที่พบมิวเตชั่นดังกล่าว ขณะนี้ผู้วิจัยกำลังทำการศึกษาผลกระทบต่อหน้าที่การทำงานของโปรตีนทีเกิดจากความแปรผัน G554SfsX3 1659_1660insAGTGAGTGAAGCCC โดยใช้เซลล์ INS-1 ผู้ป่วย MODY ที่ไม่มีความแปรผันของยีน MODY ทั้ง 6 ยีนที่กล่าวมาแล้ว จะได้รับการตรวจหาความแปรผันของยีน Pax4, ยีน Nkx6.1 และยีน Nkx2.2 โดยใช้วิธีการเดียวกัน ผลการศึกษาพบความแปรผันของยีนดังกล่าวหลายตำแหน่งเช่นกัน โดยความแปรผันที่อาจเกี่ยวข้องกับการเกิดโรคเบาหวานมี 5 ตำแหน่ง ซึ่งพบบ่อยที่สุดในยีน Pax4 โดยความแปรผันชนิด R164W ถ่ายทอดไปกับโรคเบาหวานในครอบครัวที่พบความแปรผันดังกล่าว การศึกษาผลกระทบต่อหน้าที่การทำงานของโปรตีน พบว่าความแปรผันชนิด R164W ทำให้โปรตีนกดการทำงานของ insulin และ glucagon promoters ลดลงโดยใช้ luciferase reporter assay ในเซลล์ MIN6 และเซลล์ ? TC 1.6 ตามลำดับ เมื่อเทียบกับโปรตีนที่สร้างจากยีนปกติ นอกจากนี้ยังพบว่าความแปรผันชนิด R192H ของยีนเดียวกันยังพบบ่อยกว่าในผู้ป่วย MODY เมื่อเทียบกับอาสาสมัครปกติจำนวน 342 คน อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (P<0.0001) ดังนั้นความแปรผันดังกล่าวอาจจะเพิ่มความเสี่ยงต่อการเป็นโรคเบาหวาน คณะผู้วิจัยได้คัดเลือกผู้ป่วย 2 คน จากแต่ละครอบครัว MODY ที่ตรวจไม่พบความแปรผันของยีน MODY, ยีน Pax4, ยีน Nkx 6.1 และ ยีน Nkx2.2 มาทำการตรวจหาความแปรผันของยีน BLK ซึ่งค้นพบว่ามีความสัมพันธ์กับการเกิดโรคเบาหวานชนิด MODY จากการทำ genome-wide scan ในประชากรตะวันตก โดยวิธี bi–directional sequencing ผลการทดลองพบว่า ความแปรผันของยีนที่พบในผู้ป่วยชาวไทยอยู่ใน introns ทั้งหมดและไม่พบที่ splice sites ตลอดจนไม่พบความแปรผันของยีนดังกล่าวที่มีความสัมพันธ์กับโรคเบาหวานชนิด MODY เหมือนในประชากรตะวันตก ซึ่งย้ำถึงความสำคัญของความหลากหลายทางพันธุกรรมที่เกี่ยว ข้องกับโรคเบาหวานชนิด MODY อย่างไรก็ตาม ครอบครัวผู้ป่วยโรคเบาหวานนิด MODY นี้ มีคุณค่ามากที่จะไปสู่การค้นพบยีน MODY ใหม่ ในยุคที่มีความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีในด้านจีโนมิกส์ เช่น การตรวจความผันแปรของพันธุกรรมด้วยไมโครอาเรย์ (microarray genotyping) และด้วยการสนับสนุนต่อไปคณะผู้วิจัยจึงอยู่ในสถานะที่ได้เปรียบและมีศักยภาพในการค้นพบยีน MODY ใหม่ในครอบครัวผู้ป่วยไทย Maturity-Onset Diabetes of the Young (MODY) is a special monogenic form of type 2 diabetes characterized by young age at onset usually before 25 years and autosomal dominant inheritance. The disease transmitted in multiple (classically three) consecutive generations. To date, mutations in any one of six genes are described as a cause of MODY, including HNF-4/MODY1, GCK/MODY2, HNF-1/MODY3, IPF-1/MODY4, HNF-1/MODY5, and NeuroD1/MODY6. All of them encode transcription factors expressed in pancreatic -cell, excepting for glucokinase(GCK) which is a key enzyme involve in glycolytic and insulin secretory processes. By studying MODY, there has been an enormous breakthrough in understanding the basis of -cell development, metabolism, turnover and neogenesis. The influence of genetic defect of -cell as a part of pathophysiology of type 2 diabetes has been much appreciated. All 6 MODY genes are accounted for 75-80% of MODY . Molecular genetic epidemiology indicated that other genes that cause MODY do exist as the matter of the fact that there are at least 20-25 % of MODY pedigrees unlinked to the known MODY genes. Owing to different genetic background, it is highly likely that the contributing genes and/or clinical characteristics of Thai patients are different from those previously identified MODY populations. We have been studying genetic variabilities of all MODY genes in 51 Thai patients diagnosed by the following criteria : (i) a proband and at least one first degree relative with type 2 diabetes diagnosed before the age of 35 years, (ii) two or more generations affected by diabetes, (iii) diabetes entering the family on only one side, (iv) glycemic control can be accomplished with diet and/or oral agents, (v) no history of diabetic ketoacidosis (DKA), and (vi) anti-GAD antibody which is a marker of type1 diabetes is negative. The collected genomic DNA samples from these patients were subjected to PCR amplification of the promoters, exons and exon-intron boundaries of the six known MODY genes, followed by by SSCP analysis and direct sequencing. Several SNPs had been identified and seven of them could be considered as pathogenic mutations. Two mutations of the HNF1A (R203C, G554SfsX3 1659_1672insAGTGAGTGAAGCCC) were segregated with diabetes in the families. Functional impact of the latter mutation are currently being investigated in -cell (INS-1) line. The other 44 MODY probands who did not carry pathogenic mutations of the known MODY genes were screened further for sequence variations of new MODY candidate genes (Pax4, Nkx2.2 and Nkx6.1). Several SNPs were also identified and five of them could be considered as pathogenic mutations. The Pax4 mutation R164W was segregated with diabetes in the family. Functional analysis using luciferase reporter assay of the mutant protein in -cell ( MIN6) and -cell (-TC1.6) lines showed that its ability to repress insulin and glucagons promoter activity was diminished significantly as compare to that of the wild type protein. This result provides a strong evidence that the mutant R164W protein has a reduced function to repress its target gene in vitro and might perturb pancreatic -cell function in vivo, therefore contributing to the development of MODY in this particular family. The allele frequency of the Pax4 R192H was significantly higher in the MODY proband than that in the 342 non-diabetic control group (minor allele frequency, MAF = 0.196 VS 0.064, p<0.00001). Thus, it would be possible that this polymorphism might increase risks for the development of diabetes in these patients. Two probands each from eight families without mutations of the known MODY genes and the new MODY candidate genes were investigated further by screening BLK gene, a novel MODY candidate genes obtained from a genome-wide search for new MODY loci in Caucasians. A total of BLK gene region including exons, exon-intron junctions, 5’and 3’ flanking regions, and conserve regions were screened for mutations by bi-directional sequencing. All SNPs that were found in Thai samples were located in introns and not at splice site. SNPs that were found in Caucasian samples were not found in Thai samples. This finding has emphasized the important role of genetic heterogeneity in association with MODY. Nonetheless, these families are precious resource for identifying new MODY genes. In the era of rapid advance in genomic technology such as microarray genotyping and with further supports our research are in an advantageous and potential position to discover new MODY genes in the Thai families.