DISERTASI
POLIMORFISME GEN TRANSCRIPTION FACTOR 7LIKE 2 BERASOSIASI DENGAN KADAR GLUKAGON LIKE PEPTIDE 1 DAN INSULIN
MADE RATNA SARASWATI
PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2015
DISERTASI
POLIMORFISME GEN TRANSCRIPTION FACTOR 7LIKE 2 BERASOSIASI DENGAN KADAR GLUCAGON LIKE PEPTIDE 1 DAN INSULIN
MADE RATNA SARASWATI NIM. 1090271018
PROGRAM DOKTOR PROGRAM STUDI ILMU KEDOKTERAN PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2015 i
Halaman Prasyarat Gelar DOKTOR
POLIMORFISME GEN TRANSCRIPTION FACTOR 7LIKE 2 BERASOSIASI DENGAN KADAR GLUCAGON LIKE PEPTIDE 1 DAN INSULIN
Disertasi untuk Memperoleh Gelar Doktor Pada Program Doktor, Program Studi Ilmu Kedokteran, Program Pascasarjana Universitas Udayana
MADE RATNA SARASWATI NIM. 1090271018
PROGRAM DOKTOR PROGRAM STUDI ILMU KEDOKTERAN PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2015 ii
Lembar Pengesahan
DISERTASI INI TELAH DISETUJUI TANGGAL 15 JUNI 2015
Promotor,
Prof. Dr. dr. Ketut Suastika, SpPD-KEMD, FINASIM NIP. 19550329 198012 1 001
Kopromotor I,
Kopromotor II,
Prof. Dr. dr. AAG Budhiarta, SpPD-KEMD, FINASIM NIP. 19441221 197206 1 001
Prof. Dr. drh. I Gusti Ngurah Kade Mahardika NIP. 19631027 198903 1 004
Mengetahui Direktur Program Pascasarjana Universitas Udayana,
Prof. Dr. dr. A. A. Raka Sudewi, Sp.S(K) NIP. 19590215 198510 2 001
Ketua Program Studi Ilmu Kedokteran Program Pascasarjana Universitas Udayana,
Dr. dr. Bagus Komang Satriyasa, M.Repro. NIP. 19640417 199602 1 001
iii
Disertasi Ini Telah Diuji pada Ujian Tertutup Tanggal 28 Mei 2015 Panitia Penguji Disertasi Berdasarkan SK Rektor Universitas Udayana No: 1405/UN14.4/IIK/2015, Tanggal: 12 Mei 2015
Ketua
: Prof. Dr. dr. I Made Bakta, SpPD-KHOM, FINASIM
Anggota
:
1.
Prof. Dr. dr. Ketut Suastika, SpPD-KEMD, FINASIM
2.
Prof. Dr. dr. AAG Budhiarta, SpPD-KEMD, FINASIM
3.
Prof. Dr. drh. I Gusti Ngurah Kade Mahardika
4.
Prof. dr. Nyoman Agus Bagiada, SpBIOK
5.
Prof. dr. N. Tigeh Suryadhi, MPH., PHD
6.
Dr. dr. I Wayan Putu Sutirta Yasa, M.Si
7.
Drh. Safarina Golfiani Malik, MS, PhD
iv
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Ida Sang Hyang Widhi Wasa, Tuhan Yang Maha Esa karena atas segala rahmat dan karunia-Nyalah penulis dapat menyelesaikan disertasi sebagai syarat untuk menyelesaikan Program Doktor, Program Studi S3 di Program Studi Ilmu Kedokteran, Program Pascasarjana Universitas Udayana. Disertasi ini berjudul Polimorfisme Gen Transcription Factor 7-Like 2 Berasosiasi dengan Kadar Glucagon Like Peptide 1 dan Insulin. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Prof. Dr. dr. Ketut Suastika, SpPD-KEMD, FINASIM selaku Promotor, yang dengan penuh perhatian telah memberikan dorongan, semangat, bimbingan, dan saran selama penulis mengikuti Program Doktor. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada Prof. Dr. dr. AAG Budhiarta, SpPD-KEMD, FINASIM selaku Kopromotor I, Prof. Dr. drh. I Gusti Ngurah Kade Mahardika selaku Kopromotor II, atas segala arahan dan bimbingan, dan motivasinya untuk menyelesaikan disertasi ini. Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada mantan Rektor Universitas Udayana Prof. Dr. dr I Made Bakta, SpPD-KHOM, FINASIM dan Rektor Universitas Udayana Prof. Dr. dr. Ketut Suastika, SpPD-KEMD, FINASIM yang telah memberikan kesempatan pada penulis untuk menempuh Program Doktor, Program Studi S3 di Program Studi Ilmu Kedokteran, Program Pascasarjana Universitas Udayana, kepada Direktur Program Pascasarjana Universitas Udayana Prof. Dr. dr. A. A. Raka Sudewi, Sp.S (K)., Prof. Dr. Made Budiarsa, M.A.,
v
selaku Asisten Direktur I dan Prof. Made Sudiana Mahendra, Ph.D., selaku Asisten Direktur II, mantan Ketua Program Studi S3 Ilmu Kedokteran Program Pascasarjana Universitas Udayana Dr. dr. Putu Sutirta Yasa, MSi, dan Ketua Program Studi S3 Ilmu Kedokteran Program Pascasarjana Universitas Udayana Dr. dr. Bagus Komang Satriyasa, M.Repro., atas kesempatan yang diberikan kepada penulis mengikuti Program Doktor, Program Studi S3 di Program Studi Ilmu Kedokteran, Program Pascasarjana Universitas Udayana. Tidak lupa penulis juga menyampaikan ucapan terima kasih kepada Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Udayana Prof. Dr. dr. Putu Astawa, SpOT, M.Kes, atas ijin yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti pendidikan Progam Doktor. Pada kesempatan ini penulis juga menyampaikan rasa terima kasih kepada Dr. dr. Ketut Suega, SpPD-KHOM, FINASIM, selaku Ketua Bagian Ilmu Penyakit Dalam Fakultas Kedokteran Universitas Udayana/RS Sanglah Denpasar. Ungkapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada para penguji disertasi yaitu: Prof. Dr. dr. I Made Bakta, SpPD-KHOM, FINASIM, Prof. Dr. dr. Ketut Suastika, SpPDKEMD, FINASIM, Prof. Dr. dr. AAG Budhiarta, SpPD-KEMD, FINASIM, Prof. Dr. drh. I Gusti Ngurah Kade Mahardika, Prof. dr. Nyoman Agus Bagiada, SpBIOK, Prof. dr. N. Tigeh Suryadhi, MPH., PhD, Dr. dr. I Wayan Putu Sutirta Yasa, M.Si, dan Drh. Safarina Golfiani Malik, Msc, PhD, serta Dr. dr. Ida Sri Iswari, SpMK dan Dr. dr. Bikin Suryawan, SpA (K), yang turut menguji pada saat seminar dan ujian proposal, atas arahan, saran dan pendapatnya untuk kesempurnaan disertasi ini. Pada kesempatan ini pula penulis menyampaikan
vi
ucapan terima kasih dan penghargaan yang tinggi kepada guru-guru yang telah membimbing penulis, mulai dari sekolah dasar sampai perguruan tinggi. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada seluruh senior dan teman sejawat di Bagian/SMF Ilmu Penyakit Dalam Fakultas Kedokteran Universitas Udayana atas pengertiannya selama penulis mengikuti Program Doktor. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada Prof. Dr. dr. AAG Budhiarta, SpPD-KEMD, FINASIM, dr. Wira Gotera, SpPD-KEMD, FINASIM, dr. Pande Made Dwipayana, SpPD-KEMD, FINASIM, selaku teman sejawat di Divisi Endokrinologi dan Metabolisme Bagian Ilmu Bagian/SMF Ilmu Penyakit Dalam Fakultas Kedokteran Universitas Udayana yang telah membantu tugastugas penulis selama mengikuti Program Doktor. Juga kepada staf sekretaris Luh Triana Pardewi, SE, dan Putu Swastika Adhi, S.Kom., penulis menyampaikan ucapan terima kasih atas segala bantuannya selama ini. Disertasi ini tidak akan terwujud tanpa bantuan dari masyarakat Desa Adat Legian yang telah berpartisipasi dalam penelitian ini, dan Bapak/Ibu pengurus Lembaga Perkreditan Desa (LPD) Desa Adat Legian yang membantu dalam pelaksanaan kegiatan di lapangan. Melalui kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada Bapak I Wayan Budiyasa selaku Ketua LPD, Bapak Wayan Sunadi, SE selaku Bagian Umum dan Sekretaris Desa, Bapak I Wayan Janji selaku Pangliman Kesehatan Desa Adat Legian. Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada teman sejawat para dokter yang turut serta dalam kegiatan lapangan, dr. Kadek Dian Lestari, dr. Ni Wayan Meindra Wirtayanti, dr. Luh Putri Wulandari, dr. Januar Raya Gara Ama Mudamakin, dr. Erick Lios, dr. Dewa Ayu
vii
Kartika Tejawati, dr. Achnes Pangaribuan, dr. Made Ari Dwi Winarka, dr. Ida Bagus Aditya Nugraha, dr. Kadek Ari Suyandi, dr. Lily Chandrawati, dr. Anak Agung Yunda Prabundari, dr. Indrawati Kusandhiani, dr. Frangky Simarmata. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada Laboratorium Prodia Denpasar dan Laboratorium Prodia Jakarta yang telah membantu penulis dalam pengambilan sampel dan pemeriksaan laboratorium. Demikian juga kepada drh. Ni Made Ritha Krisna Dewi, penulis menyampaikan terima kasih atas bantuan teknis pada saat pemeriksaan laboratorium di Laboratorium Biomedik & Biologi Molekuler Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Udayana. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Dr. dr. Ni Nyoman Sri Budayanti, Sp.M(K) selaku Ketua Laboratorium Biomolekuler Fakultas Kedokteran Universitas Udayana beserta Ibu Wahyu Hidayati selaku staf laboratorium yang telah membantu penulis dalam pemeriksaan laboratorium. Kepada keluarga besar, Ayahanda dan Ibunda tercinta, Drs. I Nyoman Ratha, Apt., SKM dan Prof. Dr. Dra. N. K. Mardani, MS, yang telah memberikan motivasi pada penulis, suami, dr. Agus Santosa, SpTHT-KL, MARS, yang dengan setia memberikan dukungan moral dan materialnya dalam menyelesaikan pendidikan, ananda tercinta Putu Pradnyasanti Laksmi, Made Ratih Santi Devinta, dan I Nyoman Bagus Krisnanda Abhimata, atas pengorbanan dan dukungan moral serta pengertiannya. Saudara-saudara tercinta Dr. dr. Putu Pramana Suarjaya, SpAn, MKes KMN KNA, Dr. dr. I Nyoman Bayu Mahendra, SpOG, dr. Ketut Ratna Dewi Wijayanti, SpOG, yang selalu memberikan dorongan dan motivasi.
viii
Kepada teman-teman di Program Studi Ilmu Kedokteran Universitas Udayana, khususnya teman-teman Angkatan 2011, atas motivasi, semangat dan kebersamaannya, penulis juga mengucapkan terima kasih. Kepada semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, penulis juga menyampaikan terima kasih atas bantuan dan kerjasamanya. Semoga Ida Sang Hyang Widhi Wasa/Tuhan Yang Maha Esa selalu melimpahkan
rahmat-Nya
kepada
semua
pihak
yang
telah
membantu
penyelesaian disertasi ini. Dan semoga apa yang telah dicapai ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu dan bagi masyarakat.
Denpasar, 15 Juni 2015
Penulis
ix
ABSTRAK POLIMORFISME GEN TRANSCRIPTION FACTOR 7-LIKE 2 BERASOSIASI DENGAN KADAR GLUCAGON LIKE PEPTIDE 1 DAN INSULIN Transcription factor 7-like 2 (TCF7L2) adalah gen kerentanan (susceptibility gene) dengan asosiasi terkuat terhadap diabetes tipe 2 (DMT2). Alel risiko dari TCF7L2 memberi predisposisi untuk terjadinya DMT2 melalui akibat yang ditimbulkannya pada sel beta pankreas. Glucagon-like peptide 1 (GLP1) adalah hormon inkretin yang disekresikan sebagai respon terhadap makanan dan meningkatkan sekresi insulin. Di sel beta pankreas, GLP1 terlibat pada sintesis insulin, diferensiasi dan proliferasi sel. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari varian isoform mRNA yang diekspresikan di darah tepi serta perbedaan respon peningkatan GLP1 dan perbedaan sekresi insulin pada subyek dengan dan tanpa alel risiko diabetes varian SNP gen TCF7L2, dengan rancangan observasional potong lintang analitik dan dilaksanakan di Denpasar. Subyek diambil dari populasi penelitian Legian yang telah diperiksa varian SNPs gen TCF7L2, masing-masing sebanyak 28 orang dalam setiap kelompok, matching umur dan jenis kelamin, berusia antara 30-74 tahun, rasio laki:perempuan 36:20. Kelompok pembawa alel risiko adalah subyek dengan varian heterozygote atau mutan dari SNP rs12255372 (GT atau TT), rs7903146 (CT atau TT), dan rs10885406 (AG atau GG). Sedangkan kelompok tanpa alel risiko diabetes adalah varian wild type dari SNP rs12255372 (GG), rs7903146 (CC), dan rs10885406 (AA). Dari 56 subyek, sebanyak 7 subyek (12,50%) dengan diabetes, 13 (23,20%) dengan prediabetes, dan sisanya sebanyak 36 (64,28%) normal. Varian SNP gen TCF7L2 ini mengekspresikan varian isoform mRNA di darah tepi yang berbeda. Respon peningkatan GLP1 setelah pemberian glukosa oral pada subyek dengan alel risiko lebih tinggi dari subyek tanpa alel risiko diabetes varian SNP gen TCF7L2, masing-masing 0,34±0,80 dan [-0,04]±0,57ng/ml (beda rerata 0,38 IK95% 0,01–0,76 p=0,041). Sekresi insulin yang dinilai berdasarkan homeostasis model assessment of percentage of β-cell function (HOMA-%B) pada subyek dengan alel risiko dari subyek tanpa alel risiko diabetes varian SNP gen TCF7L2, masing-masing 71,64±24,72 dan 103,23±68,00 (beda rerata -31,59 IK95% [60,24]–[-2,93] p=0,011). Subyek dengan alel risiko memiliki kemungkinan 2 kali mengalami respon peningkatan GLP1 yang tinggi (rasio prevalensi atau RP=2,00 IK95% 1,15-3,46 p=0,007), dan kemungkinan 1,47 kali mengalami HOMA-%B rendah (RP=1,47 IK95% 1,06-2,05 p=0,011), dibanding subyek tanpa alel risiko diabetes varian SNP gen TCF7L2. Respon peningkatan GLP1 setelah pemberian glukosa oral tidak terbukti berbeda di antara isoform mRNA gen TCF7L2 di darah tepi. Sekresi insulin yang dinilai dari respon peningkatan sekresi insulin setelah pemberian glukosa oral pada subyek dengan varian isoform mRNA Grup-C-C lebih tinggi dari varian isoform mRNA yang bukan Grup-C-C, rerata masingmasing 84,63±41,01 dan 62,02±38,09ng/ml (beda rerata 22,61 IK95% 0,41–44,80 p=0,046).
x
Penelitian ini menunjukkan bahwa polimorfisme gen TCF7L2 berasosiasi dengan kadar GLP1 dan insulin, yaitu subyek dengan alel risiko menunjukkan respon peningkatan GLP1 yang lebih tinggi dan HOMA-%B yang lebih rendah dibanding subyek tanpa alel risiko diabetes varian SNP gen TCF7L2. Kata kunci: SNP TCF7L2, Diabetes, GLP1, Insulin
xi
ABSTRACT ASSOCIATION OF TRANSCRIPTION FACTOR 7- LIKE 2 GENE POLYMORPHIMS WITH GLUCAGON LIKE PEPTIDE 1 AND INSULIN Transcription factor 7-like 2 (TCF7L2) is a diabetes susceptibility gene with strongest effect. Risk allele of TCF7L2 causes alteration of gene expression in the pancreatic beta cells. Glucagon-like peptide 1 (GLP1) is an incretin hormone which is secreted as response to ingested food and increase the insulin secretion. In the pancreatic beta cell, GLP1 involve in insulin synthesis and beta cell differentiation and proliferation. A cross sectional analytic, observational study was conducted in Denpasar to elaborate the variants of mRNA isoform TCF7L2 gene in the peripheral blood and to know the difference of GLP1 increment and insulin secretion between subjects with and without diabetes risk allele of SNPs in the TCF7L2 gene. Subjects were taken from Legian study population which has known variants of SNPs in the TCF7L2 gene, 28 in each group, age and sex matched, age between 30-74 years, male:female 36:20. Heterozygote or mutant of rs12255372 SNP (GT or TT), rs7903146 (CT or TT), and rs10885406 (AG or GG), were grouped into subject carrying diabetes risk allele risk and the second group were subject with wild type of rs12255372 (GG), rs7903146 (CC), and rs10885406 (AA). Among 56 subject, 7 (12.50%) were diabetes, 13 (23.20%) prediabetes, and 36 (64.28%) normal. Variants SNPs of TCF7L2 gene expressed different mRNA isoforms in the peripheral blood. Response of GLP1 increment after oral glucose load was higher in subjects with diabetes risk allele compare with subjects without diabetes risk alleles of SNPS in the TCF7L2 gene, 0.34±0.80 vs. [0.04]±0.57ng/ml respectively (mean difference 0.38, 95%CI 0.01–0.76 p=0.041). Insulin secretion determined by homeostasis model assessment of percentage of βcell function (HOMA-%B) was lower in subjects with diabetes risk allele compare with subjects without diabetes risk alleles of SNPS in the TCF7L2 gene, 71.64±24.72 vs. 103.23±68.00 (mean difference -31.59 95%CI [-60.24]–[-2.93] p=0.011). Among subjects with diabetes risk allele, the possibility of high response of GLP1 increment was twice (prevalence ratio or PR=2.00 95%CI 1.15–3.46 p=0.007), and low HOMA-%B was 1.47 time (RP=1.47 95%CI 1.062.05 p=0.011) in comparison with subjects without diabetes risk allele. Response of GLP1 increment after oral glucose load was not different among mRNA isoforms of TCF7L2 gene. Mean response of insulin increment after oral glucose load among Group C-C was higher compare with the non Group C-C of variants isoform mRNA, 84.63±41.01 vs. 62.02±38.09ng/ml (mean difference 22.61 95%CI 0.41–44.80 p=0.046). This study revealed that polymorphism of TCF7L2 gene were associated with GLP1 and insulin, in term of higher response of GLP1 increment and lower HOMA-%B in subjects with diabetes risk allele compare with subjects without diabetes risk allele of SNPs in the TCF7L2 gene. Keywords: SNP TCF7L2, Diabetes, GLP1, Insulin
xii
DAFTAR ISI Halaman SAMPUL DALAM………….………………………………………………. i PRASYARAT GELAR……………………………………………………… ii LEMBAR PERSETUJUAN ………………………………………………… iii PENETAPAN PANITIA PENGUJI …………………….…………………... iv UCAPAN TERIMA KASIH………………………………………………… v ABSTRAK …………………………………………………………………... x ABSTRACT ……………………………………….………………………... xii DAFTAR ISI ………………………………………………………………... xiii DAFTAR GAMBAR………………………………………………………… xviii DAFTAR TABEL…………………………………………………………… xx DAFTAR ARTI LAMBANG, SINGKATAN, DAN ISTILAH…………….. xxii DAFTAR LAMPIRAN……………………………………………………… xvi
BAB 1 PENDAHULUAN…………………………………………………… 1 1.1
Latar Belakang……………………………………………….. 1
1.2
Rumusan Masalah …...………………………………………. 4
1.3
Tujuan Penelitian…………………………………………….. 4 1.3.1 Tujuan umum…………………………………………... 4 1.3.2 Tujuan khusus …………………………………………. 5
1.4
Manfaat Penelitian…………………………………………… 5 1.4.1 Manfaat akademik……………………………………... 5 1.4.1 Manfaat praktis……………………………………........ 6
BAB II KAJIAN PUSTAKA ……………………………………………….. 7 2.1
Epidemiologi Diabetes Melitus Tipe 2 ……………………… 7
2.2
Faktor Genetik dalam Patogenesis Diabetes Tipe 2 …….…… 7 2.2.1 Gen-gen yang diduga berkaitan dengan DMT2 …..…… 8
xiii
2.2.2 Temuan regio pada kromosom 10q sebagai awal penelitian asosiasi gen TCF7L2 dengan DMT2 ……… 10 2.2.3 Studi gen TCF7L2 pada ras kaukasia di Eropa dan Amerika…………………………………………… ..........11 2.2.4 Studi gen TCF7L2 pada populasi Arab………………… 13 2.2.5 Studi gen TCF7L2 pada populasi Asia……...…………. 13 2.2.6 Studi gen TCF7L2 pada populasi Afrika…………….… 15 2.2.7 Studi gen TCF7L2 pada diabetes gestasional …………. 15 2.2.8 Meta analisis tentang asosiasi SNP gen TCF7L2 dengan 2.3
DMT2 ……………………………………….. 16
Peranan GLP 1 pada Sekresi Insulin…………………………. 18 2.3.1 Struktur molekul GLP1 …………………………...…… 18 2.3.2 Sekresi dan Metabolisme GLP1………………………... 19 2.3.3 Efek fisiologis dari GLP1……………………………… 21 2.3.4 Peranan GLP1 pada sekresi insulin ……………………. 22 2.3.5 Penelitian GLP1 pada pasien DMT2 dan orang normal.. 26
2.4
Insulin……………..………………………………………….. 29 2.4.1 Pengukuran konsentrasi insulin perifer………………… 30 2.4.2 Homeostasis Model Assessment (HOMA)……………... 30
2.5
Mekanisme Asosiasi TCF7L2 dengan DMT2 ………………. 31 2.5.1 Gen TCF7L2 ………………………………………......
31
2.5.2 Jalur signaling Wnt …………………..……………......
33
2.5.3 Mekanisme bagaimana silencing TCF7L2 mengurangi sekresi insulin yang distimulasi glukosa ……………… 36 2.5.4 Overekspresi Tcf7l2 di luar sel beta pancreas ………... 39 2.6
Alternative splicing pada mRNA gen TCF7L2 ……………..
xiv
40
BAB III KERANGKA BERPIKIR, KONSEP, DAN HIPOTESIS PENELITIAN ...……………………………………………………….. 46 3.1
Kerangka Berpikir …………………………………………… 46
3.2
Konsep Penelitian….………………………………………… 48
3.3
Hipotesis Penelitian…..………………………………………. 50
BAB IV METODE PENELITIAN…………………………………………... 51 4.1
Rancangan Penelitian ………………………………………... 51
4.2
Subyek dan Sampel ………..………………………………… 54
4.3
4.2.1
Variabilitas populasi………………………………..
54
4.2.2
Kriteria subyek…………………………...………..
54
4.2.2.1
Kriteria inklusi …………………………
54
4.2.2.2
Kriteria eksklusi………………………...
55
4.2.3
Besaran sampel ……………………………………
55
4.2.4
Teknik penentuan sampel…………………………..
56
Variabel …………………………………………………….... 56 4.3.1
Identifikasi variabel ……………………………......
56
4.3.2
Klasifikasi variabel ………………………………...
56
4.3.3
Definisi operasional variabel ………………………
57
4.4
Bahan dan Instrumen Penelitian ……………………………... 62
4.5
Protokol Penelitian ………………………………………….. 63
4.6
Analisis Data ………………………………………………… 67
4.7
Keterangan Kelaikan Etik.…………………………………… 68
BAB V HASIL PENELITIAN ……………………………………………… 69 5.1
Karakteristik Subjek Penelitian ……………………………… 69
5.2
Varian Isoform mRNA Gen TCF7L2 yang Diekspresikan di Darah Tepi …………………………………………………… 72
5.3
Perbedaan Respon Peningkatan GLP1 setelah Pemberian Glukosa Oral dan Perbedaan Sekresi Insulin Antara Subyek
xv
Dengan dan Tanpa Alel Risiko Diabetes Varian SNP Gen TCF7L2 ……………………………...………………...……. 77 5.3.1
Beda rerata delta GLP1 dan HOMA-%B antara subyek dengan dan tanpa alel risiko diabetes varian SNP gen TCF7L2…………………………..………. 77
5.3.2
Asosiasi SNP gen TCF7L2 dengan diabetes, respon peningkatan GLP1 dan gangguan sekresi insulin .… 79
5.4
Perbedaan Respon Peningkatan GLP1 setelah Pemberian Glukosa Oral dan Perbedaan Sekresi Insulin di Antara Varian Isoform mRNA Gen TCF7L2 yang Diekspresikan di Darah Tepi ………………………………………………………….. 5.4.1
82
Beda rerata delta insulin di antara varian isoform mRNA gen TCF7L2 yang diekspresikan di darah tepi ………………………………………………….. 82
5.4.2
Asosiasi varian isoform mRNA gen TCF7L2 dengan diabetes, respon peningkatan GLP1 dan gangguan sekresi insulin ………………………………………. 84
BAB VI PEMBAHASAN …………………………………………………... 86 6.1
6.2
Karakteristik Subyek Penelitian ……………………………... 86 6.1.1
Usia dan jenis kelamin …………………………..… 86
6.1.2
Indeks massa tubuh dan lingkar pinggang ………… 87
Varian Isoform mRNA Gen TCF7L2 yang Diekspresikan di Darah Tepi …………………………………………………
6.3
88
Perbedaan Respon Peningkatan GLP1 setelah Pemberian Glukosa Oral dan Perbedaan Sekresi Insulin Antara Subyek Dengan dan Tanpa Alel Risiko Diabetes Varian SNP Gen TCF7L2 ……………………………………………………... 91 6.3.1
Delta GLP1 lebih tinggi pada subyek dengan alel risiko diabetes varian SNP gen TCF7L2…………...
xvi
91
6.3.2
HOMA-%B lebih rendah pada subyek dengan alel risiko diabetes varian SNP gen TCF7L2………...…. 94
6.4
Perbedaan Respon Peningkatan GLP1 setelah Pemberian Glukosa Oral dan Perbedaan Sekresi Insulin di Antara Varian Isoform mRNA Gen TCF7L2 yang Diekspresikan di Darah Tepi ………………………………………………………..… 95
6.5
Hubungan Polimorfisme Gen TCF7L2 dengan kadar GLP1 dan Insulin …………………………………………………… 96
6.6
Kebaruan Penelitian………………………………………….. 103
6.7
Kelemahan Penelitian ……………………………………….. 103
BAB VII SIMPULAN DAN SARAN ………………………………… ...........106 7.1
Simpulan .....................................................................................106
7.2
Saran ...........................................................................................107
DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………….. 108 LAMPIRAN-LAMPIRAN ………………………………………………….. 122
xvii
DAFTAR GAMBAR
Halaman 2.1
Konsep Inkretin, Dilihat dari Respon Glukosa dan Insulin Setelah Pemberian Infus Glukosa Melalui Intravena dan Intrajejunal……… 23
2.2
Respon Glukosa Plasma, Insulin, C-peptide, Immunoreactive GIP, Immunoreactive GLP-l dan Glucagon Pankreas Terhadap Glukosa Oral pada DMT2 dan Orang Normal ……………………………… 27
2.3
Struktur Protein TCF7L2 Manusia ..……………………………….. 33
2.4
Ringkasan Jalur Signaling Wnt Kanonikal ………………………… 34
2.5
Mekanisme Silencing TCF7L2 Mengurangi Sekresi Insulin yang Distimulasi Glukosa………………………………………………... 37
2.6
Model Kromatin dan Mekanisme Asosiasi TCF7L2 dengan Diabetes ……………………………………………………………. 38
2.7
Struktur dan Lokasi Ekspresi Gen TCF7L2 …………………….…. 41
2.8
Perbandingan Pola Ekspresi Varian TCF4 pada Jaringan Tikus dan Embryonic Stem (ES) cell ……………………………………... 43
3.1
Kerangka Berpikir………………………………………………….. 46
3.2
Kerangka Konsep Penelitian ………………………………………. 48
4.1a.
Skema Rancangan Penelitian ….…………………………..……….. 52
4.1b.
Rincian Rancangan Penelitian …………………………..…………. 53
4.2.
Alur penelitian .…………………………………………….………. 66
5.1
Posisi primer 1 FPTCF7 dan TCF720R (panah putih), dan primer 2 BPTCF7 dan TCF420F (panah warna hitam) ……………………… 73
5.2
Grafik Persentase Varian mRNA Gen TCF7L2 di Darah Tepi ……. 75
xviii
Gambar dalam Lampiran : 1
Kurve Standar Kadar GLP1…………………….…………………
137
2
Visualisasi SNP rs7903146 Gen TCF7L2 ………………………...
157
3
Visualisasi SNP rs12255372 Gen TCF7L2 ………………………
158
4
Visualisasi SNP rs10885406 Gen TCF7L2 ………………………
158
5
Hasil Electroforesis Produk PCR dengan Pasangan Primer 1
6
(FPTCF7 – TCF720R) ……………………………………….…… Hasil Electroforesis Produk PCR dengan Pasangan Primer 2 (BPTCF7 – TCF420R) ……………………………………….…...
xix
162 163
DAFTAR TABEL
Halaman 4.1.
Frekuensi Kombinasi Varian SNPs gen TCF7L2 pada Penelitian Legian ……………………………………………………………
52
5.1
Karakteristik Subyek Penelitian …………………………………... 71
5.2
Distribusi Frekuensi Subyek dengan Normoglisemia, Prediabetes (GDPT, GTG), dan Diabetes ……………………………………
5.3
72
Hubungan Varian mRNA dengan Alel Risiko Diabetes Varian SNP Gen TCF7L2 di Darah Tepi ……………………………………….. 76
5.4
Hubungan Varian mRNA Grup-C-C dan non Grup-C-C dengan Alel Risiko Diabetes Varian SNP Gen TCF7L2 di Darah Tepi…… 77
5.5
Beda Rerata Kadar Glukosa Darah, Insulin, dan GLP1 antara Subyek dengan dan Tanpa Alel Risiko Diabetes SNP Gen TCF7L2 ……………………………..……………………………………….. 78
5.6
Distribusi Frekuensi Diabetes dan non Diabetes pada Varian SNP Gen TCF7L2 ………………………………………………………. 79
5.7
Hubungan Alel Risiko Diabetes SNP Gen TCF7L2 dengan Delta Kadar GLP1 ……………………………………………………….. 80
5.8
Hubungan Alel Risiko Diabetes SNP Gen TCF7L2 dengan Gangguan Sekresi Insulin yang Dinilai dengan HOMA-%B …….. 81
5.9
Beda Rerata Kadar Glukosa Darah, Insulin, dan GLP1 antara Kelompok Varian Isoform mRNA Gen TCF7L2 yang Mengandung Grup-C-C dan yang Bukan Grup-C-C …………………………….. 83
5.10
Frekuensi Diabetes pada Varian mRNA Gen TCF7L2 di Darah Tepi ………………………………………………………………..
5.11
84
Distribusi Frekuensi Diabetes Varian Isoform mRNA gen TCF7L2di Darah Tepi ……………………………………………..
xx
85
Tabel Dalam Lampiran : 1
Jadwal Penelitian ………………….…………………………….…. 122
2
Rincian Biaya ……………………………………………………… 123
3
Hasil Pemeriksaan Laboratorium ………………………………….. 128
4
Bahan yang Diperlukan untuk Pemeriksaan Insulin dengan Human Immulite® 2000 Insulin, Cat. No. L2KIN2 ………………………... 133
5.
Ketepatan dan Reprodusibilitas Pemeriksaan GLP1……………..… 138
6
Tabel Reaksi Silang GLP1 ………………………………………… 139
7
Bahan yang Diperlukan untuk Pemeriksaan GLP1 dengan Kit Human GLP1 ELISA (Multispecies specificity), Cat. No.: RSCYK160R (Biovendor®) ………………………………………. 140
8
Uji Normalitas Data Dasar Subyek Penelitian …………………….. 168
9
Uji Normalitas Data Dasar Subyek Penelitian Berdasarkan Varian Isoform mRNA …………………………………………………….. 169
10
Rerata Kadar Glukosa Darah, Insulin, dan GLP1 Berdasarkan Kriteria Diabetes …………………………………………………… 170
11
Hubungan Alel Risiko SNP Gen TCF7L2 dengan Kadar Insulin dan GLP 1 …………………………………………………………
12
171
Hubungan Varian Isoform mRNA Gen TCF7L2 di Darah Tepi dengan Kadar Insulin dan GLP 1 ………………………………….. 171
xxi
DAFTAR ARTI LAMBANG, SINGKATAN, DAN ISTILAH
6-PG
= 6-phosphogluconate
AP
= action potentials = potensial aksi
ADP
= adenosine-5’-diphosphate
ATP
= adenosine-5’-triphosphate
β-TrCP
= β-transducing repeat-containing protein
cAMP
= cyclic adenosine monophosphate
CBP
= CREB binding protein
cDNA
= complementary DNA
C peptide
= connecting peptide
CREB
= cAMP response element binding protein
CtBP1
= C-terminal binding protein 1
DM
= diabetes melitus
DMT1
= diabetes melitus tipe 1
DMT2
= diabetes melitus tipe 2
DNA
= deoxyribose nucleic acid
DPP4
= dipeptidylpeptidase 4
Dv
= Dishevelled
ELISA
= enzim-linkage immune-sorbent assay
Epac2
= cyclic AMP-GEFII
Ex-9
= exendin-(9-39)
FISH
= fluorescence in situ hybridization
G-6-PDH
= glucose-6-phosphate dehydrogenase xxii
G-6-P
= glucose-6-phosphate
Gcg
= glucagon gene
GDPT
= glukosa darah puasa terganggu atau impaired fasting glucose (IFG)
GIP
= gastric inhibitory polypeptide
GIPR
= GIP receptor atau reseptor
GLP
= glucagon like peptide
GLP1R
= GLP1 receptor atau reseptor GLP1
Gluc
= glucagon
GNEFs
= guanine nucleotide exchange factors
GPCR
= G protein-coupled receptor
GRPP
= glicentin-related pancreatic peptide
GWAS
= genome-wide association studies
HDACs
= histone deacetylase
HGNC
= HUGO Gene Nomenclature Committee
HMG
= high mobility group
HOMA-%B
= homeostasis model assessment of percentage of beta cell function
HOMA-IR
= homeostasis model assessment of insulin resistance
HOMA-%S
= homeostasis model assessment of percentage of sensitivity
HNF-4α
= hepatocyte nuclear factor-4α
IFG
= impaired fasting glucose (IFG) atau glukosa darah puasa terganggu (GDPT)
xxiii
IMT
= indeks massa tubuh atau body mass index (BMI)
IP
= intervening peptides
IR-GIP
= immunoreactive GIP
IR-GLP1
= immunoreactive GLP-l
ISR
= insulin secretion rate
MPP
= Malmo Preventive Study
MPF
= major proglucagon fragment
mRNA
= messenger RNA
MTP
= microtittration plate
MTT
= meal tolerance test atau tes toleransi makanan
NAD+
= nicotinamide adenine dinucleotide
NADH
= reduced NAD
OPD
= o-Phenylenediamine dihydrochloride
PCR
= polymerase chain reaction
pERK
= phosphorylated ERK.
PKA
= protein kinase A
PPARγ
= peroxysome proliferation activated receptor γ
qRT-PCR
= quantitative reverse-transcriptase polymerase chain reaction
RNA
= ribosenucleic acid
RP
= rasio prevalensi
RRP
= the readily releasable pool
RT-PCR
= reverse transkriptase–polymerase chain reaction
SA-HRP
= HRP labeled streptoavidin
xxiv
SG
= secretory granules = granula sekretori
SNPs
= single nucleotide polymorphisms
SUR
= sulphonylurea receptor
TCF4
= T-cell transcription factor 4
TCF7L2
= transcription factor 7-like 2
TTGO
= tes toleransi glukosa oral atau oral glucose tolerance test (OGTT)
UN-TX
= untranslated regions of mRNA
WC
= waist circumference atau lingkar pinggang
Wnt
= wingless type
xxv
DAFTAR LAMPIRAN
halaman 1.
Rencana dan Jadwal Penelitian ………………………………………… 122
2.
Perkiraan Rincian Biaya ………………………………………………... 123
3.
Informasi Pasien dan Formulir Persetujuan ………………………….…. 124
4.
Formulir Persetujuan Tertulis ………………………………………...… 126
5.
Kuisioner Penelitian ……………………………………………………. 127
6.
Metode Tes Toleransi Glukosa Oral (TTGO) ………………………….. 129
7.
Metode Pemeriksaan Kadar Glukosa …………………………………..
8.
Metode Pemeriksaan Kadar Insulin ……………………………………. 132
9.
Metode Pemeriksaan GLP1 ……………………………...……………... 137
130
10. Ekstraksi DNA Dari Darah Tepi (Whole Blood) …………………......... 146 11. Polymerase Chain Reaction Restricted Fragment Length Polymorphism (PCR-RFLP) ……………………………………………………………. 150 12. Metode Isolasi mRNA …………………………………………………
159
13. Metode Identifikasi Varian Isoform mRNA gen TCF7L2 dengan RT-PCR ………………………………………………………………..
160
14. Keterangan Kelaikan Etik (Ethical Clearance) ……………………...... 162 15. Data Hasil Penelitian …………………………………………………… 165 16. Analisis Statistik ……………………………………………………….. 168
xxvi
