MODY1的发病与HNF-4α基因突变有关,HNF-4α亦称为腺苷酸脱氨酶(ADA)。HNF-4α是胆固醇/甲状腺激素受体(类固醇激素受体)超家族的成员,也是HNF-1α表达的上游调节因子,在肝脏、肾脏和肠中有很高的表达,在胰岛细胞和胰岛素瘤中也有表达。提示它在这些组织基因表达的特异性调节中同样起着重要作用,包括:①调节胰岛β细胞中胰岛素基因表达以及葡萄糖转运体和糖代谢酶的基因表达;②在肝脏,则调节参与糖、胆固醇和脂肪酸代谢的基因的 表达;③此外,HNF-4α还参与HNF-1α的表达。Stoffel等认为HNF-4α通过调节葡萄糖转运体(GLUT2)和糖酵解(糖酵解醛缩酶B、3-磷酸甘油醛脱氢酶和丙酮酸激酶)来维持糖酵解的平衡。到目前为止,在MODY家系中已报道了HNF-4α基因多个不同位点的突变,如Q268X、G115S、F75fsdelT、K99fsdelAA、R127W、R154X、E276Q、G326R、T339I和W340X等。
HNF-4α催化腺嘌呤核苷(A)和脱氧腺嘌呤核苷(dA)的代谢,使它们脱氧生成腺嘌呤核苷和脱氧核苷。HNF-4α突变,导致脱氧腺嘌呤核苷代谢受阻使其浓度升高,同时其相应的5’-三磷酸衍生物的dATP浓度升高,从而抑制核糖核苷酸还原酶活性,阻断脱氧腺嘌呤核苷酸前体合成,使DNA复制受阻。脱氧腺嘌呤核苷对β细胞的毒性最强。这是因为在未成熟的β细胞中,腺嘌呤核糖核苷代谢旺盛,β细胞内脱氧腺嘌呤核苷激酶活性增高,使dATP消耗增加,蛋白合成减少,β细胞得不到代谢所需的能量和营养物质,导致细胞死亡,随着年龄的增长,病情加重,临床体征出现,由此最终导致MODY1 的发生。