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目的: 线粒体病是一类在婴幼儿中多发和早发遗传性疾病,分为核基因遗传和线粒体基因遗传,发病原因主要由于线粒体氧化磷酸化系统缺陷导致。本研究的主要目的在于揭示线粒体m.12955A>G突变在导致氧化磷酸化系统缺陷中的作用,为临床诊断提供参考。 方法: 1.分析线粒体罕见病的41个家系的线粒体全基因组,利用mitomap,Google,mtSNP等数据库,排除已知突变和mtDNA多态性位点后,获得了一例未被报道的候选突变(m.12955A>G)家系,该突变位于线粒体亚基ND5上,在161例人组织测序结果中也未发现该突变。 2.患者为一女性,临床症状为发育不良以及运动不耐受,利用qPCR分别对患者家系的成员进行突变检测,确定突变在该家系成员中的异质性。 3.获取患者外周血,提取血小板,同143Bρ0融合,挑取细胞克隆,构建核背景相同,异质性不同的细胞株,从细胞水平实验验证该突变是否为致病性突变。 结果: 1.临床酶活性检测发现,患者的复合体Ⅰ(NADH脱氢酶)和复合体Ⅳ(细胞色素C氧化酶)酶活性均偏低,其他复合体活性处于正常水平。 2.检测发现患者和母亲均携带该突变。患者血液中异质性为50.1%,尿液中为63.2%,母亲血液中则为32%。对构建的细胞株验证后得到了三株细胞克隆#17,#9,#18,异质性分别为21.76%,65.21%,98.14%。 3.三个细胞复合体含量水平的检测发现,#18细胞完整的CⅠ以及CⅣ均比#17和#9细胞少,#9细胞相较于#17细胞并没有减少;胶内酶活性也发现#18细胞的CⅠ和CⅣ活性也偏低。 4.线粒体氧耗分析,三个细胞间基础氧耗没有明显的差异,相对于#17细胞趋势是降低的,9和#18细胞偶联性耗氧均比#17细胞低,同时它们的呼吸效率也相对较低。 5.ATP,ROS,乳酸检测发现,#18细胞总的ATP生成量明显比#9和#17细胞少,而且#18细胞CⅠ依赖的ATP生成量比#17和#9细胞也要少很多。毒性物质乳酸以及总的ROS的生成量却明显高出很多。在同143BWT细胞的比较中,也发现了相同的结果。线粒体酶活性检测也发现#9细胞的CⅠ活性比#17细胞明显偏低。 结论: 临床上发现了一例患有发育落后以及运动不耐受的患者,基因检测发现该患者携带m.12955A>G异质性突变,构建一些列该突变的异质性细胞株后,通过对这些细胞株的功能实验发现,高异质性的突变会导致线粒体各项功能紊乱,完整的复合体Ⅰ和复合体Ⅳ减少,致使氧化磷酸化系统缺陷,最终导致疾病的发生。该突变为一致病性突变,有望为临床诊断提供参考。