线粒体疾病的分子生物学检验.pptx

线粒体疾病的分子生物学检验Molecular diagnosis for mitochondrial related disorders线粒体（Mitochondrion）1. 真核细胞中的细胞器，二分裂方式进行新陈代谢，平均寿命10天2. 多数细胞含几个到几千个线粒体3. 每个线粒体含2-10 线粒体DNA（mtDNA）线粒体功能能量代谢 ATPMitochondrial Disease.Chest 2001; 120:634–648其他功能 储存钙离子 调节膜电位并控制细胞程序性死亡 细胞增殖与细胞代谢的调控 合成胆固醇及某些血红素 产热 ——Wikipedia线粒体病 Mitochondrial disorders发现- 1962 年， Lufe 等发现一位年轻的瑞典妇女伴有异常增高的基础代谢率，同时伴有线粒体结构的异常和氧化磷酸化功能的异常。直到1988年， Wallace 等报道了首例由线粒体 DNA突变引起的人类疾病，明确了mtDNA 突变可引起人类疾病。 定义- 是遗传缺陷引起线粒体异常，致使ATP合成障碍、能量来源不足等导致的一组异质性病变，又称为线粒体细胞病。发病率- 约为1:5000（约每5000人中1人发病）Smeitink 2006线粒体病 mitochondrial disorders—— 是一组高度临床变异性和遗传异质性的疾病16,569 bp circular double stranded (mtDNA) 20%线粒体蛋白1,500 nuclear genes 80% ——Shoubridge, 2001; Schapira，2000 structural protein of the OXPHOS complexes protein required for assembly of OXPHOS complexes proteins involved in mtDNA translation proteins involved in mtDNA maintenance proteins involved in mitochondrial fusion and fissionDouglas C. Wallace, 1817–1819进一步导致线粒体功能异常：①底物的运输缺陷；②底物的利用缺陷；③柠檬酸循环异常；④氧化磷酸化脱偶联；⑤呼吸链异常。发病特点遗传异质性 核基因突变——常染色体隐性、显性遗传或X-连锁遗传 婴幼儿起病较常见 线粒体基因突变——母系遗传 （突变的mtDNA在母血增加，受累及的后代发病频率增加）mtDNA突变与临床表型之间关系复杂，主要表现为同一种mtDNA突变可以引发多种不同的疾病表型，而同一种疾病表型又可以由多种不同的mtDNA突变诱导。核基因突变 编码线粒体结构蛋白的核基因突变进行性外眼肌麻痹（PEO）、线粒体神经肠胃脑肌病、Leigh氏综合征 线粒体蛋白质翻译相关的核基因突变2004年Miller等首次报道核基因编码的线粒体核糖体蛋白亚单位16(MRPS16)纯合突变，导致先天畸形伴张力衰竭、四肢水肿、肝转氨酶活性升高并乳酸亚基中毒症， 该女婴在出生后3天死亡。线粒体基因突变一般特点 突变的影响： 引起呼吸链功能缺陷 氧化磷酸化酶异常 阈值效应：组织特异性 突变的 mtDNA 在复制分离时可能不均等分配 母系遗传：不同突变后代发病风险不同。 相比A8344G突变，携带 A3243G 突变的母系后代更容易发病。 突变分布：同质性——各器官组织分布相同 异质性——不同组织、细胞分布不同 母系遗传 （Maternal Inheritance）同质性突变与异质性突变线粒体基因同质性（Homoplasmy）0 或 100%异质性（Heteroplasmy） 0-100%核基因纯合子（Homozygous） 0 或 100%杂合子（Heterozygous）50%mtDNA同质性/异质性突变与阈值线粒体基因突变点突变 目前已报道的mtDNA 点突变将近330种，涉及mtDNA编码的各个基因，其中结构基因突变177种、tRNA基因突变137种、rRNA基因突变12种、D-Loop区突变2种 LHON、线粒体脑肌病合并乳酸血征及卒中发作综合征、肌阵挛癫痫、破碎红纤维病、母系遗传糖尿病伴耳聋综合征等重排 重排突变逾数百 遗传性痉挛性截瘫等 (http：//)线粒体疾病是复杂性疾病遗传方式复杂常染色体隐性遗传（Autosomal Recessive）常染色体显性遗传（Autosomal Dominant）性连锁遗传（Sex linked）母系遗传（Maternally inherited）临床表型复杂累及多系统（Multisystemic involvement）影响几乎所