线粒体功能障碍与慢性肝病

线粒体不仅作为细胞能量的代谢中心,而且在参与物质代谢中发挥重要作用。线粒体含有多种限速酶用于嘧啶和血红素合成、氧化磷酸化、自由基生成和解毒、胆固醇和神经递质代谢,以及凋亡程序的执行。线粒体功能障碍主要表现在线粒体形态结构的改变、ATP合成减少、活性氧物种的过度产生、动力学失衡和mtDNA损伤。因功能受损参与多种疾病,包括神经系统疾病、心血管系统疾病、肝脏疾病、肾脏疾病、糖尿病以及DNA损伤反应相关的癌症的发生与发展。本文就近年来关于线粒体功能障碍与慢性肝病关系的研究作一综述,旨在为靶向线粒体治疗肝脏相关疾病提供研究思路。     

线粒体疾病小鼠模型的建立及病理生理学研究

线粒体疾病是机体ATP合成障碍、供能不足引起的多系统疾病。近十年来,随着线粒体疾病小鼠模型的不断建立和完善,发现核DNA（nuclear DNA,nDNA）或（和）线粒体DNA（mitochondrial DNA,mtDNA）突变造成线粒体氧化磷酸化功能缺陷是其发病的主要原因。将着重介绍线粒体氧化磷酸化功能缺陷导致线粒体疾病的小鼠模型的建立及其病理生理学特点。     

线粒体转录终止因子蛋白家族研究进展

线粒体转录终止因子蛋白的作用是与线粒体DNA的特异位点结合,导致线粒体基因转录停止。近年来,随着人们对线粒体基因转录机制和人线粒体疾病的深入研究,线粒体转录终止因子的功能开始受到人们的关注。本文介绍了线粒体转录终止因子及其家族成员的研究进展和有待解决的一些问题。     

人类线粒体DNA异质性研究进展及其法医学应用

线粒体DNA(mitochondrial DNA mtDNA)的异质性自从被发现以来,一直被遗传学、进化学、发育遗传学以及法医遗传学、分子生物学领域所重视。由于线粒体异质性的存在,使得很多涉及疾病、进化、系统发育线粒体基因组与核基因组的相互作用关系、线粒体DNA复制机制以及法医学运用线粒体DNA进行实际案件评估的问题变得复杂化。此外线粒体DNA异质性的发生原因以及对线粒体异质性的检测方法标准化问题还没有一个统一的答案。针对线粒体DNA异质性带来的种种问题,近年来国内外取得了不少研究进展。     

线粒体DNA异质性

线粒体 DNA（mitochondrial DNA,mtDNA）是线粒体内最重要的遗传物质。mtDNA 突变普 遍存在,突变型 mtDNA 与野生型 mtDNA 共存的现象被称为 mtDNA 异质性。mtDNA 异质性与衰老和多种疾病密切相关。mtDNA异质性特性、mtDNA 异质性与衰老和疾病相关性以及线粒体疾病的治疗等都是近年来遗传学研究的热点。本文从 mtDNA 异质性的动态变化、组织特异性、mtDNA 异质性与疾病以及线粒体疾病的治疗等方面对 mtDNA 异质性进行综述。     

线粒体DNA和疾病

人线粒体DNA是含有16569 bp的闭环双链分子.它为13种氧化磷酸作用酶的亚单位、结构rRNAs和tRNAs编码.近年来很多引起人类疾病的线粒体DNA突变已被确定,如眼盲、耳聋、心力衰竭和人类退行性疾病等.线粒体DNA疾病可能比先前想象的多.     

靶向核酸酶在线粒体基因组编辑中的应用

线粒体基因组(mt DNA)的突变可导致多种人类疾病,其中绝大多数的mt DNA突变是异质性的:即在细胞中同时存在突变型和野生型的mt DNA,当突变型mt DNA的比例达到一定阈值时,就会引发疾病的发生。线粒体靶向的核酸内切酶可以诱导mt DNA异质性的改变,将突变型mt DNA的含量控制在发病阈值之下,从而达到疾病治疗的目的。本研究介绍了线粒体靶向的锌指核酸酶(ZFN)、类转录激活样效应因子核酸酶(TALEN)、规律成簇间隔短回文重复序列(CRISPR/Cas)以及常规的限制性核酸内切酶(restriction endonuclease,RE)在线粒体基因组编辑及疾病治疗中的应用。     

线粒体DNA在分子进化研究中的应用

线粒体作为古老的细胞器广泛存在于真核生物中,由于线粒体DNA的高进化速率,已被作为DNA标记广泛应用于现代分子生物学研究。长期以来,线粒体DNA一直被认为是中性进化或者受到纯净化选择。线粒体通过氧化呼吸链提供>95%的动物运动所需的自由能,并提供保持体温的热能。据此,近期已有研究推测并验证了线粒体与动物运动能力及气候适应性的相关性。该文简述线粒体基因组成及其进化,通过列举线粒体DNA在分子进化研究中的应用(如利用线粒体DNA重建物种的系统发育关系、从线粒体DNA角度分析生物能量代谢的适应性进化以及线粒体DNA密码子重定义对生物适应性的作用等),概述了线粒体DNA的分子进化研究。     

线粒体功能障碍在糖尿病肾病进展的作用

糖尿病肾病是糖尿病微血管并发症之一,亦是引起终末期肾脏病的主要原因。目前各种临床治疗手段并没有阻止糖尿病肾病患者肾功能的进行性减退。因此,当务之急是进一步研究糖尿病肾病的发病机制,并从中寻找新的治疗靶点。大量研究结果显示线粒体功能障碍在糖尿病肾病的发生发展过程中具有重要作用。正常线粒体功能的维持依赖于多方面因素的共同参与,如线粒体质量控制机制、线粒体DNA等。这篇综述回顾了关于线粒体与糖尿病肾病相关文献,阐述线粒体功能障碍在糖尿病肾病进展中可能的作用。     

外源性线粒体DNA在细胞内的重建(简报)

近年来发现人类多种神经肌肉疾病存在线粒体电子传递链(electron transport chain,ETC)缺陷。由于线粒体在遗传上受核基因和线粒体基因双重控制,给确定ETC缺陷的来源造成困难。转线粒体DNA技术是线粒体同无线粒体DNA的细胞(ρ°cells)融合,形成转线粒体DNA细胞系(mtDNA-transferred cell line,也称cytoplasmic hybrids,简称cybrids),使病人的线粒体DNA(mito-     

心脏衰老与线粒体治疗

随人口老龄化进程加速,由心脏衰老引发的各类心血管疾病已成为不可忽略的健康问题。心脏中,约95%的ATP来源于心肌线粒体,以维持心脏泵血功能。线粒体功能障碍可导致心肌能量不足,心肌细胞受损死亡或心肌衰老。因此,线粒体的功能完好对于维持心脏正常功能具有重要作用,并被认为是心脏衰老的一个关键特征。本文对心脏衰老与线粒体功能障碍进行综述,主要概述了衰老心脏的特征,衰老心肌细胞线粒体结构与功能的变化,重点阐述线粒体功能障碍导致心脏衰老的5大因素,包括线粒体形态数量的改变,线粒体DNA突变,线粒体质量控制失败,线粒体酶的改变,线粒体相关代谢产物及应激信号的变化。总结了靶向线粒体的心脏衰老治疗方式及作用机制,同时探讨了靶向年龄相关的线粒体治疗心脏衰老的现状和未来方向。     

首发未服药精神分裂症患者中线粒体DNA拷贝数及其与血脂指标的相关性分析

精神分裂症是一种重度的精神疾病,伴发严重的能量代谢失衡。其中,脂代谢的异常近年来受到越来越多的关注。多项研究表明,线粒体在精神分裂症患者代谢异常的过程中发挥重要的作用。线粒体DNA拷贝数是线粒体含量及完整性的重要指标,直接参与线粒体的多项重要功能。本研究旨在通过考察首发精神分裂症患者线粒体DNA拷贝数的变化特征及其与相关代谢指标之间的相关性,为阐明精神分裂症代谢异常的机制提供支持。本研究共计纳入82例首发且未服用抗精神病药物的精神分裂症患者和77例健康对照,采用荧光定量PCR技术进行线粒体DNA拷贝数的检测,并进行了临床信息和血脂指标的采集。结果表明,精神分裂症患者组的线粒体DNA拷贝数显著低于健康对照组（P=0.000572,FC=-1.22）。血脂指标中,患者组的HDL-c显著低于健康对照组（P=0.001, FC=-1.12）,LDL-c（P=0.009, FC=1.09）、CHOL/HDL-c（P=0.000019, FC=1.17）、TG/HDL-c（P=0.000656, FC=1.31）和LDL-c/HDL-c（P=0.000004, FC=1.30）均显著高于健康对照组。相关性分析表示,在健康对照组中,mtDNA拷贝数与TG显著负相关（r=-0.232, P=0.0499）,与TG/HDL-c（r=-0.235, P=0.052）呈负相关,但不显著;在精神分裂症患者组,mtDNA拷贝数与各血脂指标的关系都不显著。本研究为精神分裂症患者的线粒体功能障碍、脂代谢异常提供了证据,提示了线粒体在精神分裂症患者并发心血管代谢疾病高风险中可能的重要作用。     

首发未服药精神分裂症患者线粒体DNA拷贝数及其与血脂指标的相关性

精神分裂症是一种重度的精神疾病,伴发严重的能量代谢失衡。其中,脂代谢的异常近年来受到越来越多的关注。多项研究表明,线粒体在精神分裂症患者代谢异常的过程中发挥重要的作用。线粒体DNA拷贝数是线粒体含量及完整性的重要指标,直接参与线粒体的多项重要功能。本研究旨在通过考察首发精神分裂症患者线粒体DNA拷贝数的变化特征及其与相关代谢指标之间的相关性,为阐明精神分裂症代谢异常的机制提供支持。本研究共计纳入82例首发且未服用抗精神病药物的精神分裂症患者和77例健康对照,采用荧光定量PCR技术进行线粒体DNA拷贝数的检测,并进行了临床信息和血脂指标的采集。结果表明,精神分裂症患者组的线粒体DNA拷贝数显著低于健康对照组(P=0.000572,FC=-1.22)。血脂指标中,患者组的HDL-c显著低于健康对照组(P=0.001,FC=-1.12),LDL-c(P=0.009,FC=1.09)、CHOL/HDL-c(P=0.000019,FC=1.17)、TG/HDL-c(P=0.000656,FC=1.31)和LDL-c/HDL-c(P=0.000004,FC=1.30)均显著高于健康对照组。相关性分析表示,在健康对照组中,mtDNA拷贝数与TG显著负相关(r=-0.232,P=0.0499),与TG/HDL-c(r=-0.235,P=0.052)呈负相关,但不显著;在精神分裂症患者组,mtDNA拷贝数与各血脂指标的关系都不显著。本研究为精神分裂症患者的线粒体功能障碍、脂代谢异常提供了证据,提示了线粒体在精神分裂症患者并发心血管代谢疾病高风险中可能的重要作用。     

人线粒体DNA复制控制区与疾病和衰老的关系

线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)复制控制区(又称D-环区)是线粒体非编码区中较为重要的区域,参与并调节线粒体DNA的复制与转录。然而,与核基因组不同的是,线粒体DNA的复制与转录并不是相互独立的,而是存在着密切的联系。从目前的研究看来,复制控制区的某些变化很可能会引起mtDNA复制、转录的变化,从而导致线粒体功能的变化,最终引起线粒体疾病或衰老的发生。     

mtDNA拷贝数的生物学意义及其调控

线粒体是细胞能量和自由基代谢中心,并在细胞凋亡、钙调控、细胞周期和信号转导中发挥重要作用,维持线粒体功能正常对于细胞正常行使职能意义重大。线粒体的功能与线粒体DNA（mitochondrial DNA,mtDNA）的数量和质量紧密相关,mtDNA的数量即mtDNA拷贝数又受到mtDNA质量的影响,因此mtDNA拷贝数可作为线粒体功能的重要表征。mtDNA拷贝数变异引起线粒体功能紊乱,进而导致疾病发生。本文综述了mtDNA拷贝数变异与神经退行性疾病、心血管疾病、肿瘤等疾病的发生发展和个体衰老之间的关系,以及mtDNA复制转录相关因子、氧化应激、细胞自噬等因素介导mtDNA拷贝数变异的调控机制。以期为进一步深入探究mtDNA拷贝数调控的分子机制,以及未来治疗神经退行性疾病、肿瘤及延缓衰老等提供一定的理论基础。     

线粒体蛋白质组学研究进展

线粒体是真核生物中重要的细胞器,其包含的全部蛋白质称为线粒体蛋白质组。人类线粒体大约包含1500多种蛋白质,由核基因和线粒体基因共同编码。线粒体是细胞能量合成和物质代谢的中心,其功能障碍将直接或问接引起许多疾病。目前线粒体蛋白质组学正是系统性地研究线粒体在生理、病理过程中的功能变化以及研究疾病发生机制的重要方法。将线粒体蛋白质组的研究方法、研究进展、线粒体蛋白质组的性质及其在相关疾病研究中的作用进行综述,并对线粒体蛋白质组学在疾病发生机制和诊断治疗中的发展前景进行展望。     

人类多种疾病中mtDNA拷贝数的变化

线粒体是细胞能量和自由基代谢中心,在细胞生命活动中发挥着重要作用,而mt DNA拷贝数是决定线粒体功能的重要因素。由于mt DNA缺乏组蛋白的保护和损伤修复系统,又暴露在氧化磷酸化产生的高氧环境中,易受损引起拷贝数变化,从而影响线粒体的功能。大量研究表明,多种疾病的发生发展与mt DNA拷贝数变化密切相关。该文综述了癌症、神经退行性疾病、心脑血管疾病、精神疾病等各种疾病中mt DNA拷贝数的变化情况,以期从中发现疾病相关mt DNA拷贝数的变化规律和调控机制。     

线粒体疾病与核基因－线粒体基因的表达调控

线粒体与疾病是当前生物医学领域最前沿之一。本文简单介绍线粒体生物医学的基础知识、线粒体疾病的遗传模式,综述了近年来在线粒体DNA（mtDNA）突变和疾病、核基因突变和疾病等领域的研究进展,着重阐明核基因（特别是核修饰基因）调控mtDNA突变致病表达的分子机制。     

线粒体拟核结构及相关疾病研究进展

线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)与一系列蛋白质相互作用形成核蛋白复合体,并包装折叠成类似原核生物拟核的结构,称为线粒体拟核(mitochondrial nucleoid)。参与线粒体拟核组成的相关蛋白包括线粒体转录因子、线粒体单链DNA结合蛋白以及多种参与线粒体中代谢途径的多功能蛋白。线粒体拟核结构的阐明对于进一步研究线粒体形态与功能以及mtDNA的遗传模式、基因表达调控具有重要意义。本文综述了线粒体拟核结构的最新研究进展,着重介绍组成拟核结构的重要蛋白,以及这些蛋白如何将mtDNA与柠檬酸循环等线粒体重要代谢途径相联系。同时,拟核相关蛋白(nucleoid-associated protein)的异常涉及多种人类疾病,这为研究线粒体相关疾病提供了新的思路。