线粒体DNA突变与相关人类疾病

在过去的20年里, 人们发现线粒体DNA(mitochondrial DNA, mtDNA)突变与多种人类疾病相关, 其致病范围从单器官组织损害到多系统受累。文章目的在于探讨mtDNA突变与人类疾病的关系。文章重点论述: (1)线粒体遗传学特征; (2) mtDNA突变与人类遗传性疾病; (3)体细胞mtDNA突变在衰老和肿瘤中的作用; (4)mtDNA疾病的诊断和治疗。     

线粒体蛋白酶与人类疾病

线粒体是真核细胞的重要细胞器,在能量转换、细胞应激、脂质合成以及细胞凋亡中具有调节作用.许多线粒体蛋白酶参与蛋白质运输、加工激活和降解过程.其中, ATP依赖性的线粒体蛋白酶通过其AAA+结构域(ATP associated multiple activity domain, AAA domain)利用ATP水解来执行线粒体蛋白质质量控制和调节蛋白降解.线粒体蛋白酶活性的改变会导致线粒体功能障碍,从而导致多种人类疾病,包括心血管疾病、神经退行性疾病、衰老和肿瘤等.本文重点综述线粒体蛋白酶1(Lon protease 1, LONP1)、酪蛋白水解蛋白酶P(caseinolytic protease, ClpP)、m-AAA(IMM-embedded AAA face to matrix)和i-AAA(IMM-embedded AAA face to intermembrane space)蛋白酶四种ATP依赖性线粒体蛋白酶及其功能,并阐述其与人类疾病的相关性和临床意义.     

人类线粒体DNA突变与癌症

细胞中的线粒体在细胞的能量代谢等功能中发挥了重要的作用。 人类的肿瘤形成与线粒体DNA (mtDNA)存在着复杂的关联, 在多种癌细胞中均检测到mtDNA的突变。文章综述了癌细胞中的mtDNA突变与癌症发 生的相关性, 并讨论了部分突变产生的原因及在癌症中进行mtDNA突变检测的应用前景。     

人类线粒体tRNA生物合成与线粒体疾病

线粒体是普遍存在于真核细胞中的一类细胞器.每个线粒体含有多个拷贝的闭合环状双链DNA. 人类线粒体DNA (mitochondrial DNA, mtDNA)共编码22种线粒体tRNA(mitochondrial tRNA,mt tRNA), 2种rRNA 及13种多肽.mt tRNA独特的结构特点决定了它们与具有典型三叶草结构的细胞质 tRNA不同.编码mt tRNA的基因突变频率较高,这可能是引起线粒体功能障碍的主要原因之一. 同时 ,这与很多病理现象相关.目前发现,大量与mt tRNA生物代谢和功能相关的核因子包括加工内切酶、 tRNA修饰酶和氨酰-tRNA合成酶.这些核因子的异常导致了疾病相关的tRNA致病突变.由此可见mt tRNA功能对于线粒体活性的重要性.     

线粒体DNA和人类进化

线粒体ＤＮＡ（ｍｔＤＮＡ）由于自身比较独特的遗传特性（母系遗传、缺乏重组和进化速率高）而被广泛地应用于人类群体的起源和演化研究。通过对其全序列的限制性酶切和Ｄ－环高变区序列数据的分析,ｍｔＤＮＡ较好地阐明了人类学中诸如现代人类起源、人群过去动态的估计以及单个人群的区域性微分化和人口历史学等问题。综述了近年来世界各人群ｍｔＤＮＡ的研究进展、研究方法的改进、ｍｔＤＮＡ与核基因标记结果的异同、ｍｔＤＮＡ     

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.     

线粒体自噬与人类疾病

线粒体在生物体的新陈代谢中起着非常重要的作用,不仅为代谢活动提供能量,还可以产生具有信号传递和基因调节作用的活性氧．线粒体发生功能障碍或损坏都可能造成严重的后果,甚至导致细胞死亡．受损线粒体通常通过线粒体自噬降解,研究发现线粒体自噬紊乱与多种疾病发生有关．本文阐述了线粒体自噬的调节机制和介导途径,详细论述了近年来线粒体自噬在神经退行性疾病、心脏病及肿瘤中的作用,总结指出线粒体自噬的两面性,即一方面正常范围内的线粒体自噬可以维持人体细胞的正常生理机能,另一方面,线粒体自噬水平过高和过低都会引发疾病．     

线粒体DNA突变与心脏疾病

mtDNA突变与心脏疾病的关系是一个较新的研究课题，近年来有研究提出扩张型和肥厚型心肌病，缺血性心脏病，心脏传导阻滞以及老年心脏病均与mtDNA变突有关，本对此作一概述。     

线粒体单体型与线粒体相关的人类疾病

线粒体是一种拥有自身遗传体系的半自主细胞器,它的遗传物质线粒体DNA(mitochondrial DNA,mt DNA)随着人类的迁移、隔离、进化而形成了广泛的线粒体基因组多态性,同一祖先所具有的一些相同mt DNA SNP位点的集合称为线粒体单体型.不同的线粒体单体型会在一定程度上影响线粒体功能,从而影响整个细胞的生长,并在某些情况下导致一些个体的病变,例如Leber遗传性视神经病变、母系遗传性耳聋、Ⅱ型糖尿病、帕金森以及各种癌症等复杂疾病.本文列举总结了几种线粒体相关疾病及其与线粒体单体型如A、B、D、F、G、H、J、K、M、N、T、U、Y及一些有特点的多态位点如G11778A、A1555G、T3394C、G10398A等的相关性.     

线粒体铁代谢与人类疾病的研究进展

线粒体铁代谢的研究主要包括两个方面：铁在胞质和线粒体之间的转运和调控;铁硫簇和血红素在线粒体内的合成与转运。目前认为线粒体铁的转入主要是与mitoferrinl／2（MFRNl和MFRN2）和ABCBl0有关,运出可能与ABCB6和／或ABCB7有关,转运和调控的具体机制不是很清楚,推测与某种含有铁硫簇的信号分子有关。哺乳动物铁硫簇的合成可以发生在胞质和线粒体内,但以线粒体为主;真核生物中与铁硫簇合成相关的蛋白达二十多种,其中FXN、ISCS、ISDll和ISCU及其同系物被认为是核心组分。血红素的合成起始和终止发生在线粒体内,终止步骤为亚铁螯合酶将铁插入原卟啉IX,该酶活性又依赖于铁硫簇。因此,铁硫簇的合成与调控是线粒体铁代谢的核心,也是整个细胞铁运作的核心。本文主要围绕线粒体铁代谢特别是铁硫簇的合成异常引起的疾病做一简单的综述。     

人类线粒体DNA的分子遗传特性

人类线粒体DNA(mitochodrialDNA,mtDNA)是存在于细胞核外唯一的遗传物质,具有独特的分子遗传特性,mtDNA突变可导致人类各种退行性疾病和与衰老相关的疾病发生。     

线粒体氧化磷酸化的异常与人类疾病

线粒体的OXPHOS在三个方面发挥作用:提供能量、形成ROS及启动凋亡。参与该过程的酶主要有酶复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ,所有影响这些酶正常发挥作用的因素都会导致氧化磷酸化的异常,进而引发各种疾病。基因治疗对线粒体疾病可能有效。     

线粒体DNA与DNA甲基化

线粒体是除细胞核之外唯一携带遗传物质的细胞器,其线粒体DNA（mitochondrial DNA,mtDNA）控制着线粒体一些最基本的性质,对细胞功能有着重要影响.DNA甲基化是调节基因表达的重要方式之一.研究表明mtDNA存在CpG位点的低甲基化,并且mtDNA基因的表达受核DNA（nuclear DNA,nDNA）及线粒体自身DNA甲基化的调控,mtDNA和nDNA协同作用参与机体代谢调节和疾病发生发展过程.就近年来mtDNA与DNA甲基化的关系作一综述.     

人类线粒体DNA世系的系统发育关系研究

本文以人类线粒体DNA为例,回顾了其系统发育关系的重建的研究历史,进而总结介绍了该分析方法在人类进化历史研究、线粒体DNA数据质量评估以及疾病相关线粒体DNA突变的甄别等方面的应用,以期对该方法在国内的推广应用有所裨益。     

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突变相关疾病的基因治疗

越来越多的疾病被发现与线粒体DNA突变有关,这些疾病危及各个年龄层次,病人症状往往呈进行性加重,最后严重致残或致死。在目前尚无理想治疗方案的情况下,基因治疗却展现了其成为有效治疗途径的潜力。本文就线粒体DNA突变相关疾病分子机理及其基因治疗的几种可能的途径进行了初步的探讨。     

线粒体DNA突变相关疾病的基因治疗

mtDNA是动物细胞染色体外唯一存在的遗传物质,mtDNA突变相关疾病正越来越为人们所认识,但目前尚无有效的治疗手段。应用亲脂质阳离子,构建靶向线粒体PNA,转线粒体移植手段。以及构建mtDNA样质粒,都可能是今后的研究方向。     

人类线粒体DNA变异的检测方法和思路

基于线粒体DNA（mtDNA)的研究对于人群源流迁移、线粒体相关疾病病因的探讨和法医鉴定等具有重意义,就检测人线粒体突变的一些常用方法,如RFLP、SSO和控制区测序等作一小结和归纳,并重点介绍目前mtDNA突变的筛选方法和思路,另外,还总结了近年来对人mtDNA方面的研究结果,对世界人群中主要单倍型类群（haplogroup)特征变异位点和相应的酶切检测引物作了归纳。