携带线粒体tRNA~(Thr)15910C>T突变和12S rRNA 1555A>G突变的非综合征型耳聋家系的线粒体功能研究

该研究旨在探讨一个非综合征型耳聋(nonsyndromic hearing impairment,NSHI)家系中线粒体t RNAThr 15910CT和12S r RNA 1555AG基因突变共同作用对线粒体功能的影响。该研究建立了同时携带线粒体t RNAThr 15910CT和12S r RNA 1555AG基因突变(双突变组)、仅携带12S r RNA 1555AG基因突变(单突变组)和对照组的永生化淋巴细胞,这3组细胞系的线粒体DNA单体型均属于R单体型。对该家系的临床资料进行分析,当包括使用氨基糖苷类抗生素(aminoglycoside antibiotics,Am An)的药物性耳聋家系成员时,此家系耳聋外显率为37.5%;当排除用药的耳聋成员时,耳聋外显率是25.0%;相比之下,在用药和未用药的情况下,已报道的14个m.1555AG的耳聋家系的平均外显率只有12.8%和6.1%。通过对双突变组、单突变组和对照组永生化细胞系的线粒体功能进行研究,结果发现与对照组相比,双突变和单突变组细胞系的ROS水平分别上升了19.08%(P=0.005 4)和9.05%(P=0.003 7);ΔΨm水平分别下降了47.78%(P=0.006 3)和35.39%(P=0.0245);复合体II活力分别下降了8.26%(P=0.721 1)和19.48%(P=0.004 9),复合体IV活力分别下降了32.75%(P=0.033 5)和27.44%(P=0.180 5)。m.1555AG与m.15910CT共同作用,导致ROS生成量升高,ΔΨm水平下降以及线粒体呼吸链复合体IV活力降低等线粒体功能缺陷,提示m.15910CT可能是m.1555AG导致耳聋的继发性突变。     

线粒体DNA G7444A突变可能影响A1555G突变的表型表达

线粒体12S rRNA和tRNASer(UCN) 基因是导致非综合征型听力损失的两个突变热点区域。作者收集了1个母系遗传感音神经性聋家系, 该家系同时携带线粒体DNA (mtDNA) A1555G和G7444A突变。临床资料分析表明, 该家系包括药物致聋的耳聋外显率(所有耳聋患者/所有母系成员)为58%, 而非药物致聋的耳聋外显率(非药物性聋患者/所有母系成员)为25%, 明显高于其他携带A1555G突变的耳聋家系。先证者的线粒体全序列分析表明, 该线粒体基因组共有28个多态位点, 属于东亚人群B4c1单体型。在这些多态位点中, 除A1555G和G7444A突变外, 未发现其他有功能意义的突变。这表明mtDNA G7444A突变可能加重由A1555G突变造成的线粒体功能缺失, 从而增加耳聋的外显率。     

线粒体tRNAThr G15927A突变可能影响耳聋相关的12S rRNA A1555G突变的表型表达

摘要: 对1个中国汉族耳聋家系进行了临床和分子遗传学特征分析。家系中听力下降的母系成员表现为程度不等、听力图形态不同的听力损害, 但同为双侧对称的感觉神经性耳聋。该家系耳聋外显率很高, 包括药物致聋的耳聋外显率为75%, 而非药物致聋的外显率为41.7%。对母系成员进行线粒体DNA(mtDNA)全序列扩增分析, 发现了耳聋相关12S rRNA A1555G同质性突变位点和多态性位点, 属于东亚人群B5b单体型。在这些变异位点中, mtDNA 15927位点的G-A碱基变化破坏tRNA^Thr反密码子结构上十分保守的C-G碱基对, 这可能加重由A1555G突变造成的线粒体功能缺陷。这表明tRNAThrG15927A突变可能增强携带12S rRNA A1555G的中国汉族耳聋家系的外显率和表现度。     

25个携带线粒体12S rRNA A1555G 突变的中国汉族非综合征型耳聋家系

线粒体12S rRNA A1555G突变是引起氨基糖甙类药物诱导的非综合征型耳聋的重要原因之一。文章对收集的25个携带A1555G突变的中国汉族非综合征型耳聋家系进行了临床和分子遗传学评估。结果表明,这25个家系的母系成员在耳聋外显率、听力损失严重程度和发病年龄上存在较大差异。当包括和不包括氨基糖甙类药物使用史时,耳聋的平均外显率分别为28.1%和21.5%,排除氨基糖甙类药物时,耳聋的平均发病年龄从1~15岁不等。线粒体全序列分析发现了16个新变异,不同的线粒体DNA多态性位点显示这25个家系分别属于东亚人群A、B、D、F、G、M、N和R单倍型,其中线粒体单倍型B的家系耳聋外显率和表现度较其他单倍型高。此外,7个继发突变位点和21个高保守性位点突变可能增加了这些家系的耳聋外显率。GJB2基因上未检测到与耳聋相关的突变,表明在本研究的耳聋家系中,GJB2基因可能没有参与A1555G突变的表型表达。以上各方面提示,线粒体单倍型和其他因素可能参与了这25个家系耳聋患者的表型修饰。     

携带线粒体CO1/tRNA~(Ser(UCN))7444G>A突变和12S rRNA 1555A>G突变的非综合征性耳聋家系的线粒体功能研究

该研究通过构建携带突变的血小板融合细胞系,探讨12S r RNA 1555AG和CO1/t RNA~(Ser(UCN))7444GA突变对线粒体功能的影响。首先,采集携带12S r RNA 1555AG和CO1/t RNA~(Ser(UCN))7444GA双突变、单突变及正常对照组患者外周血,构建血小板融合细胞系。其次,对构建成功的血小板融合细胞系进行一系列功能研究,包括细胞内活性氧类(ROS)生成量、线粒体膜电位水平、蛋白质水平和t RNA稳态水平的分析。通过对各组血小板融合细胞系的线粒体功能的研究,结果与对照组相比发现,细胞内ROS生成量显示,仅携带m.1555AG单突变组细胞ROS上升66.54%,仅携带m.7444GA单突变组细胞ROS上升83.09%,而同时携带m.1555AG和m.7444GA双突变组细胞ROS上升131.08%;线粒体膜电位水平显示,m.1555AG单突变组的ΔΨm水平下降32.86%,m.7444GA单突变组的ΔΨ水平下降0.66%,m.1555AG和m.7444GA双突变组的ΔΨm水平下降29.86%;Western blot结果显示,各突变样本的CO1、CO2均有不同程度的下降,仅携带m.1555AG单突变组中ND4、ND5和ND6差异不明显,而仅携带m.7444GA单突变组和m.1555AG和m.7444GA双突变组中ND4、ND5和ND6均有不同程度的下降;Northern blot结果显示,m.7444GA对t RNA~(Ser(UCN))稳态水平的改变并不是很明显。提示CO1/t RNA~(Ser(UCN))7444GA突变可能只是12S r RNA 1555AG突变的病理效应的修饰因子,但在耳聋的发生过程中,还是12S r RNA 1555AG突变起主导作用。     

与耳聋相关的线粒体12S rRNA突变

线粒体DNA突变是引起听力损伤的重要原因之一. 其中,线粒体12S rRNA基因突变与综合征型耳聋和非综合征型耳聋相关. 导致综合征型耳聋的线粒体DNA突变多为异质性,然 而对于非综合征型耳聋突变则多以同质性或高度异质性存在,说明这种分子致病性需要较高的阈值. 位于12S rRNA解码区的A1555G和C1494T突变是造成氨基糖甙类抗生素耳毒性和 非综合征型耳聋常见的分子机制. 这些突变可能造成12S rRNA二级结构的改变,影响线粒体蛋白质的合成,降低细胞内ATP的产生,由此引起的线粒体功能障碍导致耳聋. 但是多数 基因突变的致病机制还仅处于推测阶段. 其它修饰因子如氨基糖甙类抗生素、线粒体单体型、核修饰基因参与了线粒体12S rRNA基因A1555G和C1494T突变相关的耳聋表型表达.     

核基因参与人类线粒体12S rRNA突变相关非综合征耳聋的临床表型

人类线粒体DNA 12S rRNA A1555G突变可引起母系遗传性非综合征耳聋,并提高氨基糖甙类药物对该类耳聋的诱导作用。我们在江苏淮阴发现了一个非综合征耳聋大家系,家系个体发病呈典型的母系遗传特征,临床可表现为先天性耳聋、中年进行性耳聋乃至完全正常的表型。对家系个体进行研究后发现A1555G突变是引起该家系耳聋的主要原因。我们用EB病毒转化的方法对该家系部分个体行建系工作后,对家系中17个个体的类淋巴母细胞进行分析,其中包括具有耳聋症状的个体7人(患者组),具有同质性A1555G突变但表型正常的个体6人(携带组),正常婚配对照 5人,与正常婚配对照相比,患者组与携带组在线粒体蛋白合成速率及在葡萄糖或半乳糖培养基中的生长速度出现了不同程度的下降,且突变细胞系中线粒体功能缺陷的严重程度与个体的临床表型相关．这些发现强有力地支持了核基因参与了该疾病临床表型的形成。     

应用基因芯片技术检测非综合征型耳聋基因突变

目的:应用遗传性耳聋基因芯片对散发性聋患者进行分子病因学检测,评估其在遗传性耳聋快速基因诊断中的可靠性。方法:门诊收集散发性聋患者10例,取外周血,提取基因组DNA,用遗传性耳聋基因芯片检测4个中国人中常见的耳聋相关基因中的9个热点突变,包括GJB2(35delG、176del16bp、235delC及299delAT)、GJB3(C538T)、SLC26A4(IVS7-2AG、A2168G)和线粒体DNA 12S rRNA(A1555G、C1494T)。同时,PCR扩增GJB2、线粒体12S rRNA基因全序列,DNA测序,以验证基因芯片检测结果的准确性。结果:在10名耳聋患者中,基因芯片方法检出1例携带线粒体DNA 12S rRNA C1494T突变;2例GJB2基因235delC纯合突变;2例235delC杂合突变;SLC26A4基因和GJB3基因未检出突变。基因芯片的结果与测序结果完全一致。结论:遗传性耳聋基因芯片技术对中国人常见耳聋相关基因热点突变的检出率高,结果准确、可靠,具有快速、高通量、高准确性、低成本等特点,能够满足临床耳聋基因检测的要求,同时结合产前诊断技术能有效预防耳聋患儿的出生,因而具有广阔的临床应用前景。     

中国人群携带m.14484T>C突变的Leber’s遗传性视神经病变线粒体单体型及多态位点分析

线粒体ND6基因(MT-ND6)上的m.14484TC突变是Leber’s遗传性视神经病变(Leber’s hereditary optic neuropathy,LHON)的一个原发性突变,但该突变自身不足以产生视力损伤。为研究线粒体单体型对携带该突变人群LHON发病的影响,文章对1 177例中国汉族LHON患者MT-ND6基因进行了全面系统的筛查,共筛查到67例患者携带m.14484TC同质性突变,在该研究群体中所占比例为5.7%。携带m.14484TC突变的51例家系LHON的外显率从5.6%~100.0%不等,平均外显率为21.5%。对家系中51例先证者线粒体全基因组进行分析,各表现为不同的多态性,分别属于18个东亚线粒体单体型。其中单体型A和单体型F在病例组频率均明显低于106例对照组。另外,单体型M10a在病例组中占9.8%,在对照组中未被发现,进一步发现该单体型家系LHON的平均外显率(46.13%)显著高于其他单体型家系的平均外显率,提示线粒体单体型M10a可能增加视力损伤的风险。     

一个母系遗传非综合征耳聋大家系mtDNA序列分析

通过分析本家系mtDNA序列,探讨淮阴一非综合征耳聋大家系患病的分子遗传学机制.采用聚合酶链反应(PCR)扩增mtDNA与非综合征耳聋相关位点nt1555、nt7445的区域和人类种群研究的D-loop区、PCR-异源双链分析、PCR-RFLP、PCR产物克隆序列测定等技术对该家系进行了系统的研究.发现该家系中全部母系亲属有mtDNAA1555G突变,而家系中非母系个体、对照组(100例正常个体)的mtDNA1555位点均为A.该家系mtDNA7445位点无突变;该家系属于II型线粒体;发现家系D-loop区存在未见报道的碱基插入.提示mtDNAA1555G位点突变可能是导致该家系患者致聋的主要因素之一.遗传背景可能对家系疾病的表型存在一定程度的影响。 Abstract:We find an extensive nonsyndromic sensorineural deafness family in Huaiyin,and investigate the possible molecular genetic mechanism of matrilineal nonsyndromic sensorineural deafness.We use PCR,combined with PCR-heteroduplex analysis,PCR-RFLP and sequencing techniques to examine part of 12S rRNA,tRNAser(UCN),and D-loop region of this pedigree.1)We found an A to G transition at position 1555(A1555G) of the mitochondrial 12S rRNA from all the patients and four matrilineal.2)An new nucleotide insertion was indentified in D-Loop region.3)According to the polymorphism of D-loop,this pedigree belong to mitochondrial type II.The study showed that the A1555G mutation may be one of major factors in progressive inherited deafness of this family and genetic background should be investigated in the future.     

线粒体遗传疾病细胞模型的构建:永生淋巴细胞系和转线粒体细胞系

线粒体基因组突变会引发多种线粒体遗传疾病。永生淋巴细胞系和转线粒体细胞系是线粒体遗传疾病研究的重要工具之一。永生淋巴细胞系使特殊遗传信息在细胞水平得以永久保存。转线粒体细胞系技术的发展为线粒体遗传疾病的分子机制研究提供了体外细胞平台。早期转线粒体细胞系的胞质供体直接来源于未进行永生化的患者各组织细胞或血小板。本文结合永生化手段,以线粒体4401AG为例,详细介绍了从冻存全血构建永生化淋巴细胞,然后再与ρ0 206一起构建转线粒体细胞系的原理、方法和技术路线,并将两种细胞模型的构建归纳为4个步骤:(1)永生淋巴细胞构建;(2)转化;(3)筛选;(4)鉴定。为真实反应线粒体突变的功能,本文对构建的永生淋巴系和转线粒体细胞系的线粒体突变位点、拷贝数以及转线粒体细胞系的细胞核型进行了分析与鉴定,选取了各参数一致的细胞系用于贮存与分析,以减少实验误差对后续突变位点功能研究的影响。两种细胞模型在细胞水平上为诠释线粒体遗传疾病的分子机制发挥了重要作用,但在具体应用中需注意它们的局限性,尤其是组织特异性的线粒体疾病。     

携带线粒体tRNA^Met4435A>G突变的原发性高血压 家系的线粒体功能研究

该研究通过构建携带突变的永生化淋巴细胞系,探讨线粒体tRNA^Met4435A>G突变(以下简称为m.4435A>G)对原发性高血压线粒体功能的影响。首先,提取携带m.4435A>G家系中的静脉血中的淋巴细胞,建立为永生化类淋巴细胞并设为突变组,同时选取与家系相同G2a1单体型的正常永生化淋巴细胞为对照组;其次,对两组细胞进行tRNA稳态水平分析、tRNA氨基酰化分析、Western blot分析、ATP水平检测和线粒体膜电位等实验反映细胞线粒体功能状态。tRNA稳态水平结果显示,经tRNA^Lys、tRNA^Leu(UUR)、tRNA^Ala和tRNA^Ser(UCN)标准化后,突变组tRNA^Met平均水平分别为对照组平均水平的57.3%(P=0.012)、62.1%(P=0.006)、53.9%(P=0.021)和50.2%(P=0.037);此外,突变组平均tRNA氨基酰化水平为对照组的70%(P=0.023)。异常的tRNAMet代谢会导致线粒体tRNA编码的多肽减少,根据Western blot结果,突变样本的MT-CO2(以下简称CO2)、ATP6和ND3为对照样本的88.20%、57.43%和53.92%,并具有统计学差异。此外,m.4435A>G突变会造成细胞氧化呼吸链损伤,造成细胞线粒体ATP和膜电位水平的降低。结合ATP水平检测结果,突变组ATP水平平均为对照组的71.5%(P<0.001);并且细胞线粒体膜电位水平显示,突变组平均线粒体膜电位水平相比对照组降低38.5%(P<0.001)。m.4435A>G引起tRNA^Met稳态水平降低,tRNA^Met氨基酰化水平降低,导致线粒体翻译缺陷,ATP水平降低,膜电位水平降低,这表明,m.4435A>G突变影响了tRNA的结构和功能,从而改变了线粒体功能。     

浙江省非综合征型耳聋患者12SrRNA突变频谱分析

线粒体DNA(Mitochondrial DNA,mtDNA)突变是引起耳聋的重要原因之一。尤其是12S rRNA基因是药物性耳聋与非综合征型耳聋相关的突变热点区域。文章收集了浙江省各地区非综合征型及药物性耳聋患者标本318例,对其进行临床和分子遗传学评估。12S rRNA基因突变分析发现34个变异位点,已知的1555A>G、1494C>T和1095T>C突变分别占9.1%、0.6%和1.25%。结构和种系发生分析显示,839A>G和1452T>C突变位于12S rRNA基因的高度保守区域且未在449例正常对照组中发现,可能增加了耳毒性药物的敏感性。其他变异位点为多态性位点。文章数据支持了12S rRNA基因是耳毒性药物的作用靶点之一这一理论,为预测个体耳毒性的发生风险,提高氨基糖甙类药物治疗安全性提供了有价值的信息,以期降低耳聋的发生。     

非综合征型耳聋患者耳聋易感基因突变的检测分析

目的:探究非综合征型耳聋患者耳聋易感基因的携带情况及突变类型,为耳聋患者治疗或遗传咨询提供理论依据。方法:收集821例非综合征型耳聋患者的外周静脉血,提取基因组DNA后,进行4个常见耳聋易感基因GJB2、GJB3、SLC26A4和线粒体12S r RNA的9个突变热点筛查。结果:821例非综合征型耳聋患者中耳聋易感基因筛查阳性375例,阳性率为45.7%,不同性别之间阳性率无明差异(P=0.625)。375例存在耳聋易感基因突变的研究对象中,4个易感基因的9突变热点共检测出447例点突变,其中GJB2基因的有241例点突变(53.9%),以235 del C位点突变率最高;SLC26A4基因的有126例点突变(28.2%),以IVS7-2 AG位点突变为主;线粒体12S r RNA基因的有79例点突变(17.7%),绝大部分为1555 AG位点突变;而GJB3基因仅有1例点突变(0.2%)。375例存在耳聋易感基因突变的研究对象中,304例发生1种突变(81.1%),有70例发生2种突变(18.7%),仅有1例发生3种突变(0.3%)。结论:非综合征型耳聋患者中GJB2基因的235 del C位点以及SLC26A4基因的IVS7-2 AG位点突变率较高,常见耳聋易感基因筛查有助于非综合征型耳聋患者的诊断、干预及治疗。     

人工耳蜗植入聋儿术前基因检测及家系分析

摘要: 国内外研究表明GJB2、SLC26A4(PDS)和线粒体DNA(Mitochondrial DNA, mtDNA)的病理性突变导致了大部分的遗传性聋。 文章收集了2006年4月~2007年9月接受人工耳蜗(Cochlear implant, CI)植入的14 例患儿及其父母的外周血, 应用基因诊断方法进行 GJB2、SLC26A4(PDS)和mtDNA 1555位点突变检测。结果显示, 35.7%的患儿检测到致病突变, 其中28.6%为GJB2基因突变, 类型均为235delC纯和突变, 其父母为携带GJB2 235delC的杂和子; 7.1%为mtDNA A1555G突变, 其母亲亦携带mtDNA A1555G突变。这表明CI 植入聋儿最常见的基因突变是GJB2 235delC突变, 其次是mtDNA A1555G突变, 通过对耳聋家系常见致病基因的检测和家系分析, 可以对优生优育及减少耳聋发病率提供科学准确的遗传信息。     

线粒体tRNALeu(UUR)基因A3243G突变型糖尿病患者的家系分析及随访

目的:探讨线粒体糖尿病家系中的基因突变位点及临床转归。方法:收集1例线粒体糖尿病患者家系的临床资料,采用PCR、DNA直接测序法对家系成员进行线粒体基因突变高发区域t RNA~(Leu(UUR))检测,以了解mtDNA3243位点突变情况,并随访8年进一步了解研究对象的临床转归情况及胰岛功能变化。结果:6例家系成员中有5例携带mtDNA3243A→G位点的突变,其中4例为糖尿病患者且伴发不同程度的双侧听力受损(神经性耳聋),1例父系患者后代未检测出突变位点。随访过程中,先证者死亡,余3例糖尿病患者除常规治疗外,长期口服辅酶Q10,血糖控制较为稳定、尚未出现严重并发症但双侧听力严重下降,胰岛分泌功能明显下降,1例携带者已出现糖耐量受损。结论:线粒体tRNA~(Leu(UUR))点突变与糖尿病具有显著相关性。     

湖南地区人群中线粒体12S rRNA基因A1555G突变筛查

为建立快速、简便、准确筛查线粒体DNA 12S rRNA基因A1555G突变的基因检测技术平台,收集1 758例（女性808例,男性950例）正常人群样本,利用Bsm AⅠ酶切法筛查线粒体DNA A1555G突变以及通过实时荧光定量Taqman探针法和直接测序法对筛查结果进行验证,结果检测到2例A1555G阳性突变样本,其中1例为男性,1例为女性。实时荧光定量Taqman探针法与Bsm AⅠ酶切法、直接测序法检测结果完全相符,未发现假阳性和假阴性,该方法具有结果准确直观、简单省时,特异性强,敏感性高的优点,适用于对母系遗传性耳聋线粒体DNA A1555G突变的大规模筛查或氨基糖甙类抗生素应用前的预防性检测。     

tRNASer(UCN)7472delC可能是耳聋与癫痫相关的线粒体基因新突变

线粒体DNA突变与许多人类疾病的发病机制相关。文章报道1例典型的患有耳聋与癫痫症状的具有母系遗传特征的中国家系。该家系共3代人, 其中14名母系成员中有3名耳聋患者, 3名癫痫患者, 而其他成员则无临床症状。线粒体全基因组序列分析表明, tRNA^Ser(UCN)基因7472delC新突变和33个多态位点属于东亚单体型B4b1a2。7472delC突变位于tRNA^Ser(UCN)高度保守的T-arm上。而在该区域的相同位点7472insC突变已在多个无遗传相关的家系中被发现与耳聋和癫痫相关。7472insC突变使tRNA代谢和线粒体功能产生缺陷。这样与7472insC突变相近的7472delC突变可能也会以相似机制引起线粒体功能障碍。同时, 在该家系中未发现GJB2基因及其他线粒体基因突变。因此, ^tRNASer(UCN) 7472delC可能是耳聋与癫痫相关的线粒体基因新突变。     

一个氨基糖苷类抗生素致聋家系线粒体DNA突变研究

应用PCR、PCR－SSCP和DNA序列分析等分子生物学技术,对一个有明确氨基糖苷类抗生素应用史的母系遗传耳聋家系共8人(包括聋人和听力正常者) 的线粒体DNA进行研究,结果显示,家系中有4份样品存在线粒体DNA 12S rRNA 1 555位点A→G的突变。提示线粒体DNA点突变是导致该家系致聋的主要因素之一。 Abstract:Blood samples were obtained from a pedigree with aminoglycoside antibiotic induced deafness.DNA was extracted from the isolated leukocytes.The mitochondrial DNA fragments were detected by PCR－SSCP and DNA sequencing.It was found that four individuals from the pedigree carried 1 555 A→G mutation.From our results,mitochondrial DNA mutation may be one of major factors in aminoglycoside antibiotic induced deafness.     

mt ND2基因多态性与弱精子症的相关性分析

为了探讨线粒体ND2(mt ND2)基因多态性与弱精子症的相关性,按WHO标准收集了134例弱精子症和1 12例精子活力正常的精液标本,PCR测序或双向等位基因PCR(Bi-PASA)技术分析ND2基因多态性,统计ND2基因4个位点多态性在两组间的差异。应用变性高效液相色谱(DHPLC)分析m.5442TC和m.5466AG多态性变异的异质性。结果发现了34个变异位点,其中6个位点未曾报道;ND2基因m.5351AG、m.5460GA和m.5466AG变异率弱精子症组显著高于对照组(P0.05),m.5442TC变异率对照组显著高于弱精子症组(P0.05);进一步分析m.5460GA和m.5466AG突变阳性标本精子活力显著低于突变阴性标本(P0.001),m.5442TC突变阳性标本精子活力显著高于突变阴性标本(P0.001)。提示:ND2基因一些核苷酸变异(m.5351AG、m.5460GA和m.5466AG)可能与弱精子症有关,m.5460GA和m.5466AG错义突变可能是精子活力的有害因素,而m.5442TC多态性可能对精子活力具有一定的帮助。