线粒体呼吸链酶复合物V缺陷与线粒体病

线粒体呼吸链酶复合物V,也称为ATP合酶,是位于线粒体内膜上的大蛋白复合体,由2个功能性蛋白复合物F0及F1构成。复合物V是线粒体呼吸链的最后一个复合物,在线粒体中通过电化学梯度传递质子,以ADP、Pi及Mg2+为原料合成ATP,为细胞供能。大多数患者新生儿期发病,导致严重脑损害或多脏器损害,病死率很高。主要临床表现为神经肌肉病、心肌病、高乳酸血症及3 甲基戊烯二酸尿症等,因受累器官的不同导致显著的临床异质性。复合物V由16个亚基组成,由线粒体基因与核基因共同编码。迄今,国内外已报道了MT-ATP6、MT-ATP8、ATPAF2、TMEM70、ATP5E基因突变导致的复合物V缺陷。本文总结了线粒体呼吸链复合物V的结构及功能,并对复合物V缺陷的病理、临床表现、诊断、治疗及分子遗传学研究进展进行了综述。     

脓毒症患儿外周血中ATPase相关基因及关联长链非编码RNA的差异表达

目的筛选和验证脓毒症患儿外周血中差异表达的长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNAs),探讨其在儿童脓毒症发病机制中的作用。方法选取2016年1月至12月在首都儿科研究所附属儿童医院ICU进行救治的3例脓毒症患儿和3例健康儿童的外周血标本,通过lncRNA测序技术筛选出差异表达的lncRNAs和mRNAs;对差异表达的lncRNAs进行靶基因预测,并根据GO分析结果选出与线粒体ATP合酶(F1FO-ATPase)活性相关的lncRNA-mRNA关系对;进一步扩大样本量,采用实时荧光定量逆转录-聚合酶链反应(qRT-PCR)技术对筛选结果中F1FO-ATPase活性相关的部分mRNAs及lncRNAs进行验证。结果测序结果显示,与健康儿童相比,脓毒症患儿外周血中差异表达的lncRNAs共252个(86个表达上调,166个表达下调),差异表达的mRNAs共2652个(955个表达上调,1697个表达下调);qRT-PCR验证结果显示:lncRNA ENST00000621933.1、ENST00000616950.1、ENST00000595748.1在脓毒症患儿中表达升高(P<0.05),MT-ATP8、ATP5E以及lncRNA ENST00000624705.1和ENST00000615535.1在脓毒症患儿中表达降低(P<0.05),与测序结果一致。结论脓毒症患儿外周血中存在差异表达的lncRNAs,以MT-ATP8及ATP5E作为靶基因的lncRNA ENST00000621933.1、ENST00000616950.1、ENST00000595748.1、ENST00000624705.1和ENST00000615535.1的表达水平可能与儿童脓毒症的发生发展有关。     

脓毒症与线粒体功能障碍

脓毒症为各种病原菌侵入机体后引起的全身炎症反应综合征。脓毒症、严重脓毒症、脓毒症休克、多脏器功能衰竭为疾病的进展过程。线粒体被称为“动力工厂”,为各脏器维持正常功能提供能量。脓毒症时免疫异常、多种炎症因子的激活及释放、细胞内信号传递异常及氧化应激等可引起线粒体功能障碍。最近研究提出,线粒体自噬在线粒体功能障碍中也起着一定作用。该文就脓毒症时引起机体线粒体损伤的机制进行综述。     

脓毒症与线粒体功能障碍研究进展

脓毒症是由感染引起的全身炎症反应综合症，世界范围内大约10%的死亡是由脓毒症引起的。复杂的细胞及生物化学事件的相互作用使得脓毒症的病理生理表现多种多样，这些细胞及生物化学事件包括：炎症因子的释放、微循环和线粒体功能障碍等。由于线粒体作为细胞能量代谢的特殊细胞器，在调控细胞生命活动和死亡中发挥了重要作用，并且不断增加的证据表明线粒体在脓毒症诱导的多器官功能障碍的发病机制中起了十分重要的作用，而后者又是导致脓毒症患者死亡的重要原因，因此，脓毒症与线粒体功能障碍的关系越来越受到关注。     

线粒体基因13513G>A突变导致呼吸链酶复合物I缺陷Leigh综合征

Leigh综合征是由于线粒体呼吸链能量代谢障碍所导致的遗传性疾病,呼吸链酶复合物I缺陷是导致Leigh综合征的常见原因之一。该研究通过线粒体基因13513G>A突变分析首次确诊了1例中国人Leigh综合征患者。患儿为第一胎,12岁时出现抽搐,13岁时先后出现双眼视力下降,13岁来院就诊左眼颞侧视野缺损,痉挛步态,血液乳酸、丙酮酸增高,腓肠肌活检肌纤维内脂滴轻度增多;心电图检查显示不完全右束支传导阻滞;脑MRI显示双侧基底节对称性损害,符合Leigh综合征诊断,合并继发性癫癎。经基因分析证实患者存在线粒体基因13513G>A突变,导致线粒体呼吸链酶复合物I活性下降。治疗以多种维生素为主,补充左旋肉碱、辅酶Q10,同时给予卡马西平、苯巴比妥、丙戊酸等抗癫癎治疗。现在患儿16岁,休学,智力无明显倒退,体力、体重显著减退。Leigh综合征病因复杂,临床表现多种多样,该患儿以抽搐起病,合并视力减退,经基因分析明确了病因,有助于相关家庭的遗传咨询 。［中国当代儿科杂志,2009,11（5）：333-336］     

线粒体呼吸链复合物Ⅱ缺陷与疾病

本文就近年关于线粒体呼吸链复合物Ⅱ的结构、功能及其缺陷的临床表型、诊断、治疗及分子遗传学研究方面的进展进行文献综述。线粒体呼吸链复合物Ⅱ亦称琥珀酸泛醌氧化还原酶,是线粒体呼吸链的重要组分之一,对细胞的氧化磷酸化起着关键作用。呼吸链复合物Ⅱ与氧化性应激密切相关,是细胞内毒性物质以及异常代谢产物的敏感靶标。复合物Ⅱ缺陷导致的线粒体病临床表现多样,以神经肌肉进行性损害为主要表现,少数表现为心肌病、发作性呕吐、溶血尿毒综合征等。诊断有赖于线粒体呼吸链酶复合物活性测定和基因分析。患者受累组织的呼吸链复合物Ⅱ活性降低。已发现SDHA基因与编码复合物Ⅱ组装因子的SDHAF1基因的突变可导致复合物Ⅱ缺陷。目前线粒体呼吸链复合物Ⅱ缺陷的治疗主要是以改善线粒体功能为主。     

脂多糖诱导脓毒症大鼠远期脑线粒体损伤的初步研究

目的 初步探讨脓毒症大鼠远期脑线粒体结构和功能损伤。方法 将Wistar大鼠随机分为对照组和脓毒症组,通过腹腔注射革兰阴性菌脂多糖(LPS,10 mg/kg)建立脓毒症大鼠模型并进行生存率实验。脓毒症组大鼠分别在腹腔注射革兰阴性菌LPS后12、24、48和72 h各处死8只,对照组大鼠(n=8)在给予等量生理盐水腹腔注射后处死,取脑组织提取线粒体。通过流式细胞仪检测线粒体膜电位(MMP)及线粒体肿胀度,使用试剂盒检测呼吸链复合物酶(Ⅰ~Ⅴ)活性。通过苏木精-伊红(HE)染色及电镜观察脑组织和线粒体形态学变化。结果 脓毒症组较对照组生存率明显下降(P< 0.01)。脓毒症组MMP和呼吸链复合物酶(Ⅰ~Ⅴ)活性较对照组明显下降(P< 0.05),48 h降至最低,72 h部分恢复;脓毒症组线粒体肿胀度较对照组明显升高(P< 0.05),48 h达到峰值,72 h部分恢复;HE染色可见脑组织结构明显破坏,同时电镜结果观察到线粒体肿胀,少量线粒体出现“空泡样变”。结论 在LPS诱导脓毒症大鼠模型中,脑线粒体结构和功能均受损,损伤高峰可能发生在48 h左右。     

线粒体呼吸链复合物Ⅱ缺陷所致Leigh综合征

线粒体呼吸链复合物Ⅱ缺陷是较为少见的氧化磷酸化障碍性疾病。本文对1例单纯线粒体呼吸链复合物Ⅱ缺陷所致Leigh综合征患儿的诊疗进行回顾性分析。患儿,男,10个月,8个月时出现发热,热退后出现进行性全身无力、运动发育倒退和吞咽困难。血乳酸、丙酮酸增高,脑MRI显示双侧基底节对称性损害。对患儿进行了外周血白细胞线粒体氧化磷酸化酶复合物I-V活性测定和线粒体基因突变位点筛查分析。线粒体呼吸链复合物Ⅱ活性为21.9 nmol/min?mg线粒体总蛋白（正常对照47.3±5.3 nmol/min?mg线粒体总蛋白）,柠檬酸合酶活性为22.1%（正常对照50.9%±10.7%）,均显著降低。线粒体基因分析未发现异常。患儿确诊为线粒体呼吸链复合物Ⅱ缺陷所致Leigh综合征。经治疗患儿运动功能明显恢复。目前患儿22个月,病情稳定。     

microRNA在脓毒症患儿线粒体功能障碍的研究进展

脓毒症是各种病原微生物及免疫原性物质引起的全身炎性反应和宿主自身免疫性损伤,进一步发展可致多器官功能障碍综合征.线粒体是细胞中重要的细胞器,通过氧化磷酸化反应为机体提供ATP,对机体生长、代谢、疾病的发生发展等多方面都有重要意义.关于脓毒症的研究在过去的几十年取得了巨大进展.大量研究表明,线粒体功能障碍程度与脓毒症的预后密切相关.microRNA是一类内源性非编码小分子RNA,在基因转录后水平调控基因和生物蛋白表达,进而调节线粒体的生物功能和氧化应激作用,对脓毒症的进程和预后有重要影响.现对microRNA在脓毒症线粒体功能障碍的相关研究作一综述.     

线粒体呼吸链复合物Ⅰ缺陷导致幼儿肝内胆汁淤积症

线粒体呼吸链复合物缺陷是导致儿童线粒体病的主要原因。本文就1例线粒体呼吸链复合物Ⅰ缺陷导致的幼儿胆汁淤积症患者的临床经过、生化特点、线粒体呼吸链复合物活性分析及基因突变进行回顾性研究。患儿,男,自1岁1个月起腹泻,体重下降,伴无力、进行性黄疸、肝损害。经多种检查、尿液有机酸分析及血液氨基酸、酯酰肉碱谱分析未见特异性改变。外周血白细胞线粒体呼吸链复合物Ⅰ活性降低,线粒体基因分析发现患儿及其母亲tRNA 5821G>A突变,证实患儿存在线粒体呼吸链复合物Ⅰ缺陷。患儿疾病进展迅速,治疗无效,于1岁5个月时夭折。复合物Ⅰ缺陷是线粒体呼吸链缺陷中最常见的类型,本研究首次诊断了1例线粒体呼吸链复合物Ⅰ缺陷所导致的中国儿童患者,其临床表现为胆汁淤积症。线粒体肝病是导致儿童代谢性肝病的主要原因之一,生化分析、线粒体呼吸链复合物活性测定及基因分析是病因诊断的关键。     

线粒体融合-分裂在脓毒症发病机制中的作用

脓毒症是感染导致的全身炎症反应综合征,进一步发展可导致感染性休克和多器官功能障碍综合征.脓毒症具有高发病率及病死率,是危重症领域的研究热点.近年来,亚细胞相关研究提示线粒体损害在脓毒症患者(尤其是脓毒症休克患者)的病情发展中起着非常重要的作用.线粒体是细胞内高度动态变化的细胞器,在细胞内不断融合与分裂,形成动态平衡的网状结构.脓毒症时,线粒体融合与分裂失衡,导致细胞内分子、细胞以及器官均发生功能障碍.该文就线粒体融合-分裂改变在脓毒症发病机制中作用的研究进展作一综述.     

线粒体呼吸链酶复合物Ⅰ缺陷的临床和分子遗传学研究进展

线粒体病病因复杂,基本原因为线粒体呼吸链酶系统代谢异常导致氧化磷酸化障碍,三磷酸腺苷(ATP)产生减少,因此,能量需求越高的组织和器官受损越重,如中枢神经系统、骨骼肌和心脏[1-2].     

脓毒症线粒体损伤的氧化应激机制及靶向抗氧化剂的研究

线粒体是细胞氧化的重要部位,在脓毒症时氧化应激作为炎症反应最终的结果,可引起线粒体的改变,从而可能导致器官功能损伤。在正常情况下,抗氧化防御系统通过相互作用可以对抗氧化应激,预防对线粒体的损伤。氧化应激在器官功能损伤的过程中起着重要的作用,目前已有研究发现针对线粒体的抗氧化剂靶向治疗可能是脓毒症引起的多器官功能衰竭治疗的一种新策略。该文就氧化应激在脓毒症线粒体损伤机制及靶向抗氧化剂的研究作一综述。     

脓毒症大鼠肾脏线粒体膜电位变化和超微结构损伤的研究

目的 探讨脓毒症时大鼠肾脏线粒体的损伤情况.方法 采用腹腔注射内毒素(LPS)建立脓毒症大鼠模型.30只SD大鼠随机分为对照组、6 h脓毒症组和24 h脓毒症组.分别检测各组大鼠血清肌酐(Cr)、尿素氮(BUN)水平;电镜观察肾脏线粒体形态学变化;运用流式细胞术检测分离肾脏线粒体的肿胀程度和线粒体膜电位,用前向角与侧向角的平均荧光强度比值(FSC/SSC)反映线粒体肿胀程度,用二通道和一通道平均荧光强度比值(FL2/FL1)确定线粒体膜电位.结果 脓毒症大鼠的血清Cr、BUN上升明显高于对照组(P<0.05);肾脏线粒体肿胀程度(FSC/SSC)在24 h脓毒症组中明显增加(对照组:0.55±0.10;6 h脓毒症组:0.58±0.10;24 h脓毒症组:0.66±0.12,P<0.05);肾脏线粒体膜电位(FL2/FL1)在6 h脓毒症和24h脓毒症组中均明显下降(对照组:0.77±0.26;6 h脓毒症组:0.32±0.19;24 h脓毒症组:0.30±0.17,P<0.01),其下降趋势与大鼠血清Cr变化呈负相关(r=-0.510,P=0.004);肾脏线粒体超微结构在24h脓毒症组中损伤明显.结论 脓毒症早期肾脏功能和线粒体膜电位存在损伤;但线粒体超微结构损伤在脓毒症早期表现轻微,晚期损伤明显.     

严重脓毒症心脏结构改变的研究进展

在严重脓毒症病程中,心血管功能障碍是普遍存在的。尽管常提到心脏功能性紊乱,但从血清中升高心肌蛋白水平以及病理检查发现心肌免疫细胞浸润、水肿和线粒体受损的证据来看,严重脓毒症时心脏结构可发生变化,从而导致心功能不全。应用血小板活化因子、环孢素、谷氨酰胺、咖啡因或辛伐他汀治疗可以预防心脏结构改变,改善心肌功能。本文就严重脓毒症时心脏结构病理改变的研究进展加以综述,以期加深对这些变化的认识。     

线粒体呼吸链与新生儿高氧肺损伤

高氧肺损伤是新生儿尤其早产儿常见的并发症之一.迄今新生儿高氧肺损伤的详细发病机制尚未完全阐明.最近的研究表明,线粒体呼吸链与新生儿高氧性肺损伤也有密不可分的关系.该文综述高浓度氧暴露对肺组织线粒体呼吸链酶复合体组成成分表达的影响;线粒体呼吸链在高氧肺损伤中可能发挥的作用以及与此相关的治疗与展望.     

TMEM70基因新型复合杂合突变致线粒体呼吸链酶复合物V缺乏症1例报告

<正>线粒体呼吸链酶复合物V也称为三磷酸腺苷（ATP）合酶,是位于线粒体内膜上的大蛋白复合体,是提供线粒体能量的关键酶,在氧化磷酸化过程中催化ATP的合成。ATP合酶需要多种基因参与编码,包括ATP5E、ATP5F1A、ATPAF2、ATP5F1D、TMEM70等基因,ATP合酶相关基因缺陷会导致线粒体能量代谢异常,引起多系统异常,患儿常表现为生长发育迟缓、肌张力减退、代谢性酸中毒、血氨升高等,肥厚性心肌病也是该疾病相对特征性的表现。本文报告1例TMEM70基因突变致ATP合酶缺乏症患儿,     

ND3基因10191T>C突变导致的线粒体呼吸链复合物Ⅰ缺陷

本文报道1例由于ND3基因突变导致线粒体呼吸链复合物 Ⅰ 缺陷的患儿。该患儿自6岁起出现眼睑下垂、无力、癫癎及运动倒退,呈进行性加重。血液乳酸、丙酮酸增高,脑MRI示双侧基底节对称性损害,符合Leigh综合征诊断。为明确病因,提取患儿和父母的外周血白细胞线粒体蛋白,进行氧化磷酸化酶复合物 Ⅰ～V活性测定,并提取DNA,分析编码线粒体呼吸链复合物 Ⅰ 的7个线粒体结构基因。结果显示患儿线粒体呼吸链复合物 Ⅰ 活性为33.1 nmol/min?毫克线粒体总蛋白（正常对照44.0±5.4 nmol/min?毫克线粒体总蛋白）,复合物 Ⅰ 与柠檬酸合酶活性比值为19.8%（正常对照48.1%±11.0%）,均降低。复合物 Ⅱ～V活性正常。患儿线粒体ND3基因10191T>C突变。其父母线粒体基因及呼吸链复合物酶活性正常。治疗后,现患者16岁,癫癎控制良好,双下肢痉挛性瘫痪,智力正常。通过外周血白细胞线粒体氧化磷酸化酶复合物活性测定及基因分析,本研究首次诊断了编码线粒体呼吸链复合物Ⅰ亚基的ND3基因10191T>C突变导致复合物Ⅰ缺陷,为Leigh综合征的发病原因提供依据。     

呼吸链酶复合物Ⅲ缺陷与疾病

线粒体复合物Ⅲ作为线粒体呼吸链组成部分,与其他复合物共同协作完成电子的传递和氧化磷酸化.复合物Ⅲ缺陷是一类少见的线粒体病.随着医学研究的进步,对复合物Ⅲ及其缺陷所导致疾病的认识逐渐深入,本文就近年关于复合物Ⅲ的结构、功能和复合物Ⅲ缺陷的病因、临床表型、诊断、治疗及分子遗传学研究方面的进展进行文献综述.