Leber遗传性视神经病相关的三种原发性线粒体突变的无创检测方法建立

目的：建立1种Leber遗传性视神经病（LHON）相关的3种原发性线粒体突变11778G＞A、14484T＞C和3460G＞A的无创检测方法。方法：研究对象为在温州医科大学附属眼视光医院就诊的3例（WZ1481、WZ1478、WZ1435）基因检测确定为m.11778G＞A、m.14484T＞C和m.3460G＞A突变的LHON患者。采集3例LHON患者和2例野生型健康对照的静脉血样及口腔黏膜细胞样本,然后分别用手工法和试剂盒法提取全基因组DNA,分析比较2种样本、2种方法提取的DNA的纯度及浓度有无差别。最后以携带m.11778G＞A、m.14484T＞C和m.3460G＞A突变的LHON患者和野生型的口腔黏膜细胞和外周血提取的全基因组DNA作为模板,通过PCR扩增分别包含以上3种突变的DNA片段,然后进行焦磷酸测序、斑点杂交和Southern blot分析PCR产物。结果：口腔黏膜细胞和血液提取的DNA浓度的差异无统计学意义（P＞0.05）。手工法提取的口腔黏膜细胞DNA纯度低于试剂盒法提取的口腔黏膜细胞和血液DNA的纯度,差异有统计学意义（P＜0.05）。口腔黏膜细胞提取的DNA产量与血液相似。DNA测序结果显示血液样本和口腔黏膜细胞样本具有很好的一致性,对照组均检测不到突变,而突变组可以检测到相应的突变。斑点杂交和Southern blot的结果也一致,对照组均为阳性而突变组均为阴性。结论：口腔黏膜细胞DNA可用于筛查和鉴定LHON的3个主要线粒体突变。本研究建立了一种方便、无创的方法来检测LHON相关的m.11778G＞A、m.14484T＞C和m.3460G＞A突变。     

MT-ND1 3571C>T 突变与Leber遗传性视神经病变相关研究

目的 探讨3个携带m.3571C＞T突变的中国Leber遗传性视神经病变家系（Leber＇s hereditary optic neuropathy,LHON）的临床和分子遗传学特征.方法 对3个LHON家系中66名成员和116例正常对照者线粒体DNA（mitochondrial DNA,mtDNA）相关区域进行PCR扩增突变、纯化及测序,并对测序结果进行生物信息学分析.结果 线粒体DNA序列分析结果显示,3个家系所有受试者和正常对照者均未发现m.3460G＞A、m.11778G＞A和m.14484T＞C这3个常见的原发突变位点,而3个先证者及其母系成员均携带m.3497C＞T和m.3571C ＞T突变位点,非母系成员和116例正常对照均不携带m.3497C＞T和m.3571C＞T突变位点.m.3497C＞T是已知与LHON相关的突变位点.结论 m.3497C＞T和m.3571C＞T突变可能协同增加LHON的发生,考虑为LHON的易感位点.     

仅女性发病的Leber遗传性视神经病变家系的表型分析

目的：对仅有女性发病的11个携带m.11778G＞A突变的Leber遗传性视神经病变（LHON）家系中患者的表型表现进行分析。方法：对1 362例汉族LHON患者的MT-ND4基因进行了系统的筛查,再对携带MT-ND4 11778G＞A突变的11个家系进行线粒体全基因组测序及线粒体单体型分析。结果：筛查发现11个携带m.11778G＞A突变的LHON家系仅累及女性母系成员。此11个家系中患者LHON外显率较低,分别为16.7%、18.8%、15.0%、6.7%、6.7%、33.3%、20.0%、16.7%、7.7%、8.3%、25.0%,平均每个家系外显率为15.90%±0.08%。LHON患者的视力损伤程度由轻度到重度不等,发病年龄7～25（12.4±4.8）岁,属于LHON的高发年龄阶段。11位先证者的线粒体单体型分别为B5a、Z、N9、B4c1b、G2h、B5a、M7b、N9a10、C7b、M7b1、M10。结论：本研究中11个携带相同m.11778G＞A突变的不同家系之间,及在相同线粒体遗传背景下的同一家系中不同母系成员间LHON外显率和发病年龄都存在着显著差异,表明m.11778G＞A突变是LHON发病的分子基础,但突变本身并不足以造成LHON的表型表达,提示其他修饰因子（线粒体单体型、核修饰基因及环境因素）在LHON的发生发展中发挥了一定的作用。     

线粒体tRNATyrA5834G突变与Leber遗传性视神经病变的相关性

目的：探讨线粒体tRNATyrA5834G突变与Leber遗传性视神经病变（LHON）的相关性。方法：对2个携带tRNATyrA5834G突变的LHON家系进行临床和分子遗传学特征等分析评估,对家系先证者和其他成员进行详细的眼科相关检查、线粒体全基因组分析、种系发生学分析及单体型分析。结果：先证者的临床症状及眼科相关检查均符合典型LHON表现,家系其他成员无异常。2个家系均未携带ND1 G3460A和ND4 G11778A及ND6 T14484C这3个原发突变位点,多态性变异位点均属于东亚单体型M7b。2个先证者均携带具有高度保守性的A5834G和T12811C突变位点,其中A5834G在17个物种中的保守系数为87.5%。结论：线粒体tRNATyrA5834G突变可能是与LHON相关的mtDNA突变位点,同时低外显率提示其他因素,如核修饰基因、环境等可能影响这2个家系的表型表达。     

对3个携带tRNALeu(CUN) 12308A>G突变的Leber遗传性视神经病变家系的检测分析

目的：探讨tRNALeu(CUN) 12308A＞G突变是否影响Leber遗传性视神经病变（LHON）的表型表达。方法：对295例无血缘关系的汉族LHON患者和316例正常对照者进行线粒体突变基因筛查,并对筛出的3个携带m.12308A＞G突变并具有典型LHON临床表现的家系进行线粒体全序分析、单体型分析以及拷贝数的测定。结果：3个家系均不携带主要原发突变位点,但在tRNALeu(CUN)上高度保守的44位发生了m.12308A＞G同质性突变,且3个先证者的单倍体型均属于东亚单倍体型H2,但发病年龄和视力损伤程度有所不同,并在正常对照者中未检出m.12308A＞G突变。在拷贝数测定中发现突变细胞的线粒体拷贝数明显减少。结论：m.12308A＞G突变可能是与LHON相关的突变位点,但突变本身并不足以造成LHON的表型表现,其他修饰因子（核基因修饰、线粒体单体型及环境因素）在LHON的发病进程中发挥了一定的作用。     

17例携带m.3460G>A突变的Leber遗传性视神经病变的线粒体单体型分析

目的：研究线粒体单体型对17个携带m.3460G＞A突变Leber遗传性视神经病变（LHON）家系外显率的影响。方法：对收集的1 218个LHON患者进行m.3460G＞A筛查,然后对携带m.3460G＞A患者进行线粒体全基因组测序、单体型分析。结果：共筛查出17个携带m.3460G＞A突变家系,占该研究群体的1.4%（17/1 218）,线粒体单体型分析显示,其分别为单体亚型A、B5b、B5b2、C4a1、D4、D5b1、F1、F1a1、H2、M7b1、M7b2、M7c1、M8a2、M10a、M12,单体亚型D5b1有3例,其余各1例。11例单体亚型属于单体型M,6例属于单体型N,前者出现视力损伤的人数明显多于后者,损伤程度亦重于后者。结论：LHON家系中单体型M出现重度视力损伤的概率大于单体型N。     

Leber遗传性视神经病变线粒体DNA突变检测分析

目的：对-Leber遗传性视神经病变(Leber hereditary optic neuropathy，LHON)家系线粒体DNA(mtDNA)5个突变位点(第5460、11778、14484核苷酸)进行检测并分析。方法：采集该家系16名成员和1名非LHON家系正常对照的外周血5ml，提取总DNA，用聚合酶链反应(PCR)和限制性核酸内切酶酶谱分析技术，对ml；DNA核苷酸位点(5460、11778、14484)进行突变检测。结果：该LHON家系成员mtDNA的ND4亚单位第11778核苷酸发生突变，而mtDNA的NDl亚单位第5460核苷酸和ND6亚单位第14484核苷酸未发生突变。结论：该LHON家系成员存在线粒体DNA点突变，mtDNA的ND4亚单位第11778核苷酸突变是本病的发病机制之一，PCR-限制性核酸内切酶酶谱分析技术为LHON的诊断提供了依据。     

2个携带线粒体 DNA 14484T>C突变的Leber遗传性视神经病变家系的临床特点分析

目的探讨2个携带线粒体DNA 14484TC突变的Leber遗传性视神经病变(LHON)家系的临床特征。方法对2个家系进行详细的临床和眼科学检查,通过视力、眼底照片、视野、光学相干断层扫描OCT等分析患者眼科特征。结果 2个家系中9个母系成员(6例男性和3例女性)表现为不同程度的视力丧失,2个家系外显率分别为40%和75%,患者平均发病年龄为(22.4±7.6)岁。所有患者眼底均表现为视盘苍白,边界清楚,视野检查一家系先证者表现为中心或旁中心暗点,另一先证者部分象限视野缺损。光学相干断层扫描OCT示患者视网膜神经纤维层(RNFL)厚度在各个象限均有不同层度变薄,以颞侧最薄,而携带m.14484TC突变但未发病的成员RNFL厚度在颞侧变薄,其余象限未见明显改变。结论携带线粒体DNA 14484TC突变的Leber遗传性视神经病变的患者多见于中青年男性,表现为双眼不同程度视力下降,视野表现为中心或旁中心暗点,视网膜神经纤维层(RNFL)厚度在不同象限均有变薄,以颞侧象限改变明显。     

携带CYB m.15024G>A突变的原发性高血压家系遗传学分析

目的:探讨线粒体细胞色素B(CYB) 15024G>A突变在原发性高血压发生发展中的作用。方法:分析课题组前期收集的高血压患者的线粒体全基因组测序结果，对其中一例携带线粒体CYB 15024G>A突变的高血压患者及该例先证者的家系开展临床资料采集及分子遗传学检测，将外周静脉血标本来源的淋巴细胞转化为永生化淋巴细胞系，并对其进行线粒体蛋白质、腺苷三磷酸（ATP）、线粒体膜电位和细胞内活性氧检测。结果:该原发性高血压家系外显率为42.9%，发病年龄为46～68岁。线粒体全基因组测序结果显示母系成员均携带高度保守的线粒体CYB 15024G>A突变，该突变影响线粒体CYB的二级、三级结构和蛋白质折叠自由能，从而改变其结构稳定性及突变位点周围电子传递功能区结构。与对照组比较，携带线粒体CYB 15024G>A突变的细胞株线粒体CYB表达量、ATP产量和线粒体膜电位水平下降，且活性氧水平升高，差异均有统计学意义（均P<0.01）。结论:线粒体CYB 15024G>A突变影响呼吸链亚基结构及线粒体功能，进一步导致细胞功能障碍，表明该突变可能在原发性高血压中发挥作...     

11个携带线粒体tRNASer（UCN）G7444A突变的中国汉族非综合征型耳聋家系分析评估

目的：通过对11个携带线粒体tRNASer（UCN）G7444A突变的中国汉族非综合征型耳聋家系进行临床和分子遗传学特征等分析评估,探讨线粒体tRNASer（UCN）G7444A突变在母系遗传非综合征型耳聋发生发展中的作用。方法：PCR扩增2650例中国汉族非综合征型耳聋样本的线粒体12SrRNA、线粒体tRNASer（UCN）基因以及GJB2基因。对11个携带线粒体tRNASer（UCN）G7444A突变的中国汉族非综合征型耳聋家系进行听力学检测、耳聋相关热点基因突变检测以及家系资料等综合分析。结果：在2650例中国汉族非综合征型耳聋患者中,14例携带线粒体tRNASer（UCN）G7444A突变,突变率为0.53%。在这11个携带线粒体tRNASer（UCN）G7444A突变的家系中,同时携带线粒体tRNASer（UCN）G7444A突变和线粒体12SrRNAA1555G、12SrRNAC1494T或GJB2c.235delC的家系分别为3、1和2个。临床资料分析表明,这11个中国汉族非综合征型耳聋家系母系成员在听力损失严重程度、发病年龄以及耳聋外显率方面存在较大差异。同时携带线粒体tRNASer（UCN）G7444A突变和线粒体12SrRNAA1555G、C1494T或GJB2c.235delC突变家系的耳聋平均外显率分别为29.4%、42.9%和19.0%。前两者的外显率明显高于只携带线粒体tRNASer（UCN）G7444A突变家系的耳聋平均外显率（为14.0%）。结论：线粒体tRNASer（UCN）G7444A突变可能与线粒体12SrRNAA1555G和C1494T原发突变存在协同作用,共同影响非综合征型耳聋的表型。     

Leber病14484原发合并新继发位点突变频谱研究

目的:分析中国人Leber遗传性视神经病变14484位点突变的频谱及其遗传特征。方法:针对57例疑似LHON 14484位点突变的患者设计引物进行PCR扩增,PCR产物用限制性片段长度多态性(RFLP)和单链构象多态性(SSCP)并联合DNA测序的方法进行分析。同时选取20例正常健康成人作为对照。结果:57例LHON疑似14484位点突变者中,确诊9例为14484位点突变,占15.8%。其中2例单纯性14484位点突变,占22.2%;3例14484位点联合14502位点突变,占33.3%;3例14484位点联合14470位点突变,占33.3%;1例14484位点联合14569位点突变,占11.1%。对照组正常健康成人测序结果均为正常序列。结论:中国人线粒体LHON14484原发性位点突变中,存在与其他继发性位点联合致病的倾向,其中以14484+14502和14484+14470这两个突变位点为主。     

Mitochondrial D-loop variation in leber hereditary neuropathy patients harboring primary G11778A, G3460A, T14484C mutations: J and W haplogroups as high-risk factors

BACKGROUND: Leber hereditary optic neuropathy (LHON) is a maternally inherited form of retinal ganglion cell degeneration leading to optic atrophy in young adults. It is caused by three primary point mutations including G11778A, G3460A, and T14484C in the mitochondrial genome. These three mutations account for the majority of LHON cases and affect genes that encode for different subunits of mitochondrial complex I. Mitochondrial DNA (mtDNA) has a non-coding region at the displacement loop (D-loop) that contains two hypervariable segments (HVS-I and HVS-II) with high polymorphism. METHODS: To investigate any possible association between LHON primary mutations and mtDNA haplogroups (hg), the nucleotide sequence of the HVS-I region of mtDNA was determined in 30 unrelated Iranian patients with LHON harboring one of the primary mutations and 100 normal controls with the same ethnicity. DNA was extracted from the peripheral blood after having obtained informed consent. The nucleotide sequence of HVS-I (np 16,024-16,383) was directly determined. RESULTS: Our analysis revealed a relatively high proportion of haplogroup J in LHON patients (53.3%) compared to normal controls (20%). In addition, a slightly significant increase of normal controls of haplogroup L has been confirmed (14% in normal controls vs. 0% in LHON patients at p = 0.03), whereas other haplogroups did not show contribution to LHON contingency. CONCLUSIONS: The analysis presented here provides evidence that there is an association between G11778A and G3460A with haplogroup J (including J1 and J2) and W, respectively. Therefore, we hypothesize that mtDNA haplogroups J (J1 and J2) and W might act as predisposing haplotypes, increasing penetrance of LHON disease.     

基因芯片筛查糖尿病线粒体基因突变

目的建立一种快速、准确的高通量检测线粒体DNA突变的基因芯片技术,并探讨这些突变与糖尿病的关系。方法以尼龙膜为介质,通过紫外交联固定28个待测突变位点的野生型和突变型探针,并采用该基因芯片对200例2型糖尿病患者和210名健康对照的线粒体tRNA leu（UUR）基因及ND1基因进行筛查,DNA测序进一步确证突变位点,Mfold和Antheprot软件预测变异型基因及蛋白质二级结构。结果成功研制可检测28个突变位点的线粒体DNA芯片,在糖尿病组检出tRNA leu（UUR）基因13290C突变2例（1．0％）,ND1基因突变23例：G3316A突变6例（3．0％）、13394C突变5例（2．5％）、A4164G突变8例（4．0％）,T4216C突变2例（1．0％）,T3593C（0．5％）和A3606G突变各1例（0．5％）;对照组检出G3316A突变1例（0．5％）、A4164G突变5例（2．4％）。这些突变位点的测序结果与基因芯片检测结果一致。两组间仅13394C突变率差异有统计学意义（P=0．027）。G3316A突变导致丙氨酸→苏氨酸,13394C突变导致酪氨酸→组氨酸,13593C突变导致缬氨酸→丙氨酸,T4216C突变导致酪氨酸→组氨酸,A3606G和A4164G突变分别为亮氨酸和蛋氨酸的无意义突变,前4种突变型的ND1蛋白二级结构不同于野生型。结论线粒体DNA芯片是一种快速可靠的高通量基因突变检测方法,ND1基因13394C突变可能参与了线粒体基因缺陷型糖尿病的发病。