动物线粒体基因组测序方法的研究进展

摘要： 线粒体是具有独特 DNA 分子和完整遗传信息传递与表达系统的一类细胞器, 参与能量代谢、 信号转导、细胞凋亡等许多生命活动。线粒体 DNA 突变与线粒体疾病的发生密切相关, 广泛应用于分子生物学、 遗传学、 法医学鉴定等各个方面。因此, 线粒体基因组测序对于其结构功能的研究有重要价值。本文综述了线粒体基因组测序方法的研究进展, 重点是第一代基因测序技术、 聚合酶链反应 （PCR） 技术、 第二代基因测序技术, 以及滚环扩增技术和线粒体间接测序, 并对每种方法的优缺点进行了总结, 归纳了线粒体假基因对线粒体基因组分析过程中的干扰和处理策略。     

细胞色素C氧化酶缺乏的可逆性线粒体肌病1例

目的：了解细胞色素C氧化酶缺乏的可逆性线粒体肌病临床特征及基因突变特点。方法：回顾分析1例婴儿细胞色素C氧化酶缺乏的可逆性线粒体肌病的临床资料及基因检测结果。结果：本例患儿系婴儿起病,生长发育落后,入院时呼吸衰竭,需气管插管下呼吸机辅助呼吸,神经系统查体未见异常,动脉血气分析pH 7.212、血乳酸6.3 mmol/L、二氧化碳分压73.8 mm Hg、肌酸激酶1193 U/L、肌酸激酶同工酶155 U/L及乳酸脱氢酶560 U/L。头颅磁共振成像（MRI）示脑白质髓鞘化进程落后。入院后抗感染及辅助治疗效果不佳,持续高乳酸血症、肌酶水平异常升高。患儿经辅酶Q10、左卡尼丁治疗,临床症状明显改善。基因检测示线粒体基因组存在m.14674T>C突变,来源于母亲。结论：婴幼儿持续呼吸衰竭、血乳酸高需警惕线粒体肌病,基因检测有助于及时诊断,细胞色素C氧化酶缺乏的可逆性线粒体肌病临床表现无特异性,早期诊治预后良好。     

线粒体DNA变异与疾病关系相关性研究

线粒体是一个敏感而多变的细胞器,是细胞中能量储存和供给的场所。与核基因相比,线粒体DNA（mtDNA）的突变率高,加之本身缺乏有效的损伤修复系统,所以mtDNA被认为与疾病的发生有密切关系。本文就线粒体基因组改变与糖尿病、衰老、肿瘤、耳聋等疾病的关系作一综述。     

线粒体DNA突变及其与衰老的关系

大量研究证实衰老与线粒体 DNA缺失突变有密切关系。在衰老过程中 ,线粒体 DNA的缺失突变随增龄而积累 ,使线粒体的生物学发生变化 ,从而影响线粒体的正常功能 ,促进衰老的进程 ,本文主要就以上内容作一综述。真核细胞基因组由核 DNA和线粒体 DNA(m t DNA)两部分组成。人和哺乳动物的 mt DNA是一种大小约为 16 .5 kb的双链环状分子 ,其中一条为轻链 ,另一条为重链 ,均具有编码功能 ,共含有 37个基因 :13个编码氧化磷酸化的 13条多肽链 ,2个编码 r RNA (12 sr RNA和 16 sr RNA) ,2 2个编码线粒体 t RNA,同时线粒体 DNA中还具有…     

靶向哺乳动物细胞线粒体的核酸转运

线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)的遗传性突变和缺陷是多种线粒体功能失调相关疾病的根本原因。靶向线粒体递送核酸,可从根本上纠正mtDNA突变、挽救mtDNA损伤、阻断疾病进程。哺乳细胞内线粒体的核酸转运途径与细胞核的基因转染大不相同。该文综述了向哺乳动物细胞线粒体递送DNA和RNA(tRNA、rRNA、mRNA和反义RNA)的有效策略,并对其存在问题和发展趋势做一阐述。     

线粒体基因缺陷与糖尿病关系研究的进展

线粒体是细胞内的重要细胞器,普遍存在于真核细胞中。它具有独特的超微结构,通过氧化磷酸化合成ATP供给细胞各种生命活动的需要。1981年Anderson[1]等发表了人类线粒体DNA(mtDNA)的全序列。1988年,Holt和Wal-lace分别在线粒体脑病和Leber’s遗传性视神经病(LHON)患者的细胞中发现了mtDNA突变,从而开辟了研究mTDNA突变与人类疾病的新领域。目前已发现mtDNA的50多种点突变和100多种基因重排与人类疾病相关[2]。将mtDNA分子遗传学研究与临床研究相结合,使人类对线粒体疾病的认识日益深入。近年来,线粒体基因突变与糖尿病(DM)发生发展的关系已受到广泛重视。由于氧化磷酸化在胰岛β细胞分泌胰岛素过程中的重要作用,使其成为DM的又一重要的候选基因。     

线粒体DNA与衰老和长寿

线粒体DNA（mtDNA）是细胞中独立存在于核DNA（nDNA）之外的呈闭合环状的DNA分子．研究表明mtDNA有半自主复制．高突变性、母系遗传、异质性等特点。它包含37个基因．其中的2个编码rRNA、22个编码tRNA．另外13个基因编码与线粒体氧化磷酸化有关的蛋白质。这些蛋白质与其他nDNA编码的蛋白质一起．组成了完整的电子传递链，完成细胞呼吸功能，为细胞提供能量。当线粒体功能出现异常的时候．细胞往往因能量供应不足而丧失活力，进而出现衰老。另外因为mtDNA特殊的结构积累了大量的突变，最终加速衰老的发生发展。众多研究表明线粒体与衰老和长寿有着密切联系．使得线粒体成为衰老和长寿机制研究的重要热点．本文就此作一综述.     

线粒体质量控制调控骨质疏松的研究机制进展

摘 要 线粒体是细胞内的信号中枢，在细胞生存、代谢和死亡过程中发挥关键作用。细胞需要维持线粒体的健康状态，并快速修复或清除受损的线粒体，以避免细胞死亡和组织损伤。线粒体质量控制（MQC）机制用于监测和维持线粒体的数量和质量，其中包括线粒体融合和裂变、线粒体生物发生和自噬等过程。骨质疏松症（OP）是一种常见的与衰老相关的疾病，其特征是骨量减少和易碎性骨折。研究发现，线粒体功能障碍在骨质疏松的发展中起着重要作用，线粒体异常功能和数量减少会导致骨细胞代谢紊乱，进而影响骨组织的结构和功能。因此，严格控制线粒体的质量和数量对于预防线粒体损伤对骨质疏松的病理影响至关重要。本综述旨在概述MQC所涉及的分子机制，总结目前MQC在骨质疏松进展中的复杂作用及潜在的治疗策略。     

细胞凋亡的线粒体途径机制研究

细胞凋亡是细胞有机体为调控机体发育,维护内环境稳定而主动采取的、由基因决定的、自动结束细胞生命的过程。线粒体在细胞凋亡中发挥着重要的作用。线粒体通透性转变孔（MPTP）开放导致线粒体内释放出包括细胞色素C（cyt-c、Smac／DIABLO和AIF等线粒体凋亡因子在内的各种蛋白,从而启动细胞凋亡程序引起细胞凋亡。Cyt—c释放到细胞浆后,Cyt—c、dATP、Aapf-1和procaspase-9组成聚合体,称为凋亡体。凋亡体可激活其下游的procaspase-3,从而导致细胞死亡。在凋亡诱导因素的刺激下,AIF可从线粒体转位进入胞核,直接引起染色质浓缩及DNA的断裂。AIF的转位足以介导体外细胞凋亡的发生。     

线粒体DNA缺失A549细胞与其母本细胞核蛋白质组差异分析(英文)

目的比较线粒体DNA(mtDNA)缺失A549细胞(Rho0细胞)与其母本细胞(Rho+细胞)核蛋白表达谱,并探讨细胞核对线粒体功能缺陷的应答反应。方法二维凝胶电泳(2-DE)和表面增强激光法解吸电离-飞行时间(SELDI-TOF)蛋白芯片测定Rho0细胞和Rho+细胞核蛋白表达谱,基质辅助激光解吸电离-飞行时间(MALDI-TOF)质谱结合数据库检索鉴定差异表达的蛋白点,Western印迹法测定核磷蛋白和P53表达,激光共聚焦显微镜测定线粒体膜电位。结果 2-DE显示Rho0细胞核中11个蛋白点表达下调,21个蛋白点表达上调。基于NP20蛋白质芯片的SELDI-TOF质谱分析发现4个蛋白质峰在Rho0细胞核中明显下降。其中1个表达下调的蛋白点被鉴定为eIF-6,4个表达上调的蛋白点被鉴定为核磷蛋白,SFRS1,SFRS3和hnRNP G。Western印迹实验结果显示,Rho0细胞中核磷蛋白表达增加。P53和线粒体膜电位(MMP)测定结果显示,Rho0细胞中P53表达高于Rho+细胞,两种细胞MMP基本一致。结论 mtDNA缺失诱导了细胞核蛋白质组改变。Rho0细胞可以作为研究线粒体与核交互作用的模型。     

线粒体动力学失衡和环境神经毒物对阿尔茨海默病病理进程影响的研究进展

线粒体动力学指细胞中的线粒体不断进行分裂融合的一种动态变化,是维持胞内物质与能量运输的重要保障,发动蛋白相关GTP酶1、Fis1、线粒体分裂因子、线粒体融合蛋白1/2和视神经萎缩蛋白1等蛋白为这一过程的直接参与者,它们受到磷酸化、S-亚硝基化、泛素化、小泛素化和蛋白酶解等信号的精密调控。神经细胞的突触形态与功能维持极度依赖线粒体正常分布与功能,而体内外神经毒性物质可能通过干扰线粒体动力学平衡引发神经元能量代谢障碍,活性氧释放增多,并可加速细胞凋亡。越来越多研究表明,线粒体动力学失衡是阿尔兹海默综合征早期病理进程中的关键事件之一。     

Troxerutin attenuates diet‐induced oxidative stress,impairment of mitochondrial biogenesis and respiratory chain complexes in mice heart

Mitochondrial abnormality is thought to play a key role in cardiac disease originating from the metabolic syndrome (MS). We evaluated the effect of troxerutin (TX), a semi‐synthetic derivative of the natural bioflavanoid rutin, on the respiratory chain complex activity, oxidative stress, mitochondrial biogenesis and dynamics in heart of high fat, high fructose diet (HFFD) ‐induced mouse model of MS. Adult male Mus musculus mice of body weight 25‐30 g were fed either control diet or HFFD for 60 days. Mice from each dietary regimen were divided into two groups on the 16th day and were treated or untreated with TX (150 mg/kg body weight [bw], per oral) for the next 45 days. At the end of experimental period, respiratory chain complex activity, uncoupling proteins (UCP)‐2 and ‐3, mtDNA content, mitochondrial biogenesis and dynamics, oxidative stress markers and reactive oxygen species (ROS) generation were analyzed. Reduced mtDNA abundance with alterations in the expression of genes related to mitochondrial biogenesis and fission and fusion processes were observed in HFFD‐fed mice. Disorganized and smaller mitochondria, reduction in complexes I, III and IV activities (by about 55%) and protein levels of UCP‐2 (52%) and UCP‐3 (46%) were noted in these mice. TX administration suppressed oxidative stress, improved the oxidative capacity and biogenesis and restored fission/fusion imbalance in the cardiac mitochondria of HFFD‐fed mice. TX protects the myocardium by modulating the putative molecules of mitochondrial biogenesis and dynamics and by its anti‐oxidant function in a mouse model of MS.