缺氧缺血与线粒体DNA损伤

线粒体DNA（mitochondrial DNA,mtDNA)是唯一的核外遗传物质，为编码线粒体呼吸链复合物的重要组成部分，在细胞能量代谢中起重要作用。缺氧缺血情况下mtDNA易发生损伤，自由基，一氧化氮产生增多是mtDNA损伤的主要因素，缺氧缺血时mtDNA损伤可致细胞凋亡，线粒体呼吸链复合物活性下降，并且不同的组织mtDNA损伤有不同的表现形式。     

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。     

新生大鼠缺氧缺血对脑细胞线粒体氧化磷酸化的影响及干预治疗

为探讨缺氧缺血对脑细胞线粒体氧化磷酸化功能的影响及苯巴比安干预效果，本实验将7日龄Wistar大风制成缺氧缺血模型，测定脑细胞线粒体呼吸控制比（RCR），最大呼吸连度（MRR）、ATP合成量，并同时设正常对照组，苯巴比妥干预治疗组。结果显示：缺氧缺血红线粒体RCR、MRR、ATP今成量明显低于正常对照组；干预治疗后，RCR、MRR、ATP合成量较缺氧缺血组明显升高。证实，缺氧缺血可损伤线粒体氧化磷酸化功能，而苯巴比妥对线粒体功能恢复有促进作用。     

实验性缺氧缺血新生猪脑线粒体DNA损伤的研究

目的：观察实验性缺氧缺血后新生猪不同时段脑线粒体DNA8003bp损伤,探讨缺氧缺血性脑损伤(hypoxicischemicbraindamage,HIBD)能量代谢障碍的分子生物学基础。方法：将3日龄新生猪(n=50)随机分为对照组和HIBD实验0,24,48,72h组。实验组结扎左侧颈总动脉并置于8%氧气2h制作HIBD动物模型,对照组行假手术。取各组动物左侧大脑海马区皮质提取脑线粒体DNA(mitochondrialDNA,mtDNA),LXPCR方法扩增检测200bp及8003bpmtDNA片段。PCR产物行琼脂糖凝胶电泳,结果以积分光密度(IOD)值表示。结果：8003bp片段缺氧缺血后0hIOD值22.616±2.276较对照组56.995±0.317显著降低(P<0.05),24h时IOD值为27.719±0.309和48h为49.491±3.233,有所恢复,仍低于对照组(P<0.05),72h时IOD值为55.972±2.236与对照组相比无统计学差异(P>0.05)。结论：缺氧缺血后新生猪脑海马区神经元mtDNA发生断裂性损伤,72h恢复至正常水平。缺氧缺血性mtDNA损伤可能与缺氧缺血情况下线粒体呼吸链复合物活性下降及迟发性神经元死亡有关。     

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。     

高压氧对新生鼠HIBD模型神经元线粒体的保护作用

目的探讨高压氧对缺氧缺血性脑损伤新生大鼠海马神经元线粒体的保护作用。方法用新生7日龄大鼠HIBD模型，在缺氧缺血后急性期给予2．0绝对大气压(ATA)的高压氧(HBO)治疗，每次1h，每日1次，共7d，在治疗后7d处死大鼠，用透射电镜观察受损侧脑组织海马神经元线粒体超微结构的改变，Western-blot检测神经元胞浆细胞色素C含量的变化。结果新生大鼠HIBD模型缺氧缺血后7d神经元线粒体数量明显减少，形态异常，表现为线粒体体积缩小。嵴结构模糊、紊乱，有的呈现空泡样变，且神经元胞浆细胞色素C的含量升高；与HIBD组相比，HBO治疗后神经元线粒体的数量减少较HIBD组轻，线粒体的形态较规则，结构较完整和清晰，神经元胞浆细胞色素C的含量降低。结论新生大鼠HIBD模型缺氧缺血后7d线粒体的形态和结构有异常改变，从而使线粒体内的细胞色素C释放入胞浆，导致神经元胞浆细胞色素C的含量升高。HBO治疗后神经元线粒体数量的减少和超微结构的改变减轻，神经元胞浆细胞色素C的含量降低，其机制可能与HBO治疗改善了脑组织神经元的能量代谢，使线粒体因能量代谢障碍受到的损害减轻，最终使缺氧缺血对脑组织神经元的损伤减轻。     

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。     

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。     

线粒体呼吸链复合物Ⅲ缺陷五例的临床特点与生化分析

目的 对5例线粒体呼吸链复合物Ⅲ缺陷患儿进行临床特点和生化分析.方法 对5例患儿(男3例,女2例)临床特点进行归纳总结,并抽取患儿静脉血,分取白细胞线粒体蛋白,采用分光光度测定法检测线粒体呼吸链复合物Ⅰ～Ⅴ活性.结果 (1)5例分别于1个月～15岁时来院就诊.其中3例临床表型符合Leigh综合征,主要表现为智力运动发育落后,运动倒退.l例表现为肝损害,胆汁淤积症.l例表现为进行性肌无力.(2)线粒体呼吸链复合物Ⅰ+Ⅲ活性为3.0～14.2 nmoL/(min·mg线粒体总蛋白),200名正常对照为84.4±28.5 nmol/( min·mg线粒体总蛋白),患儿酶活性降低至正常对照的10.4％～49.3％;复合物Ⅰ+Ⅲ与柠檬酸合酶活性比值为3.5％～22.9％,显著低于正常对照[(66.1±l4.7)％],复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ和Ⅴ活性正常,符合单纯线粒体呼吸链复合物Ⅲ缺陷诊断.结论 线粒体呼吸链复合物Ⅲ缺陷病临床表现复杂多样,累及多个系统;复合物Ⅰ+Ⅲ活性以及与柠檬酸合酶活性比值均低于正常对照,而所有患儿复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ和Ⅴ活性均未发现异常.     

扩张型心肌病与遗传

原发性扩张型心肌病（ＤＣＭ）的病因不明，近年来有研究提出ＤＣＭ与线粒体ＤＮＡ（ｍｔＤＮＡ）突变及人类白细胞抗原（ＨＬＡ）有关，本文对此作一概述。     

高压氧对新生鼠HIBD模型神经元线粒体的保护作用

目的　探讨高压氧对缺氧缺血性脑损伤新生大鼠海马神经元线粒体的保护作用。方法　用新生 7日龄大鼠HIBD模型 ,在缺氧缺血后急性期给予 2 .0绝对大气压 (ATA)的高压氧 (HBO)治疗 ,每次 1h ,每日 1次 ,共 7d ,在治疗后 7d处死大鼠 ,用透射电镜观察受损侧脑组织海马神经元线粒体超微结构的改变 ,Western blot检测神经元胞浆细胞色素C含量的变化。结果　新生大鼠HIBD模型缺氧缺血后 7d神经元线粒体数量明显减少 ,形态异常 ,表现为线粒体体积缩小 ,嵴结构模糊、紊乱 ,有的呈现空泡样变 ,且神经元胞浆细胞色素C的含量升高 ;与HIBD组相比 ,HBO治疗后神经元线粒体的数量减少较HIBD组轻 ,线粒体的形态较规则 ,结构较完整和清晰 ,神经元胞浆细胞色素C的含量降低。结论　新生大鼠HIBD模型缺氧缺血后 7d线粒体的形态和结构有异常改变 ,从而使线粒体内的细胞色素C释放入胞浆 ,导致神经元胞浆细胞色素C的含量升高。HBO治疗后神经元线粒体数量的减少和超微结构的改变减轻 ,神经元胞浆细胞色素C的含量降低 ,其机制可能与HBO治疗改善了脑组织神经元的能量代谢 ,使线粒体因能量代谢障碍受到的损害减轻 ,最终使缺氧缺血对脑组织神经元的损伤减轻     

丙酮酸脱氢酶复合物缺陷与疾病

丙酮酸脱氢酶复合物（pyruvate dehydrogenase complex,PDHC）是一种位于线粒体基质的多酶复合物。PDHC是一组限速酶,催化丙酮酸不可逆的氧化脱羧转化成乙酰辅酶A,将糖的有氧氧化与三羧酸循环和氧化磷酸化连接起来,在细胞线粒体呼吸链能量代谢中的作用至关重要。     

线粒体通道转换孔与新生儿缺血缺氧性脑损伤的研究进展

线粒体通道转换孔(mitochondrial permeability transition pore,mPTP)是一种横跨于线粒体内外膜之间,由多种特殊蛋白构成的非特异性、电压依赖性的蛋白复合物通道.缺血缺氧时,线粒体的膜通透性改变,影响线粒体的功能,最终导致细胞死亡.围生期窒息导致的缺血缺氧性脑损伤(hypoxic-ischemia brain injury,HIBI)是威胁新生儿生命及导致神经后遗症的严重疾病,而线粒体功能障碍在HIBI发生过程中起重要作用.该文主要阐述mPTP与HIBI之间的关系.     

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.     

新生鼠缺氧缺血脑损伤的组织学和MR影像变化

目的调查新生大鼠缺氧缺血脑白质和灰质损伤的组织学和磁共振（MR）影像的变化。方法7日龄Wistar鼠（n=24）随机分为假手术组和实验组（右颈动脉结扎＋吸入8％氧1．5h）。在缺氧前、缺氧最后5-10分钟、缺氧后1h和24h行头部MR扫描获得吧和表面弥散系数（ADC）。结果1．5h缺氧将结束时，在缺氧缺血半球皮质下白质和顶部灰质可见ADC明显降低和他增高；缺氧缺血后1h，皮质下白质和顶部灰质ADC部分恢复，他持续增高，而缺氧缺血后24h，T2进一步增高。与灰白质类似的MRI改变相反，组织学检查显示：缺血半球白质不可逆细胞损伤发生早于灰质。在缺氧缺血后1h，缺血半球皮质下白质可见神经纤维稀疏或紊乱，并可见TUNEL阳性细胞增加，而在缺血半球顶部灰质区未见明显细胞损伤或TUNEL阳性细胞增加，到缺氧缺血后24h，灰白质均可见明显的损伤。结论在目前的新生鼠脑缺氧缺血模型，吧和ADC均能发现急性缺氧缺血脑白质和灰质水肿或损伤，但它们不能区分白质和灰质不同的病理变化，组织学上新生鼠脑白质比灰质更易遭受缺氧缺血损害。     

MitoKATP与缺血缺氧性损伤

线粒体ATP敏感钾通道(MitoKATP)广泛分布于各组织细胞中,是一组将细胞膜电活动与细胞代谢联系在一起的重要通道.该文在心、肺、神经、肾等组织缺血缺氧性疾病模型中,探讨了MitoKATP的抗损伤作用,特别是其抗损伤机制涉及了线粒体、钙超载、氧自由基等凋亡途径,为后续研究理清思路.但由于MitoKATP的结构复杂多样,MitoKATP胛的保护作用有待进一步研究.     

脓毒症与线粒体呼吸链酶复合物Ⅴ研究进展

脓毒症是一种复杂的病理生理功能紊乱性疾病,是由病原微生物感染机体导致的全身性炎性反应,是ICU重症患者的主要死因之一.脓毒症患者发病过程中存在线粒体功能失调以及氧化磷酸化功能受损.线粒体呼吸链酶复合物Ⅴ是线粒体氧化磷酸化的关键酶,在脓毒症前期主要促进ATP合成且酶活性降低;在脓毒症后期即局部缺血的条件下,主要发挥水解功能且活性上调.该文就脓毒症患者复合物Ⅴ活性变化、变化机制以及治疗的研究进展进行阐述.     

缺氧缺血对人类胚胎脑室管膜下区神经细胞亚群的影响

目的 研究缺氧缺血对妊娠中期人类胚胎脑室管膜下区(subventricular zone,SVZ)神经细胞亚群的影响.方法 取即刻解离的妊娠中期人类胚胎脑SVZ细胞,分缺氧缺血组(HI组)和对照组短时培养.以氧糖缺失法(OGD)制备缺氧缺血损伤细胞模型.培养前以细胞成活率评价损伤程度,培养后以细胞特异性标志蛋白nestin、MAP2、GFAP、PDGFRa及RCA120的抗体通过免疫荧光细胞化学法分别鉴定神经干细胞(NSCs)、神经元、星形胶质细胞、少突胶质祖细胞及小胶质细胞,比较其百分含量.结果 HI组的细胞成活率(63.41%±0.06%),明显低于正常组(98.9%±0.01%)(P＜0.001),短时培养后HI组中细胞亚群中含量最高的是GFAP(+)的星形胶质细胞56.48%±0.03%,其次为神经干细胞NSCs 22.47%±0.03%而PDGFRa(+)的少突胶质祖细胞含量最低;在对照组中最高则为MAP2(+)的神经元48.81%±0.03%,其次为GFAP(+)的星形胶质细胞32.31%±0.03%.含量最少的为小胶质细胞1.15%±0.01%.结论 妊娠中期人类胚胎脑SVZ含有NSCs、神经元、星形胶质细胞、少突胶质祖细胞和小胶质细胞,缺氧缺血对SVZ神经细胞损伤明显,不同细胞对缺氧缺血损伤的耐受性不同:NSCs、星形胶质细胞对缺氧缺血损伤的耐受性相对强于神经元、少突胶质祖细胞.     

长链非编码RNA BC088414在神经细胞缺氧缺血损伤中的作用

目的探讨长链非编码RNA BC088414在神经细胞缺氧缺血损伤中的作用。方法将大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤(PC12)细胞分为常氧组、氧糖剥夺处理组(OGD组)、小分子RNA常氧组(siRNA组)及siRNA OGD组, n=3。以无葡萄糖无血清DMEM培养液于37℃、1%O2+99% N2/CO2条件下培养细胞6 h,建立缺氧缺血体外模型。采用实时定量PCR法检测BC088414、肾上腺素受体β2(Adrb2)和半胱氨酸蛋白酶6(Casp6) mRNA的表达;利用小分子干扰RNA(siRNA)抑制PC12细胞中BC088414的表达;采用TUNEL法检测细胞凋亡情况。结果 OGD组细胞凋亡指数明显高于常氧组(PPPP结论长链非编码RNABC088414可能通过Adrb2和Casp6促进凋亡,加重缺氧缺血引起的神经细胞损伤。