线粒体疾病的分子生物学检验ppt课件

线粒体疾病的分子生物学检查：分子诊断学，与线粒体相关的科学家，1。线粒体，1。真核细胞中的细胞器，通过二元裂变代谢，平均寿命为10天2。大多数细胞含有几个到几千个线粒体。每个线粒体包含2-10个线粒体DNA(mtDNA)，2个。线粒体功能和线粒体疾病。切斯特2001；1203336634648，三磷酸腺苷，能量代谢，3，其他功能，调节钙离子的储存以调节膜电位和控制程序性细胞死亡，调节细胞增殖和细胞代谢，合成胆固醇和某些血红素产热，线粒体，4，线粒体，发现-1962，Lufe等发现一名年轻的瑞典妇女具有异常高的基础代谢率，伴有线粒体结构和氧化磷酸化功能异常。直到1988年，华莱士等人首次报道了由线粒体DNA突变引起的人类疾病，并证实mtDNA突变可以引起人类疾病。定义它是一组由遗传缺陷引起的异质性病理变化，如线粒体异常、三磷酸腺苷合成障碍和能量来源不足。它也被称为线粒体细胞疾病。发病率-约1:05(约1/5，000)，Smeitink2006，5，线粒体疾病，是一组具有高临床变异性和遗传异质性的疾病，线粒体蛋白，16，569 BPR circular doubled(mtdna)20%，1，500nucleargenes80%，华莱士，1817-1819，肖布里奇，2001；Schapira，2000，6，进一步导致线粒体功能障碍：底物转运缺陷；(2)基板利用缺陷；柠檬酸循环异常；氧化磷酸化解偶联；呼吸链异常。起病核基因突变常染色体隐性、显性或X连锁遗传线粒体基因突变母系遗传的特点(母体血液中mtDNA突变增加，患病后代发病率增加)。mtDNA突变和临床表型之间的关系是复杂的，主要表明相同的mtDNA突变可以导致许多不同的疾病表型，而相同的疾病表型可以由许多不同的mtDNA突变诱导。遗传异质性，婴儿发病更常见。8 .编码线粒体结构蛋白进行性突眼症(PEO)、线粒体神经胃肠脑肌病、利综合征的核基因突变线粒体蛋白翻译相关的核基因突变Miller等人在2004年首次报道了由核基因编码的线粒体核糖体蛋白亚单位16(MRPS16)的纯合突变，导致先天性畸形伴张力衰竭、肢体水肿、肝转氨酶活性升高和乳酸亚单位中毒。女婴出生后3天死亡。核基因突变、线粒体基因突变、突变影响：氧化磷酸化酶异常阈值效应导致呼吸链功能缺陷：组织特异性突变的mtDNA在复制和分离过程中可能在母系遗传中分布不均：不同的突变后代有不同的患病风险。与A8344G突变相比，携带A3243G突变的母系后代更容易患病。突变分布：同质性相同的组织分布异质性不同的组织和细胞有不同的分布，一般特征，10，物质遗传)，11，11，11，同质突变和异质突变，12，线粒体基因同质性(0)或100%异质性(0-100%)，核基因纯合性(纯合性)0或100%杂合性(杂合性)50%，12，mtDNA同质性/异质性突变和阈值，13，13，线粒体基因突变，目前点突变12个rRNA基因突变、2个D-环区LHON突变、重排和重排突变，如线粒体脑肌病合并乳酸血症综合征和中风发作综合征、肌阵挛性癫痫、断裂红纤维病、母系糖尿病合并耳聋综合征等。 超过数百例遗传性痉挛性截瘫等。线粒体疾病是一种复杂的疾病。复杂的遗传模式常染色体显性常染色体显性常染色体显性遗传表型复杂多系统受累影响几乎所有的组织和器官(一种Nyorganortissuecanbaeffected)，15，15，线粒体功能涉及许多组织和器官，16，线粒体疾病的常见临床特征，婴儿发病：常见于COX阴性肌纤维、脑病和利综合征的婴儿。儿童期发病：见于MELAS、MERRF、Leigh病、线粒体肌病、线粒体心肌病和KSS。中枢神经系统损害：周围神经损害，如共济失调、癫痫、肌张力障碍和脊髓病：交感神经疾病出现在MNGIE和Wolfram综合征中，视神经-听神经损害；视神经病变出现在Leber病中，显性遗传性视神经萎缩1型听力损失出现在KSS肌病中出现在线粒体肌病、MELAS和KSS肌病中。眼外肌麻痹可见于KSS和PEO，(临床变异性高)，中国神经外科杂志2000，17。线粒体疾病的生化诊断。当患者的基因变异无法确定时，完整的生化检查可以辅助诊断。代谢物分析(血液、尿液、脑脊液等)。)血液可以是正常的，但脑脊液大多是异常的(动脉比静脉好)；乳酸与丙酮酸的高比率(5033601)表明呼吸链被阻断。正常，除了线粒体疾病。测定了氧化磷酸化体系的酶活性。(西方、比色法等。)该方法不稳定。正常情况下，血清CK(肌酸激酶)正常或轻微升高。慢性进行性眼外肌麻痹增加了30%。MtDNA损失非常高。金和力美帝斯，2011年4月；34(2):283-292，18，线粒体疾病的生化诊断。当患者的基因变异无法确定时，完整的生化检查可以辅助诊断。(1)线粒体结构异常、细胞色素阴性肌纤维或断裂的红色纤维(RRF)是主要病理变化。(2)上述病变的发生率高。(3)缺乏其他病理性肌肉变化。，金和力美帝斯，2011年4月；34(2):283-292，19，儿童和成人线粒体疾病诊断标准，符合线粒体脑肌病综合征的临床表现，如KSS、CPEO、MELAS、MERRF等。对于多系统原因不明的发作，临床症状必须出现在至少三个系统中。除先证者外，至少有一个母系家族成员可能发病，并可能排除其他代谢性和非代谢性疾病。肌肉活检显示骨骼肌中有2%的红色肌纤维断裂。主要诊断标准、(伯尼零售，2002) (3，5)，20，c有一种或多种下列呼吸链酶活性受到抑制：50岁以下肌肉活检中COX阴性肌纤维2%；50岁以上肌肉活检中环氧合酶阴性肌纤维占5%；任何组织中的呼吸链酶活性为20%；任何细胞系中呼吸链酶活性为30%；两种组织中相同呼吸链酶活性超过30%；主要诊断标准，21，次要诊断标准：症状a符合线粒体脑肌病的临床表现；以下至少一项提示了肌肉线粒体异常的表现：30 50岁肌肉活检的RRF为1% 2%；RRF；在30岁以下的肌肉活检中；电镜下可见广泛的线粒体异常。至少有一种呼吸链功能被抑制：生化或极谱呼吸链复合物活性为20% 30%；免疫方法证实呼吸链复合体表达减少。(Bernieretal，2002)(3，5)，22，二级诊断标准：发现可能的mtDNA异常；氧化磷酸化损伤的一种或多种表现：脑脊液或血液中乳酸、丙酮酸和/或丙氨酸增加；如果怀疑KSS，脑脊液蛋白增加；PET或31P-MRS证实肌肉或脑代谢下降；最大氧分压、平均氧分压或乳酸阈降低。(伯尼零售，2002) (3，5，23)。线粒体疾病如果满足上述2项主要诊断指标或1项主要诊断指标和2项次要诊断指标，则被确认。待诊断的线粒体疾病是那些满足1个主要诊断指标、1个次要诊断指标或至少3个次要诊断指标的疾病。疑似线粒体疾病是指那些符合一个主要诊断指标或根据临床表现具有一个次要诊断指标的疾病。，2011年4月。34(2):283-292，24，在线粒体疾病的诊断中，应注意基因诊断和生化检查的结合，如能量代谢、呼吸链和酶复合物活性等。有必要区分正常衰老引起的病理性突变和线粒体基因突变。线粒体基因异常的分布与临床表现的严重程度之间存在剂量-效应关系，并且存在遗传相关性。有必要排除环境、药物、衰老和其他因素对遗传的诊断，25。第一节线粒体基因组与疾病，线粒体基因组及其表达系统线粒体基因组变异与疾病中线粒体基因组与核基因组的关系，26，人类线粒体基因组，轻链：8 tRNA和1 mRNA (ND6)，重链：14 tRNA，2 rrna，和12个具有翻译后加工的小基因组。只有16569bp双链环状DNA13结构基因/mRNA22tRNA基因2rRNA基因12SrRNA基因16SrRNA基因非编码区D-环(约1120bp)L链复制起始区(约30-50 BP，mRNA22tRNA)高突变率，线粒体基因组及其表达系统，27，28，29，TwostrandsofMTDNaaredindiatedbyThErnEnocytedecontendwitheeguaninerichstrandreFerredtotheheavystalsTheheavystrandencodes28genes和Theheavystrandencodes28genes总共有37个基因。其中37个基因，13个重折叠蛋白(多肽)，22个重折叠转运蛋白(tRNA)和两个重折叠转运蛋白(rRNA)。30，transport chain(13肽)manyofthegenesencodetransportchain :31，2 Rnasmitochondrilarnaisencodedbymt-RNR 1(12 rrna)MT-RNR 2(16 srrna)。32，22 tRNathefollowingeneencodterna :33，controlregioned-loop，576，34，35，36，Replication，37，humanmitocondrialdna(mtDNA)hasthreepromoters，H1，H2，andL(heavystrand1，heavystrand2，andlightstrandpromoters)，the1 promoter transcriterthethewhetheaveystrandthehelpromoterstranscriterthetheinthepromotionofthetwmitocondrirrn amolections .转录，38，39，theprocessofttranscriptioninitiationnmitchondrainvesthreetypesofproteins : themitochondrialrna聚合酶(POLRMT)，2 .线粒体转录因子A (TFAM)，3。线粒体转录因子SB 1和sb2(TFB1M，TFB2M)。40，41，42，第一节线粒体基因组和疾病。线粒体基因组与线粒体基因组核基因组的关系及其表达系统线粒体基因组变异与疾病，43，核基因组与线粒体基因组的相互作用，核基因组编码1500多种线粒体蛋白质，线粒体基因组仅编码13条多肽链，“串音”机制，44，第1节线粒体基因组与疾病，线粒体基因组与线粒体基因组核基因组及其表达系统线粒体基因组变异与疾病线粒体基因组变异基础突变：点突变。其中，结构基因的点突变，如核基因组，包括同义突变和错义突变的缺失和插入：mtDNA拷贝数突变：线粒体基因组突变和疾病耳聋，Leber遗传性视神经病变，糖尿病，高血压，肿瘤，45，线粒体相关疾病中常见的DNA点突变，MELAS综合征(线粒体脑肌病乳酸性酸中毒和卒中样发作):A3243G(80%)，T3271C(在tRNALeu(UUR)基因中)，MERRF(肌阵挛性癫痫伴红色纤维断裂):A8344G(80%)，T8356C(在中) G3460A(在ND1基因)耳聋(耳聋)3336a1555 g，T1494C(在12SrRNA基因)A3243G(在tRNALeu(UUR)基因)2型糖尿病(2型糖尿病)3336a343g(在tRNALeu(UUR)基因)N