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常见DNA聚合酶γ基因突变和线粒体疾病
DNA聚合酶是细胞复制DNA的重要作用酶.DNA聚合酶γ(pol γ)存在于人类线粒体中,它是线粒体DNA复制和修复所必须.DNA聚合酶γ基因(POLG)发生突变后会导致其编码的polγ功能发生改变,使线粒体DNA(mtDNA)复制及线粒体氧化磷酸化等功能障碍,引起线粒体相关疾病.对这些突变位点及其与疾病关系的研究为线粒体疾病的发病机制及治疗等提供了线索.本文对一些POLG常见位点突变相关研究进行了综述.
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DNA聚合酶γ的提取、纯化和鉴定
目的:提取并纯化人宫颈癌细胞(HeLa)的线粒体DNA聚合酶γ(DNA polymeraseγ,Pol γ),鉴定其纯度和活性.方法:运用离子交换层析等方法提取纯化HeLa细胞的线粒体Pol γ,并用Bradford法检测蛋白浓度.经SDS-PAGE检测蛋白纯度和相对分子量,Western blotting验证蛋白.用α-32PdTTP掺入法,液体闪烁计数器进行放射性测量以确定Polγ的活性.结果:成功提取并纯化HeLa细胞的线粒体Polγ,经SDS-PAGE鉴定,有一个大约140 kDa的亚基单位,Western blotting证实为Pol γ.对其进行150倍纯化,收得率为6%,酶的总活力为4.81 U,比活力为36.17 U/mg.结论:HeLa细胞的线粒体Pol γ通过离子交换层析法提取和纯化后活性较高,可用于体外药物线粒体毒性的检测.
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POLG基因突变所致线粒体病五例报道
目的 报道线粒体DNA γ-多聚酶基因(POLG)突变所致线粒体病的临床、病理和基因改变特点.方法 回顾性分析2012年4月至2018年1月在北京大学第一医院就诊的来自不同家系的5例线粒体病患者的临床资料,对患者进行肌肉/神经活体组织检查(活检)和靶向二代测序基因检测.结果 5例患者中男性3例,女性2例.2例显性遗传,3例呈散发或隐性遗传.发病年龄在15~40岁,病程1~26年.其中1例表现为不典型感觉性共济失调神经病伴构音障碍及眼外肌麻痹综合征伴随心脏预激综合征;有2例和1例分别表现为常染色体显性和隐性遗传性进行性眼外肌瘫痪叠加综合征;1例表现为认知发育延迟伴感觉神经病.伴随肌肉损害的4例患者肌活检均可见线粒体肌病的病理改变.表现为认知发育延迟伴感觉共济失调神经病患者的腓肠神经活检示慢性轴索性神经病.POLG基因在3例散发/隐性遗传患者为复合杂合突变,在2例显性遗传患者为单一杂合突变.其中c.914G＞A、c.924G＞T、c.1612G＞T、c.1613A＞T、c.1790 G＞A和c.3002delG为尚未报道的新突变.结论POLG基因突变可导致不同的临床谱系.在POLG相关的线粒体神经肌肉病中,眼外肌瘫痪、肢体力弱和感觉轴索性周围神经病常见.新发现的POLG基因突变扩展了该基因的突变谱.
关键词： 线粒体病 DNA聚合酶γ POLG基因 进行性眼外肌瘫痪 感觉轴索性感觉神经病 -
反式白藜芦醇对β－淀粉样肽致痴呆大鼠的保护作用
目的：观察反式白藜芦醇（ TR）对β－淀粉样肽（Aβ25－35）致痴呆大鼠海马旁回的保护作用。方法先将SD大鼠分为3，20月龄2大组，然后再分为假手术组、模型组、低与高剂量实验组。用Aβ25－35制痴呆模型后，实验组灌胃给TR 10，40 mg? kg－1? d－1，假手术组、模型组均给予0．9％NaCl（1 mL／100 g），连续10 d。用实时定量PCR法检测8组大鼠海马及皮质半胱氨酸蛋白酶－3（caspase－3）、DNA聚合酶γ的表达。结果模型组与假手术组的caspase－3、DNA聚合酶γ表达水平比较差异有统计学意义（ P＜0．01），说明造模成功。 TR对caspase－3、DNA聚合酶γ表达水平的下调非常显著（ P＜0．01）。模型组3月龄较20月龄大鼠的caspase－3表达量明显增高（ P＜0．05）。实验组3月龄与20月龄大鼠caspase－3表达量差别有统计学意义（ P＜0．05）。结论 TR对损伤的大鼠海马周围皮层神经元有保护作用。
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核苷类似物线粒体毒性机制及临床表现
核苷类似物是目前临床上治疗艾滋病、疱疹、慢性肝炎等病毒性疾病的首选药物,其抗病毒疗效确切,临床应用的安全性较好.但随着核苷类似物的长期使用,近年来关于其不良反应的报道也逐渐增多,例如肝毒性、中毒性肾损伤、肌病、乳酸酸中毒、周围神经病等.大量研究资料表明,此类不良反应主要来源于药物对线粒体功能的损伤,其机制主要包括线粒体DNA聚合酶γ活性受抑制、线粒体DNA突变、氧化应激、遗传易感性和单核苷酸多态性等.本文将以核苷类似物诱发线粒体功能损伤的机制为出发点,详细阐述此类药物临床应用中引起的不良反应.
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DNA聚合酶γ基因突变研究进展
DNA聚合酶γ(polγ)是已知DNA聚合酶中唯一位于线粒体并参与线粒体DNA复制与修复的酶.POLG的突变可导致其编码的polγ功能异常,从而使线粒体DNA的复制发生障碍,影响线粒体的功能,引起线粒体相关的疾病.目前已发现POLG1基因的致病性突变多达130种,可导致Alpers综合征、渐行性眼外肌麻痹等线粒体疾病.现从DNA聚合酶γ的分子结构及其在线粒体DNA复制与修复中所起到的作用,阐述POLG突变与线粒体疾病的关系,并简要介绍几个常见的突变位点.
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黄精多糖对衰老小鼠肝线粒体呼吸链酶及DNA聚合酶γ表达的影响
目的 探讨黄精多糖对衰老小鼠肝线粒体呼吸链酶及DNA聚合酶γ表达的影响.方法 选用昆明小鼠,用D-半乳糖致成亚急性衰老模型,并观察药物对小鼠呼吸链酶复合体Ⅰ、Ⅱ+Ⅲ的活性及DNA聚合酶γmRNA的表达.通过RT-PCR法检测衰老小鼠肝线粒体中DNA 聚合酶γ基因在mRNA水平的变化.结果 黄精多糖可提高衰老小鼠呼吸链酶活性,降低DNA聚合酶γ mRNA的表达.结论 黄精多糖可以通过改善肝线粒体能量代谢,使DNA聚合酶γ mRNA表达减少,提高呼吸链酶复合体Ⅰ、Ⅱ+Ⅲ而起到延缓衰老的作用.
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DNA聚合酶γ介导的口腔鳞癌细胞放疗增敏
目的:研究mtDNA损伤修复蛋白POLG的表达调控与γ射线不敏感的口腔鳞状细胞癌细胞(OSC-5)的凋亡损害的相关性.方法:体外培养OSC-5细胞,并用30Gy γ射线处理,MTT比色法检测OSC-5细胞存活率,RNA干涉技术敲除POLG基因,Western Blot检测POLG和Cleaved-PARP蛋白的表达.结果:30Gy γ射线处理后OSC-5细胞的增殖率为(75.67±4.16)％;si-POLG下调OSC-5细胞POLG蛋白表达水平;si-POLG转染的细胞经γ射线处理后Cleaved-PARP蛋白表达增加,细胞存活率下降(P＜0.05).结论:通过抑制口腔鳞状细胞癌细胞mtDNA损伤修复蛋白POLG能增加对γ射线不敏感的OSC细胞的凋亡损害.
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抗逆转录病毒疗法与儿童线粒体毒性
在近lO年中,抗逆转录病毒(ARV)联合疗法对儿科HIV患者的死亡率和发病率的显著影响以及其在防止HIV母婴传播(MTlCT)中所起的作用不应该被低估.然而,感染了HIV-1的儿童患者在其出生后的生长和发育过程中则不可避免地长期接受ARVs治疗,而由此产生的累积毒性也随之显现出来.已有证据表明,核苷类逆转录酶抑制剂(NRTI)在体外对动物模型及采用NRTI治疗的成人和儿童具有线粒体毒性.这种NRTI所致线粒体毒性的可能机制包括线粒体DNA(mtDNA)复制的损伤和点突变的发生.mtDNA合成的改变很可能使得mtDNA编码的呼吸链亚单位的产量减少,导致氧化磷酸化受损及线粒体功能异常.在儿童中发生的.NRTI相关性线粒体毒性有着各种表现,其中包括乳酸酸中毒、胰腺炎、心肌病和神经病,这些与接受NRTI治疗的成人患者和有先天性线粒体功能异常的儿童相当.为了预防MTCT,未受感染的婴儿常常从其母亲受孕开始直至整个胎儿期都得与多种ARVs接触.动物模型试验表明,围产期接触NRTI会引起线粒体毒性,但至于NRTI治疗对儿童线粒体的影响程度如何仍存在争议.因此,目前亟待就减低NRTIs剂量或使用线粒体毒性较低的NRTIs对儿科患者产生的影响进行评估.在这样一个治疗选择不断增加的时代,小化药物相关性毒性的可能性正在不断增大.
