人类线粒体基因组与疾病

人类线粒体基因组与疾病

1、线粒体基因及基因组介绍

人类线粒体DNA（mtDNA），共包含37个基因，这37个基因中有22个编码转移核糖核酸（tRNA）、2个编码核糖体核糖核酸（12S和16S rRNA)，13个编码多肽。

2、线粒体基因及基因组分析的现状和临床意义

对于可疑线粒体病的患者来说，理想的遗传学诊断方法是发现导致线粒体结构和功能缺陷的相关基因突变。这些基因突变可能在mtDNA上，也可能发生在核基因上，线粒体的遗传方式可能为常染色体隐形遗传、X-连锁遗传、母系遗传，有些还是新突变。由于线粒体病涉及基因众多，目前临床只能选择少数常见的线粒体基因位点进行突变和缺失筛查，阳性率很低，大多数患者难以获得准确的病因诊断。

3、线粒体基因及基因组分析测定

（1）13个编码多肽的基因

编码产物基因分

析

基因变异对应的常见线粒体病种

类

NADH dehydrogenase (complex I)MT-ND1Leber遗传性视神经病

MT-ND2心肌线粒体病，Leber遗传性视神经病

MT-ND3进肌阵挛，癫痫，视神经萎缩MT-ND4

Leber遗传性视神经病，线粒体肌

病，Leber遗传性视神经病，张力

障碍

MT-

ND4L Leber遗传性视神经病

MT-ND5Leigh综合征，线粒体脑肌病伴乳酸中毒及中风样发作综合症

MT-ND6Leber遗传性视神经病，线粒体脑肌病伴乳酸中毒及中风样发作综合症，糖尿病，肌张力障碍

coenzyme Q-cytochrome c reductase/Cytochrome b(complex III)MT-Cytb

慢性游走性红斑，Leber遗传性视

神经病，线粒体肌病，心肌线粒

体病，线粒体脑肌病伴乳酸中毒

及中风样发作综合症，帕金森病

cytochrome c oxidase(complex IV)MT-

COX1

肌红蛋白尿运动神经元疾病，铁

粒幼细胞贫血

MT-

COX2

线粒体肌病，线粒体多系统疾

病，线粒体脑肌病

MT-

COX3

Leigh综合征，慢性游走性红斑，

骨骼肌溶解症

ATP synthase MT-

ATP6

共济失调并发色素性视网膜炎，

母系遗传Leigh综合征，家族性双

侧纹状体坏死

MT-

ATP8

共济失调并发色素性视网膜炎，

母系遗传Leigh综合征，家族性双

侧纹状体坏死

（2）22个编码tRNA的基因

Alanine MT-TA进行性眼外肌麻痹Arginine MT-TR

Asparagine MT-TN线粒体肌病，进行性眼外肌麻痹Aspartic acid MT-TD心肌线粒体病，肌阵挛

Cysteine MT-TC慢性游走性红斑

Glutamic acid MT-TE心肌线粒体病，慢性游走性红斑Glutamine MT-TQ线粒体肌病，线粒体脑肌病伴乳酸中毒

及中风样发作综合症

Glycine MT-TG心肌线粒体，婴儿猝死综合征，慢性

游走性红斑

Histidine MT-TH

Isoleucine MT-TI线粒体肌病，心肌线粒体病，进行性眼

外肌麻痹

Leucine MT-TL1

慢性进行性眼外肌麻痹，Leer遗传性视

神经病，线粒体脑肌病伴乳酸中毒及

中风样发作综合症，线粒体肌病，心肌

线粒体病，糖尿病和线粒体耳聋

MT-TL2

心肌线粒体病，慢性游走性红斑，慢性

进行性眼外肌麻痹，线粒体肌病，铁粒

幼红细胞性贫血

Lysine MT-TK 心肌线粒体病，慢性进行性眼外肌麻痹，肌阵挛性癫痫发作伴破碎红纤维，线粒体脑肌病伴乳酸中毒及中风样发作综合症，线粒体耳聋

Methionine MT-TM线粒体肌病，淋巴瘤

Phenylalanine MT-TF线粒体脑肌病、乳酸中毒以及卒中样发

作，骨骼肌溶解症

Proline MT-TP线粒体肌病，进行性眼外肌麻痹

Serine MT-TS1

掌跖角化症，线粒体耳聋，肌阵挛性

癫痫发作伴破碎红纤维-线粒体脑肌病

伴乳酸中毒及中风样发作综合症

MT-TS2糖尿病和线粒体耳聋

Threonine MT-TT心肌线粒体病，慢性游走性红斑Tryptophan MT-TW Leigh综合征，共济失调舞蹈病，线粒

体肌病

Tyrosine MT-TY慢性进行性眼外肌麻痹

Valine MT-TV Leigh综合征，线粒体脑肌病伴乳酸中毒及中风样发作综合症，线粒体多系统疾病

12S ribosomal RNA MT-

RNR1

帕金森病，氨基糖甙类抗生素致聋

16S ribosomal RNA MT-

RNR2

心肌线粒体病