线粒体病的基因治疗
线粒体置换定义
线粒体置换定义
线粒体置换是一种基因治疗技术，旨在通过将一个人的细胞核基因（核DNA）与另一个人的健康线粒体DNA进行结合，以治疗与线粒体相关的遗传疾病。
这种技术主要用于女性患者，因为线粒体DNA主要来自母亲传递给子女。
线粒体是细胞内的一种细胞器，负责产生能量。
当线粒体DNA发生突变时，可能会导致线粒体功能障碍，进而引发一系列疾病，包括肌肉无力、中枢神经系统障碍、视网膜退化等。
线粒体置换可以通过将健康的线粒体DNA替换掉患者细胞中的异常线粒体DNA，从而使细胞能够正常运作。
线粒体置换技术主要有两种方法：核-细胞置入和单核转移。
核-细胞置入是将患者细胞核DNA注入到健康的供体卵母细胞中，然后在体外培养一段时间后植入到患者体内。
单核转移是通过将患者细胞核中的染色体转移至健康的供体细胞中，然后将转移后的细胞核放回到患者的卵母细胞中，最后进行体外受精和妊娠。
然而，线粒体置换技术仍存在一些伦理和安全问题，例如对人类胚胎进行基因改良、遗传信息的传递和后代的长期影响等。
因此，目前该技术仍处于临床试验阶段，并受到严格的监管。
线粒体功能障碍和人类疾病
线粒体功能障碍和人类疾病线粒体作为细胞内的能源中心，负责人体能量的生产和维持各种重要生物活动。
如果线粒体出现功能障碍，就会导致多种疾病的发生，改善线粒体功能成为重要治疗手段。
一、线粒体功能障碍和疾病发生线粒体的主要作用是通过三磷酸腺苷（ATP）的合成来提供细胞能量，但是线粒体还参与了脂肪酸代谢、细胞死亡和细胞信号转导等多种生物活动。
线粒体结构复杂，包括线粒体内膜、外膜、线粒体基质、内质网等。
线粒体功能障碍会导致ATP合成减少、有害代谢产物积累、氧化应激等现象。
线粒体功能障碍导致的疾病种类很多，比如遗传性疾病、代谢性疾病、神经退行性疾病等。
其中代表性的疾病有：1.线粒体脑肌病：是一种极为罕见的遗传性疾病，症状包括肌无力、痉挛、听力和视力受损等。
2.眼肌型线粒体病：是一种早发性视网膜病变引起的疾病，常表现为视力下降、眼肌运动障碍等。
3.2型糖尿病：2型糖尿病是一种常见的代谢性疾病，线粒体功能障碍导致葡萄糖代谢紊乱，加重了糖尿病的进展。
二、改善线粒体功能的治疗手段因为线粒体功能障碍参与了很多生物活动，针对线粒体功能障碍的治疗也多种多样。
目前主要的治疗手段有：1.药物治疗：线粒体功能障碍可以导致氧化应激和炎症等不利影响，可以使用抗氧化剂和炎症抑制剂来改善线粒体功能。
2.营养治疗：线粒体需要多种营养物质辅助其生产ATP，如维生素B族、辅酶Q10等。
通过摄入适量的这些营养素可以增强线粒体功能。
3.细胞治疗：将健康的线粒体注入患者的细胞中，以替代病变的线粒体。
4.基因治疗：通过给患者注射含有正常线粒体DNA的向量，或者使用CRISPR-Cas9等技术修正患者DNA中的线粒体基因来治疗线粒体疾病。
三、未来研究方向当前针对线粒体功能障碍的治疗仍比较有限，而且很多治疗手段还未经过严格的临床研究。
未来可以从以下几个方面拓展线粒体疾病治疗研究：1.应用基因编辑技术和干细胞技术，研发更有效的线粒体治疗手段。
2.开展更多的临床试验，评估已有治疗手段的效果和安全性。
线粒体遗传病
线粒体遗传病简介线粒体遗传病是一类由线粒体异常导致的遗传疾病，通常会影响身体的能量产生和细胞功能。
线粒体是细胞内的一个细小器官，负责生产细胞所需的能量（ATP）。
线粒体有自己的DNA，其中编码了一小部分参与线粒体功能的蛋白质。
线粒体遗传病可以通过遗传给下一代，也可以在个体发生随机突变时产生。
线粒体结构和功能线粒体是细胞的动力中心，它们是细胞内的能量生产工厂。
线粒体提供细胞所需的大部分ATP，以供细胞的各种生化反应和功能运作。
线粒体有自己的DNA，称为线粒体DNA（mtDNA）。
mtDNA是环状的，由37个基因编码，其中包括13个编码蛋白质、22个编码转运RNA和2个编码核糖体RNA。
这些蛋白质参与线粒体内的能量产生，并与细胞核中编码的蛋白质相互协作。
线粒体遗传病可能是由于mtDNA中的突变导致的。
这些突变可以影响线粒体蛋白质的功能，进而影响细胞的能量产生和其他线粒体相关功能。
线粒体遗传病的类型线粒体遗传病有多种不同的类型，其临床表现和症状也有很大的变化。
下面是一些常见的线粒体遗传病类型：韦尔尼柯-霍夫综合征韦尔尼柯-霍夫综合征是一种常见的线粒体疾病，具有多系统受累的表现。
病人通常会表现为进行性视力丧失、耳聋、心肌病、神经肌肉病等症状。
米尔瓦-格拉斯病米尔瓦-格拉斯病是一种罕见的线粒体疾病，主要影响心血管和神经系统。
症状可能与心肌病、运动障碍和智力障碍有关。
卡尼特-鲍尔病卡尼特-鲍尔病是一种遗传性神经肌肉病，病人通常会表现为进行性肌无力、运动障碍和呼吸衰竭等症状。
增生性肌病增生性肌病是一类由线粒体DNA突变导致的肌无力病。
这些突变会导致肌肉的进行性退化和功能障碍。
线粒体遗传病的诊断和治疗线粒体遗传病的诊断通常涉及以下几个方面：1.临床症状评估：医生会根据病人的症状和体征进行初步评估，如视力丧失、肌肉无力、心脏问题等。
2.实验室检测：通过检测血液、尿液或其他组织的线粒体功能和结构指标来帮助诊断，如乳酸、丙酮酸和氨基酸水平的测定，线粒体DNA的测序等。
线粒体疾病的发生与治疗
线粒体疾病的发生与治疗线粒体是人体细胞内的一个重要器官，它负责生成能量并参与抗氧化防御。
线粒体的正常功能对人体健康至关重要，但当它发生异常时，就会引发一系列的疾病。
本文将着重探讨线粒体疾病的发生原因、临床表现以及治疗方法。
一、线粒体疾病的发生原因线粒体疾病是由线粒体基因突变或线粒体DNA受到外界影响（如环境因素、药物、病毒等）导致的一类疾病。
线粒体疾病具有遗传性，一般分为三种类型：1. 核基因突变型：由核基因突变造成的线粒体疾病，遗传方式为常染色体显性或隐性遗传。
2. 线粒体基因突变型：由线粒体基因突变造成的线粒体疾病，遗传方式为母系遗传。
3. 环境因素型：环境因素可以影响线粒体DNA的稳定性和功能，进而引发线粒体疾病。
二、线粒体疾病的临床表现线粒体疾病的临床表现因疾病类型和程度不同而异。
一般来说，线粒体疾病主要表现为：1. 神经系统疾病：智力低下、共济失调、癫痫、肌张力紊乱等。
2. 肌肉系统疾病：肌无力、运动障碍等。
3. 代谢性疾病：代谢异常、糖尿病等。
4. 器官系统疾病：心脏病、肝脏病、肾脏病等。
三、线粒体疾病的治疗方法线粒体疾病的治疗方法并不一定有效，目前主要分为以下几种：1. 对症治疗：针对不同线粒体病人对症治疗，如辅酶Q10等。
2. 转移治疗：选择健康的细胞或组织，将正常线粒体移植到病人体内，可有效改善某些线粒体疾病。
3. 基因治疗：目前还处于实验室阶段，通过基因工程技术修复患者遗传缺陷，从根本上解决线粒体疾病问题。
总之，线粒体疾病是一类复杂而严重的疾病，对患者的生活产生了很大负担。
在未来，随着医疗科技的不断发展和进步，以及人们对于线粒体疾病的研究和理解的不断深入，相信会找到更好的治疗方法，给患者带来更多的希望和信心。
遗传性线粒体疾病的生殖细胞基因治疗方法
启动 Ｐ ｏ ｌ ｓ ｃ ｏ ｐ ｅ偏振 光显 微 镜 成像 系统 及 倒 置显 微 镜加 热 台 ，对 Ｐ ｏ ｌ ｓ ｃ ｏ ｐ ｅ进行 系统 光 路校 正 和 背 景 值 校正 。完成 后 ，将 培 养 皿 置 于 显 微 操 作 系 统 中 ，
开启偏 振 光激 发 ，利 用 持 卵针 旋 转人 类 卵母 细 胞 ，
精子注射
图２ 卵母细胞纺锤体移植后进行
卵胞 浆 内单 精 子注 射 和 胚 胎 培 养
三、治 疗前 景和展 望
可发现 明暗闪烁 的纺锤 体 ，调 整 清 晰度 并 将纺 锤 体
遗 传性线 粒体 疾病 的 生殖 细胞 基 因治疗 的核 心
验相 比 ，人类 卵母 细胞经 过 纺锤 体 转移 后 发 生异 常
的培 养 箱 内培 养 １ ６— １ ８ ｈ ， 倒 置 显 微镜 下 观 察 受 比恒 河猴 卵母 细胞对 这类 操 作更 敏 感 ，与 恒 河猴 实 现象 的机 率 明显 增 高 ，这 可 能是 因为纺 锤 体 转移 操 正常 受精 的胚胎 采用 序 贯 培养 法 培养 至 第 ３天 作导 致 了卵母 细胞染 色体 过 早 分离 、应 该 进 入 到极 或第 ５天 （ 囊胚 ） ，每 日根 据 卵裂 的速 度 、卵裂 球 体的染色体留在卵母细胞 中。虽然大量 的异常受精
Hale Waihona Puke 然剩余双折射性 的残余纺锤体 ，以确认去核是否完
Ｔ ａ ｃ ｈ ｉ ｂ ａ ｎ ａ等 已经 在 非 人 灵 长 类 动 物 恒 河 猴
整 。将 去核后 的人类 卵母 细胞 置于 培养箱 中培养 １ ｈ 研究 中将 一 个 细 胞 的 细 胞 核 转 移 到 另 一 个 细 胞 之
线粒体病的治疗方法
线粒体病的治疗方法线粒体病是一种严重的遗传病，它会影响人体内的线粒体，从而导致多种病症的出现。
线粒体病的症状包括肌肉无力、智力退化、贫血、抽搐等，而且目前仍没有有效的治疗方法。
尽管如此，科学家们正在不断探索各种治疗线粒体病的方法，以下将讨论目前的进展情况。
1. 细胞核移植（Nuclear transfer）细胞核移植是目前治疗线粒体病最为前沿的手段之一。
该方法的基本思路是用健康的卵细胞取代患者的卵细胞，以此来降低线粒体病的发生率。
具体而言，该方法首先通过体外受精的方式收集男女两方的成熟卵细胞，并将它们进行操作，使得每个卵细胞都只留下健康的线粒体。
然后，将男方的精子注入已经除去线粒体的女方卵细胞（即受体卵细胞）中，使之受精。
最后，将患者的细胞核移植到受体卵细胞中，形成一个带有健康线粒体的重组卵细胞。
该卵细胞可以培育成胚胎，再通过体外受精的方式将其移植到患者子宫内。
这样一来，患者的后代就可以避免患上线粒体病了。
虽然细胞核移植方法非常有前途，但仍面临一些挑战。
其中最重要的一项问题是安全性。
由于该方法涉及到人类胚胎研究，因此涉及到伦理问题。
尤其是移植成功的胚胎的命运没有得到完全保障，很可能会面临某些风险。
此外，患者本人需要提供一定数量的卵子才能进行细胞核移植，这对于一些患有女性不孕症的患者而言是不切实际的方法。
2. 法索酮（Fasudil）法索酮是一种治疗某些神经系统疾病的药物，也被用于治疗线粒体病。
它具有抗氧化、抗炎和抗突变等多种作用。
该药物可以通过抑制肌肉细胞的肌动蛋白酶，调节细胞骨架和细胞信号转导等机制，从而提高线粒体的功能。
研究表明，法索酮还能够通过直接作用于线粒体的色素分子来促进细胞的能量代谢，并减少氧代谢产物的积累。
不过，目前还没有足够的证据证明法索酮真的能够治疗线粒体病。
一些研究认为法索酮的使用可能会导致副作用，如低血压等。
因此，需要进行大规模的研究来证明其疗效和安全性。
3. 管理症状虽然线粒体病目前仍没有有效的治疗方法，但可以通过管理症状来改善患者的生活质量。
线粒体疾病治疗研究进展(完整版)
线粒体疾病治疗研究进展（完整版）线粒体是半自主细胞器，通过氧化磷酸化产生ATP。
线粒体氧化呼吸链的缺陷会阻碍能量生成，累及骨骼肌和周围神经，导致运动不耐受、痉挛、持续肌无力、共济失调和周围多发性神经系统疾病等。
线粒体疾病的遗传学非常复杂，有多种不同的遗传机制，包括母系遗传、常染色体隐性遗传、常染色体显性遗传及核基因突变的X 连锁遗传［1 ］。
线粒体疾病的临床和遗传表型呈现出多样性和复杂性的特点，可在任何年龄发病，累及单个或多个系统，也有多种遗传模式，导致线粒体疾病的治疗尤为困难。
由于线粒体疾病涉及不同类型的线粒体功能障碍，因此治疗线粒体疾病的方法也各不相同。
这些方法包括通过卵母细胞纺锤体转移将含有缺陷线粒体的细胞质替换为含有健康线粒体的细胞质；通过将致病性点突变mtDNA转换为正常mtDNA，针对线粒体疾病的根本原因，使用通过抗氧化活性来减少活性氧（reactive oxygen species，ROS）的化合物绕过功能异常的复合体来刺激氧化磷酸化中的电子传递链［2 ］。
1 化学合成物治疗1.1 辅酶Q10目前为止，应用最广泛的化合物是辅酶Q10。
辅酶Q10在细胞中有强大的抗氧化作用，自身生成的辅酶Q10 是线粒体中可扩散的电子载体。
但辅酶Q10在疾病治疗中的成功率有限，美国食品及药物管理局尚未批准辅酶Q10用于疾病治疗［3 ］。
辅酶Q10常被用作营养补充剂治疗线粒体疾病。
基于辅酶Q10 的部分有益作用，研究者正在开发相关的化合物用于治疗。
1.2 核苷酸核苷酸作为能量载体，参与机体代谢，与线粒体的三羧酸循环密切相关，可供多种生化反应利用。
核苷酸作为RNA及DNA的结构单元参与细胞表达，作为能量载体参与细胞代谢，作为多种辅酶的重要组成部分参与代谢反应等。
核苷酸在促进儿童生长发育、提高儿童免疫力及改善肠道菌群环境等方面都有重要作用。
目前用于治疗疾病的核苷酸的种类包括鸟嘌呤核苷酸、尿嘧啶核苷酸、胞嘧啶核苷酸等。
线粒体病的研究和治疗新方法
线粒体病的研究和治疗新方法近年来，随着科技的不断进步，越来越多的新技术和新方法被应用于生物医学领域，使得原本无法治愈的疾病得到了更好的治疗。
线粒体病就是其中之一。
线粒体是细胞中的重要器官，它们主要负责细胞能量代谢。
线粒体病是一类由于线粒体功能异常引起的疾病，包括100多种不同类型的遗传性疾病，药物或毒物引起的线粒体损伤等。
线粒体病的表现形式多种多样，可以引起肌肉萎缩、脑炎或智力退化等症状，而且这些症状还会影响到患者的生活质量和寿命。
传统治疗方法对于线粒体病的治疗并没有太大的作用，而且还会对患者的身体造成不小的伤害。
因此，寻找新的治疗方法尤为重要。
在线粒体病的研究和治疗方面，科学家们利用最新的生物技术和基因工程技术研究线粒体病发病机制，开发出一些新的治疗手段，这些手段为患者带来了新的希望。
一种被广泛研究和使用的新疗法是线粒体转移（mitochondrial transfer）技术。
这种技术利用人类卵细胞中的线粒体DNA或健康的线粒体，将其嵌入到患者的卵细胞中，以代替患者体内异常的线粒体。
这种方法是一种基因编辑技术，尽管其在科学研究中已经取得了不俗成果，但目前仍处于临床试验阶段。
另一种新的治疗方法是基于线粒体治疗液的药物疗法。
线粒体治疗液是一种新型的细胞能量支持治疗，可以有效缓解线粒体病患者的症状。
线粒体治疗液的成分是化学物质，与患者体内自然产生的化学物质相似，可以为线粒体提供必需的营养和氧气，从而促进细胞新陈代谢，改善症状，提高患者生活质量。
除此之外，临床试验还表明，一些药物可以有效改善线粒体病患者的病情，包括抗氧化剂、干细胞和基因治疗等。
抗氧化剂是一种能够抵消细胞内自由基对细胞损伤的化学物质，可以保护线粒体免受氧化损伤。
干细胞技术可以修复患者体内损伤的细胞和组织，从而有效治疗线粒体病。
基因治疗是一种通过基因编辑技术来纠正患者体内异常基因的治疗方法，也可以被用于线粒体病的治疗中。
综上所述，线粒体病的治疗方法正日益成熟，不断突破和创新的技术也为患者带来了新的希望。
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抑制突变的线粒体ＤＮＡ的复制
抑制突变的线粒体ＤＮＡ的复制，保持野生型的
ｍｔＤＮＡ的复制，可以减少突变的线粒体ＤＮＡ在整 个线粒体基因组中的比例。肽核酸（ｐｅｐｔｉｄｅ—ｎｕｃｌｅｏ． ｔｉｄｅ ａｃｉｄｓ，ＰＮＡｓ）是一个富有创意的概念。用线粒 体靶向肽核酸选择性地与突变的线粒体ＤＮＡ杂交， 可以抑制突变的线粒体ＤＮＡ复制，而让野生型基因 组扩增，增大正常线粒体ＤＮＡ的比例以修复Ｏｘ． ＰＨＯｓ缺陷，此设想在体外分离的线粒体中获得成 功。在体外已成功降低肌阵挛性癫痫和不规整红纤 维病（ｍｙｏｃｌｏｎｉｃ ｅｐｉｌｅｐｓｙ ａｎｄ ｒａ｛娼ｅｄ ｒｅｄ ｆｉｂｅｒ ｄｉｓｅａｓｅ， ＭＥＲＲＦ）Ａ８３４４Ｇ突变型基因组的比例到病理性的 阈值以下∞Ｊ。但后来发现肽核酸并非那么容易被 转运到人类细胞中的线粒体№］，而且即使进入线粒 体，肽核酸也难于跨越线粒体内膜到达线粒体的 ＤＮＡ。因此，以后又设计了一种极性更大的“跨膜 寡肽分子”（ｃｅＵ ｍｅｍｂＬ帅ｅ
视网膜炎（ｎｅｕｒｏｐａｔ｝ｌｙ，ａｔａ）【ｉａ，狮ｄ
ｒｅｔｉｎｉｔｉｓ ｐｉｇｍｅｎｔｏ一
到线粒体装配成呼吸链复合体。大部分线粒体蛋白 质在核糖体上合成时，其Ｎ端都带有一信号肽段， 或称为引导肽（ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ
ｌｅａｄｉｎｇ ｐｅｐｔｉｄｅ，ＭＬＰ），
ｓｅｑｕｅｎｃｅ，
或靶向序列（ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｔ叫吾ｅｔｉｎｇ Ｍ偈），信号肽可将该蛋白导向线粒体。
２
线粒体的ＤＮＡ突变最终结果引起线粒体基因 编码的线粒体蛋白缺陷。已发现与人类疾病相关联
的５０多种ｍｔＤＮＡ点突变和１００多种ｍｔＤＮＡ重排。
线粒体病的临床表现极为广泛，几乎涉及到所有的 组织和器官，属于一类分散的临床征候群。而中枢 神经系统、心脏、骨骼肌、内分泌腺等能量消耗较多 的组织更易发生病变。由线粒体病引发的常见病征 包括肌无力、神经退化、视网膜病、糖尿病、神经性耳 聋等。‘一般来说，由ｍｔＤＮＡ异常所致线粒体病始发 于童年，病情渐进式发展为瘫痪或无自理能力，最后 由于重要器官病变导致死亡。临床资料显示，全世 界平均每３ ｍｉｎ出生的新生儿中，即有１名儿童将 在１０岁前患线粒体病。 由于线粒体是相对独立的细胞器，ｍｔＤＮＡ是多 拷贝的核外基因，加上线粒体基因突变的复杂性，线 粒体病的治疗研究举步维艰。目前线粒体病仍是不 治之症，所能做的只是对症治疗。如Ｋｓｓ患者安装 起博器以修补心脏的功能；神经性耳聋可以通过植 入人工耳蜗减轻；糖尿病，不论是胰岛素依赖与否， 都可以通过饮食或药物疗法控制。然而，要根治线 粒体病只能寄希望于基因治疗。 由于线粒体结构的特殊性和线粒体基因突变的 复杂性，要直接修补线粒体基因突变存在更多的困 难：线粒体的三重膜屏障，线粒体独特的表达体系， 以及线粒体中多拷贝的基因组等，因而使治疗更困 难。但目前已探讨了一些替代性的修正途径，并积 累了许多经验，线粒体病基因治疗主要的目标是弥
ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ
向线粒体输送特定的ｔＲＮＡ
一些线粒体病是由特定的ｔＲＮＡ的基因突变导
致的。修补线粒体ｔＲＮＡ的基因突变，可利用核基 因体系表达特定的ｔＲＮＡ，然后将该ｔＲＮＡ转运人线 粒体。自然界中，正常的酵母ｔＲＮＡｓ・可从细胞浆转 运至线粒体以补偿突变的线粒体ｔＲＮＡ，而在有特异 的酵母转运因子存在时，酵母的ｔＲＮＡ可被运人人 类线粒体归Ｊ。线粒体膜上的ｔＲＮＡ运人复合物（ｔＲ．
Ｒ３９４．８
［中图分类号］
［文献标志码］
Ａ
［文章编号］
１０００—９９６５（２０１１）０２一０１２２—０４
Ｔｈｅ ｓｔｕｄｉｅｓ
ｏｎ
ｔｈｅ ｇｅｎｅ ｔｈｅｒａｐｙ ｏｆ ｍｉｔＯｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｄｉｓｅａｓｅｓ
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［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｅ ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｄｉｓｅａｓｅｓ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ
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第３２卷第２期
２０１１年４月
暨南大学学报（医学版） Ｊｏｕｍａｌ ｏｆ ＪｉｎａＩｌ Ｕｎｉｖｅｒｓ埘（Ｍｅｄｉｃｉｎｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ）
Ｖ０１．３２
Ｎｏ．２
Ａｐｒ．２０ｌｌ
线粒体病的基 因治 疗
曹佐武
（暨南大学生命科学技术学院生殖免疫研究所，广东广州５１０６３２）
［摘要］线粒体基因突变导致的线粒体病仍是不治之症，目前只有针对症状的支持性疗法。根治线粒体病只能 寄希望于基因治疗。基因治疗的主要目标是修补特定基因突变导致的功能缺陷，或促使异质性的转变，以降低突 变型与野生型基因组的比例。所探讨的途径主要包括：①在肽核酸和锌指肽的引导下选择性抑制突变基因组的复 制；②利用特定的限制性内切酶去除突变的线粒体基因组；③把特定的ｔＲＮＡｓ输入线粒体；④把异位表达的线粒体 多肽输入线粒体。但临床上基因治疗线粒体病还需更多的研究。 【关键词］ 线粒体病；异质性；基因治疗；异位表达
ｔｏ
Ｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｈ鹊ｂｅｅｎ ｍａｄｅ ｉｎ ｔＩｌｅｓｅ ｓｔｕｄｉｅｓ，ｂｕｔ ｆｕｒｔｈｅｒ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｈａｓ
ｂｅ ｄｏｎｅ ｂｅｆｏｒｅ
ｃ】ｉｎｉｃａｌ ｔ而ａｌｓ．
［Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］
ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｄｉｓｅａｓｅ；
ｈｅｔｅｒｏｐｌａｓｍｙ；
ｃａ唧ｏｗｕ＠ｙａｌＩ∞．ｃ哪．ｃｎ
万方数据
第２期
曹佐武：线粒体病的基因治疗
中有２０％由ｍｔＤＮＡ编码，其余８０％由核基因编码， 线粒体及染色体基因编码的ＯＸＰＨＯｓ酶蛋白各亚 单位在线粒体内装配成功能呼吸链，完成细胞０Ｘ— ＰＨＯＳ，将能量储存于ＡＴＰ的高能磷酸键中以供生 命活动所需。 ｍｔＤＮＡ无组蛋白保护，线粒体缺乏有效的ＤＮＡ 修复系统。线粒体基因组突变率较染色体ＤＮＡ高 １０—２０倍。线粒体氧化磷酸化障碍可能是最常见 的代谢病¨Ｊ。线粒体还与老化、肿瘤发生有密切关
鼢，ＮＡＲＰ）细胞系中对线粒体基因的偈９９３Ｇ突变产 生了野生型线粒体ＤＮＡ所不具备甲基化模型。但在 向临床转化前还需要提高甲基化酶向线粒体转运的 效率，特别要改进向活组织转染和转运的效果。 ３
因此，要将核基因表达的目的蛋白转运进入线 粒体，可先在编码这个蛋白的ＤＮＡ序列上连接一段 来源于其它线粒体蛋白的线粒体引导肽序列。因而 该基因的表达产物在该线粒体引导肽的引导下被定 向转运至线粒体，与在线粒体中合成的ＡＴＰａｓｅ８一 起组装成ＯＸＰＨＯ复合物Ｖ。在人类ａｔｐ６基因缺陷 的细胞中，核基因化的人类线粒体ａｔｐ６表达后被转 运进入线粒体缓解了呼吸链的缺陷，在体外的胞质 杂种细胞中成功修复了髓９９３Ｇ突变¨刈和Ｇ１１７７８Ａ 突变¨２ ｏ的生化缺陷。在成纤维细胞中通过表达这 种核基因化的ＮＤｌ和ＮＤ４基因，表达产物转入线 粒体后恢复了呼吸链功能¨列ｊ这种异位表达的 ＮＡＤＨ脱氢酶４（ＮＡＤＨ
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系。
均一，或涉及不止一个特定的基因。因此，转变线粒 体基因组的异质性，减少突变的线粒体ＤＮＡ在整个 线粒体基因组中的比例是一条很有意义的思路。 倘若线粒体基因的突变产生某个新的限制性内 切酶位点，向异质细胞线粒体输入相应的限制性内 切酶以选择性破坏突变的线粒体ＤＮＡ。这种设想 首先在啮齿类动物［２１然后在人类细胞系【３ ３中尝试。 通过向线粒体输入针对异常线粒体ＤＮＡ的特定限 制性内切酶的重组基因，使其表达相应的内切酶剪 切异常的线粒体ＤＮＡ。例如，带有Ｒ９９３Ｇ突变的 人ＡＴＰａｓｅ ６基因产生新的唯一的ＳｍａＩ位点。把内 切酶ｓｍａＩ基因接上一段线粒体靶向性序列，在细胞 的核基因表达体系中表达后可被转运人线粒体口Ｊ， 导入内切酶Ｓｍａｌ使突变的线粒体ＤＮＡ显著减少。 将特定的内切酶基因输送给相应患者可望降低突变 ｍｔＤＮＡ的比例，但该方案的前体条件是线粒体基因 突变后产生了新的特定的内切酶位点，成为该途径 的明显的局限性，使实际可操作的ＤＮＡ突变很有 限。但Ｂａｃｍａｎ等Ｈ１的研究显示不必产生专一的位 点，有差异的酶切位点也是可操作的。
ｂｐ的闭合双链环状分子包含１３个氧化磷酸 化（ｏｘｉｄａｔｉｖｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒｙｌａｔｉｏｎ，ＯｘＰＨＯＳ）酶亚单位基
由细胞核编码，少数蛋白质由线粒体基因直接编码。 线粒体内膜呼吸链０ｘＰＨＯ酶复合物的６３个亚基