肥厚型心肌病相關(guān)線粒體16S rRNA2336T-C新突變鑒定及其致病機(jī)制研究.pdf

1、肥厚型心肌?。℉ypertrophic cardiomyopathy，HCM）是一種以左心室及室間隔不對(duì)稱(chēng)肥厚為基本特征的原發(fā)性心肌病，其發(fā)病率約為0.2％，是青少年及運(yùn)動(dòng)員心源性猝死(SCD)的主要原因。
　　本研究篩選到一個(gè)具有母系遺傳特征的肥厚型心肌病家系。該家系所有母系成員(4/4)均患病，二維超聲心動(dòng)圖(EC HO)檢測(cè)顯示其最大左心室壁厚度(MLVWT)從26.8mm至46.6mm，室間隔厚度/左心室后壁厚度(IVS/

2、LPW)從2.86到3.99，具有典型的肥厚型心肌病特征。該家系母系成員同時(shí)伴有完全性房室傳導(dǎo)阻滯(AVB)，先證者還出現(xiàn)左心室重構(gòu)，導(dǎo)致肥厚型心肌病向擴(kuò)張型心肌病(DCM)轉(zhuǎn)化。
　　通過(guò)對(duì)該家系母系成員的線粒體DNA(mitochondrial DNA，mtDNA)進(jìn)行全序列PCR擴(kuò)增并測(cè)序，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的16S rRNA2336T＞C突變。該突變進(jìn)化保守性指數(shù)高達(dá)94.1％，不存在于2704個(gè)對(duì)照個(gè)體（http://www.

3、genpat.uu.se/mtDB）和350個(gè)正常漢族人群中。2336T＞C突變破壞了16S rRNA第Ⅲ結(jié)構(gòu)域莖環(huán)結(jié)構(gòu)處的2336U-2438A堿基配對(duì)，可能影響16SrRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。通過(guò)構(gòu)建患者特異性永生化淋巴細(xì)胞系，發(fā)現(xiàn)2336T＞C突變細(xì)胞線粒體DNA拷貝數(shù)比野生型細(xì)胞增加了約50％，但16SrRNA的穩(wěn)態(tài)水平與野生型細(xì)胞沒(méi)有顯著差異;同時(shí)，線粒體核糖體大亞基結(jié)合蛋白MRPL19、MRPL23的轉(zhuǎn)錄水平分別顯著降低了約

4、22％、28％，MRPL19的翻譯水平顯著降低了約20％，表明2336T＞C突變降低了線粒體核糖體相關(guān)基因的表達(dá)，可能影響線粒體核糖體組裝。Western blot分析顯示，相對(duì)于野生型細(xì)胞，2336T＞C突變細(xì)胞線粒體DNA編碼的氧化磷酸化復(fù)合體Ⅰ亞基ND1(CⅠ-ND1)、復(fù)合體Ⅲ亞基cytb(CⅢ-cytb)、復(fù)合體Ⅳ亞基MTCO2(CⅣ-MTCO2)和復(fù)合體Ⅴ亞基ATP6(CⅤ-ATP6)的蛋白表達(dá)水平分別顯著降低了約39％、4

5、1％、21％和49％(P＜0.05);核基因編碼的氧化磷酸化復(fù)合體亞基CⅠ-NDUFA9、CⅡ-SDHA、CⅢ-UQCRC2、CⅣ-COXIV、CⅤ-ATP5A的表達(dá)量分別顯著降低了約30％、37％、28％、38％和18％(P＜0.05)，表明2336T＞C突變導(dǎo)致的線粒體核糖體組裝異?？赡軙?huì)進(jìn)一步影響線粒體蛋白表達(dá)。
　　透射電鏡觀察結(jié)果顯示，野生型細(xì)胞的線粒體呈圓形或橢圓形，線粒體嵴豐富、結(jié)構(gòu)清晰，而2336T＞C突變細(xì)胞的線

6、粒體呈長(zhǎng)柱狀，線粒體嵴結(jié)構(gòu)紊亂，且可見(jiàn)斷裂的線粒體嵴。此外，2336T＞C突變細(xì)胞的線粒體數(shù)目顯著高于對(duì)照組的野生型細(xì)胞，這與肥厚型心肌病發(fā)生機(jī)制的“能量補(bǔ)償”假說(shuō)相吻合。線粒體功能研究顯示，2336T＞C突變細(xì)胞的線粒體呼吸速率(OCR)顯著降低了約37％，線粒體相關(guān)ATP合成顯著降低了約29％。由線粒體功能異常導(dǎo)致的活性氧（ROS）產(chǎn)生顯著增加了約52％。這表明2336T＞C突變導(dǎo)致線粒體功能障礙。
　　此外，通過(guò)外顯子PCR

7、擴(kuò)增并測(cè)序?qū)λ膫€(gè)常見(jiàn)的肥厚型心肌病致病基因（包括MYH7、MYBPC3、TnT2和TnI3）進(jìn)行突變篩查，未能發(fā)現(xiàn)潛在的致病性突變。然而，鑒于該家系母系成員臨床表型的個(gè)體差異，尚不能完全排除其它因素（包括核致病基因、修飾基因及環(huán)境因素等）參與該家系肥厚型心肌病發(fā)生、發(fā)展的可能性。
　　綜上所述，16S rRNA2336T＞C突變導(dǎo)致線粒體核糖體相關(guān)基因的表達(dá)水平下降，可能影響線粒體核糖體組裝，導(dǎo)致線粒體蛋白表達(dá)缺陷和線粒體功能障礙