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稱肥厚為基本特征的原發(fā)性心肌病，其發(fā)病率約為0.2％，是青少年及運動員心源性猝死(SCD)的主要原因。
　　本研究篩選到一個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，二維超聲心動圖(EC HO)檢測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伴有完全性房室傳導阻滯(AVB)，先證者還出現(xiàn)左心室重構(gòu)，導致肥厚型心肌病向擴張型心肌病(DCM)轉(zhuǎn)化。
　　通過對該家系母系成員的線粒體DNA(mitochondrial DNA，mtDNA)進行全序列PCR擴增并測序，發(fā)現(xiàn)了一個新的16S rRNA2336T＞C突變。該突變進化保守性指數(shù)高達94.1％，不存在于2704個對照個體（http://www.

3、genpat.uu.se/mtDB）和350個正常漢族人群中。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，可能影響16SrRNA的二級結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。通過構(gòu)建患者特異性永生化淋巴細胞系，發(fā)現(xiàn)2336T＞C突變細胞線粒體DNA拷貝數(shù)比野生型細胞增加了約50％，但16SrRNA的穩(wěn)態(tài)水平與野生型細胞沒有顯著差異;同時，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，可能影響線粒體核糖體組裝。Western blot分析顯示，相對于野生型細胞，2336T＞C突變細胞線粒體DNA編碼的氧化磷酸化復合體Ⅰ亞基ND1(CⅠ-ND1)、復合體Ⅲ亞基cytb(CⅢ-cytb)、復合體Ⅳ亞基MTCO2(CⅣ-MTCO2)和復合體Ⅴ亞基ATP6(CⅤ-ATP6)的蛋白表達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合體亞基CⅠ-NDUFA9、CⅡ-SDHA、CⅢ-UQCRC2、CⅣ-COXIV、CⅤ-ATP5A的表達量分別顯著降低了約30％、37％、28％、38％和18％(P＜0.05)，表明2336T＞C突變導致的線粒體核糖體組裝異?？赡軙M一步影響線粒體蛋白表達。
　　透射電鏡觀察結(jié)果顯示，野生型細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突變細胞的線

6、粒體呈長柱狀，線粒體嵴結(jié)構(gòu)紊亂，且可見斷裂的線粒體嵴。此外，2336T＞C突變細胞的線粒體數(shù)目顯著高于對照組的野生型細胞，這與肥厚型心肌病發(fā)生機制的“能量補償”假說相吻合。線粒體功能研究顯示，2336T＞C突變細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致的活性氧（ROS）產(chǎn)生顯著增加了約52％。這表明2336T＞C突變導致線粒體功能障礙。
　　此外，通過外顯子PCR

7、擴增并測序?qū)λ膫€常見的肥厚型心肌病致病基因（包括MYH7、MYBPC3、TnT2和TnI3）進行突變篩查，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突變導致線粒體核糖體相關(guān)基因的表達水平下降，可能影響線粒體核糖體組裝，導致線粒體蛋白表達缺陷和線粒體功能障礙