与母系遗传非综合征型耳聋相关的线粒体tRNA~(His)12201T>C突变的分子致病机制研究

【摘要】耳聋是重大公共卫生问题,全球约有3.6亿耳聋人口。线粒体tRNA基因突变是母系遗传性耳聋的重要致病因素。本实验室前期发现了一个母系遗传性非综合征型耳聋大家系携线粒体tRNAHis12201T>C(m.12201T>C)突变,该突变破坏了tRNAHis受体臂上高度保守的(5A-68U)碱基配对。本论文深入探讨了m.12201T>C突变的分子致病机制,包括m.12201T>C突变对线粒体功能、线粒体自噬等影响。将来源于m.12201T>C突变患者永生化淋巴细胞系的线粒体导入线粒体DNA缺失的ρ0细胞,构建了具有相同核背景的转线粒体融合细胞模型。研究结果显示,突变型tRNAHis分子的电泳迁移速率小于野生型分子,突变细胞株的tRNAHis稳态水平较野生型下降了～70%,而tRNAHis的氨基酰化水平却上调了～60%。提示m.12201T>C突变改变了tRNAHis的构象,降低了其稳态水平,细胞可能通过提高tRNAHis的氨酰化水平来增强tRNAHs稳定性,而突变tRNAHis与其他同源氨基酸的错误结合也可能导致tRNAHis的氨酰化水平上升。在携带m.12201T>C突变的细胞中,线粒体DNA编码的多肽合成出现不同程度的下降,从37%到81%不等,均值约为46%。m.12201T>C突变细胞株的线粒体基础OCR,ATP偶联OCR和最大OCR分别下降了58%、57%和57%,经线粒体氧化磷酸化产生的ATP降低了31%,此外,线粒体膜电位下降了80%,ROS产生增加32%。由m.12201T>C突变引起的tRNAHis代谢紊乱,造成线粒体翻译缺陷,严重影响了线粒体呼吸以及氧化磷酸化产能。线粒体呼吸链复合体的稳定性或活性降低导致线粒体膜电位下降,ROS产生增加,并最终导致细胞功能障碍。细胞自噬是一种主要的细胞质量控制机制,负责大规模蛋白质聚集物和线粒体等细胞器的选择性降解。其中,通过自噬体与溶酶体融合而将底物降解的大自噬是线粒体自噬的主要途径。本文对携带m.12201T>C突变的转线粒体细胞的自噬状态进行了分析。结果显示,m.12201T>C突变细胞株的大自噬水平较野生型下降了-48%,线粒体自噬水平下降了～52%,线粒体自噬关键基因PINK1和Parkin的蛋白表达量平均分别下降了38%和33%；当自噬体的溶酶体降解途径被抑制时,突变型细胞株自噬体标记蛋白LC3-Ⅱ的累积速率大于野生型细胞株,与线粒体编码蛋白一致。结果提示,m.12201T>C突变细胞可能为避免过度自噬导致细胞凋亡或坏死,降低了细胞大自噬以及线粒体自噬水平；同时,为控制线粒体质量,细胞可能加快线粒体自噬速率,加速降解蛋白合成缺陷的线粒体,以维持胞内稳态。综上,本文深入研究了m.12201T>C突变导致线粒体功能障碍和线粒体自噬的分子机制,为母系遗传性耳聋等线粒体疾病的致病机制研究提供了新的视角。
【作者】龚莎莎；
【导师】管敏鑫；严庆丰；
【作者基本信息】浙江大学，细胞生物学，2014，博士
【关键词】非综合征型耳聋；线粒体DNA；tRNAHis；12201T>C突变；线粒体自噬；

【参考文献】
[1]曲圆.WH银行EVA业绩评价体系优化研究[D].山东大学,会计（专业学位）,2013,硕士.
[2]阮程广.通用技术课程网络教学平台设计与实现[D].浙江工业大学,计算机技术,2012,硕士.
[3]杨帆.青海河湟地区传统民居生态策略研究及在当代的运用[D].西安建筑科技大学,建筑设计及其理论,2013,硕士.
[4]韦斌.公路事业单位预算内部控制的探讨[D].长安大学,交通运输工程（专业学位）,2014,硕士.
[5]陈珊珊.基于文化营销视角的绍兴服装企业品牌建设研究[D].浙江工业大学,2013.
[6]余淼.产蛋白酶霉菌的分离鉴定、蛋白酶基因cDNA克隆及产酶条件优化[D].西南民族大学,遗传学,2013,硕士.
[7]赵倩.我国反垄断司法相关问题研究[D].新疆财经大学,经济法,2013,硕士.
[8]张蕾.转bar基因水稻秸秆在土壤中的降解动态研究[D].海南大学,农业生物技术,2012,硕士.
[9]李多.介孔炭/硫复合正极材料制备及电化学性能研究[D].大连理工大学,化学工艺,2013,硕士.
[10]韩斌.金属切削带锯床设计的若干问题研究[D].浙江工业大学,机械设计及理论,2012,硕士.
[11]张建彬.基于企业视角的产业集群品牌竞争力研究[D].华侨大学,企业管理,2014,硕士.
[12]程武强.中国应对国际政治权力转移与分散的策略[D].东北师范大学,国际政治,2012,硕士.
[13]杜兆菡.《藏外道书》中的清代小说研究[D].安徽大学,中国古代文学,2013,硕士.
[14]鱼磊.青藏高原拉萨地块三叠纪古地磁学研究[D].西北大学,矿产普查与勘探,2014,硕士.
[15]王曦.大众传播中商标合理使用问题研究[D].西南大学,民商法学,2012,硕士.
[16]李浩然.寒地城市突发公共安全事件应急体系研究[D].哈尔滨理工大学,安全技术及工程,2012,硕士.
[17]李阳.防爆型智能化燃气加臭机控制器开发[D].西南交通大学,机械工程,2014,硕士.
[18]刘宝书.共犯中止实证研究[D].黑龙江大学,法律,2012,硕士.
[19]大智慧分析师谢祖平.股指强势走高后市分歧加大[N].证券时报,2013-02-02A06.
[20]赵炳尧.论大学生平等就业权的法律保障[D].河北师范大学,宪法学与行政法学,2012,硕士.
[21]赵博.基于计算机和网络技术的地铁主控系统[D].西安电子科技大学,计算机技术,2010,硕士.
[22]张志国.半干法烟气脱硫灰资源化利用技术研究[D].河北科技大学,化学工程,2012,硕士.
[23]王国义.农户决策与土地利用变化情景模拟研究[D].西北大学,自然地理学,2013,硕士.
[24]戴启明.“用数学模型取代热轧γ射线测厚仪的研究及γ射线检测器的代用”通过鉴定[J].冶金自动化,1985,05:61.
[25]贾琳.雷达辐射源识别方法研究与实现[D].北京理工大学,电子与通信工程（专业学位）,2014,硕士.
[26]李云玲.尿嘧啶及其硫代衍生物与铜表面作用机制的理论研究[D].曲阜师范大学,物理化学,2013,硕士.
[27]李琦.被动微波遥感反演土壤水分的实验研究[D].东北大学,大地测量学与测量工程,2011,硕士.
[28]史乐贤.吡啶—金属纳米颗粒体系的光谱学特性研究[D].首都师范大学,材料物理与化学,2014,硕士.
[29]王俊杰.左琴科幽默讽刺小说的艺术特征[D].内蒙古师范大学,俄语语言文学,2013,硕士.
[30]李汉辰.高校普通学生篮球运动能力等级评定标准的研究[D].上海交通大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[31]吴玉苗.基于EOF与神经网络的隧道变形监测方法研究[D].西南交通大学,大地测量学与测量工程,2014,硕士.
[32]余凯.翻译模因论视角下电影台词的翻译[D].中北大学,英语语言文学,2013,硕士.
[33]王珍珍.城市低碳建设发展的库兹涅茨曲线模型研究[D].华中科技大学,工程管理,2013,硕士.
[34]于静,李志慧.代理多重门限签名方案[J].计算机工程与应用.
[35]徐瑛虹.服务供应商视角的客户仓储服务方案优化研究[D].东华大学,物流工程（专业学位）,2014,硕士.
[36]龚洪立.喉黏膜部位微生物分析及其与喉鳞癌关系的研究[D].复旦大学,耳鼻咽喉科学,2013,博士.
[37]曹晓俞.基于空间数据分析的环首都经济圈城镇化问题研究[D].河北大学,统计学,2014,硕士.
[38]冯雪.政治教育生活化研究[D].河北师范大学,思想政治教育,2012,硕士.
[39]戴国胜.不可控和不可观的网络结构特征[J].自动化学报,1989,05:437-440.
[40]李长玖.网络（Internet/Intranet）环境下信息技术与化学教学整合研究初探[D].山东师范大学,学科教学论,2003,硕士.
[41]李艳成.浅谈数据挖掘技术[J].石油工业计算机应用,2003,04:31-33+7.
[42]倪国平.SCI集团核岛主设备中国市场营销策略研究[D].华东理工大学,高级工商管理（EMBA）（专业学位）,2013,硕士.
[43]陈晓东,李春福,孙延安,王国庆.三元复合驱中金属表面结垢探讨[J].油田化学,2014,04:626-632.
[44]黎旭.城际轨道交通隧道疏散与防灾研究[D].西南交通大学,桥梁与隧道工程,2013,硕士.
[45]荣慧.论高校校园文化建设中存在的问题及解决途径[D].吉林大学,思想政治教育,2013,硕士.
[46]任彦.试论中国国家形象传播[D].中国社会科学院研究生院,新闻学,2003,硕士.
[47]李小云.压力型体制视阈下的县级土地财政[D].华中师范大学,中外政治制度,2012,硕士.
[48]王利,王国胤,吴渝.基于可变精度粗集模型的增量式规则获取算法[J].重庆邮电学院学报(自然科学版),2005,06:709-713.
[49]魏胜林,刘业好,屈海泳,傅松玲,傅玉兰.高CO_2浓度对百合某些生理生化物质的影响[J].植物生态学报,2001,04:410-413.
[50]井莉娜.基于GO法的生鲜农产品供应链可靠性分析[D].吉林大学,物流工程,2013,硕士.