无法治愈的线粒体疾病是如何袭击之前未受影响的家庭的
研究人员首次揭示了儿童是如何从健康的母亲那里遗传一种严重的——可能致命的——线粒体疾病的。这项研究由英国剑桥大学线粒体生物学研究委员会(MRC Mitochondrial Biology Unit)的研究人员领导,揭示了健康的人线粒体DNA存在突变,并解释了严重线粒体疾病的病例是如何出人意料地出现在以前未受影响的家庭中。
线粒体疾病突变线粒体DNA中存在的缺陷非常罕见,大约1万分之一的新生儿会受到影响,但也会导致严重的疾病。例如,利综合征是一种严重的大脑紊乱,导致智力和运动能力的渐进式丧失,通常在出生后的第一年出现,通常导致两到三年内死亡。
线粒体是我们细胞内的动力源,产生能量并携带自己的DNA指令(与每个细胞细胞核中的DNA分离)。线粒体是通过卵子遗传自母亲的。
在研究中,发表在自然细胞生物学研究人员分离了小鼠和人类女性胚胎生殖细胞,这些细胞将继续存活卵细胞并测试了他们的线粒体DNA。
他们发现,在研究所有12种人胚胎的显影蛋细胞中存在各种突变,表明低水平的线粒体DNA突变由健康的人类携带。
来自英国医学研究委员会线粒体生物学部门和剑桥大学临床神经科学系的帕特里克·钦纳里教授说:“我们知道,这些毁灭性的线粒体突变可能出现在没有任何既往病史的家庭中,但以前我们不知道这是如何发生的。”我们惊讶地发现,健康女性的卵细胞线粒体DNA中都有一些缺陷。”
对于大多数人类基因组,当鸡蛋和精子结合时,突变被性繁殖的过程保持检查;然而,从母亲的鸡蛋中不变,对眼科复制和线粒体DNA复制。这意味着随着时间的推移可以累积,如果未经内代,如果未经选中,则最终可能导致后代发生故障和疾病。
这个难题使得研究人员预测,只有健康的线粒体才能存活的“瓶颈”可能解释了线粒体是如何在后代中保持健康的。
在这项研究中,研究人员首次在人类卵细胞发育过程中发现并测量了这一瓶颈。在这些细胞中,每个细胞的线粒体数量减少到大约100个,而一个成熟的卵细胞中大约有10万个线粒体。
在一个成熟的细胞中,一些有缺陷的线粒体可能隐藏在成千上万的健康线粒体中而不被注意到,但细胞中的少量线粒体在瓶颈期意味着有缺陷的线粒体的影响不再被掩盖。
清除不健康线粒体细胞的确切机制尚不清楚,但由于发育中的卵细胞需要大量的能量——线粒体产生的能量——研究人员建议,在瓶颈期过后,鸡蛋细胞包含受损的线粒体不能产生足够的能量来成熟和丢失。
这项研究发现,每个发育中的卵细胞都可能携带一些有缺陷的线粒体,所以偶尔,偶然地,在瓶颈过后,这些线粒体可能会重新填充卵细胞。科学家们提出,如果质量控制步骤失败,那么这个有缺陷的卵子可能存活下来,并发育成患有线粒体疾病的儿童。
Patrick Chinnery教授说:“不幸的是,净化过程并不完美,偶尔会有有缺陷的线粒体泄漏。这可能会导致孩子患上严重的疾病,尽管家里其他人都没有受到影响。”
线粒体疾病目前是不可治愈的,尽管新的试管受精技术线粒体转移——从卵子或胚胎中移除受影响的线粒体,用捐赠者的健康线粒体替代它们——让受线粒体疾病影响的家庭有机会生育健康的孩子。
该研究的作者还表示,这一过程可能与人类衰老有关。钦纳里教授补充说:“以前人们认为,线粒体DNA突变与老年痴呆症、帕金森氏症和其他神经退行性疾病等衰老疾病有关,这些突变发生在人的一生中。这项研究表明,其中一些突变是如何从你的母亲那里遗传来的,可能会让你患上晚发性大脑疾病。”
Chinnery教授是维康基金会高级研究员,研究人员由维康基金会、医学研究理事会和国家健康研究所资助。ob欧宝直播nba
MRC分子和细胞医学负责人Nathan Richardson博士说:“这是一项令人兴奋的研究,揭示了线粒体疾病如何发展和代代相传的重要新见解。研究人员充分利用了来自MRC-Wellcome人类发育生物学资源(HDBR)的组织。HDBR是一个国际上独一无二的生物样本库资源,提供通过选择性终止捐赠的人类胚胎和胎儿组织,促进对大量令人痛苦的医学疾病的研究,例如线粒体疾病。"
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