神経変性疾患の危険因子としてのミトコンドリア遺伝子変異の解明と変異蓄積機序

阐明线粒体基因突变作为神经退行性疾病的危险因素以及突变积累的机制

• 批准号: 07264218
• 负责人: 田中 雅嗣
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07264218/
• 关键词: ミトコンドリア遺伝子; ミトコンドリア脳筋症; パーキンソン病; 塩基配列の多様性; 体細胞変異

目的:体細胞におけるミトコンドリア遺伝子点変異蓄積とその病態への関与を明らかにするために、ミトコンドリア脳筋症患者の骨格筋およびパーキンソン病患者の脳組織のミトコンドリアDNA(mtDNA)をクローン化し、クローン間の塩基配列の多様性を検討した。方法:ミトコンドリア脳筋症患者(24歳、女性、3243A→G塩基転位を伴う)の骨格筋からDNAを抽出し、Taq DNA polymeraseを用いてmtDNA断片(347bp)を増幅した。これをTA cloning vectorに挿入し、60クローンを単離し、その塩基配列をシークエンス反応ロボットおよび蛍光DNAシークエンサーを用いて決定した。同様に、コントロール(30歳、女性)の骨格筋および正常胎盤からmtDNA断片を増幅し、それぞれ60クローンの塩基配列を決定した。結果:ミトコンドリア脳筋症患者の骨格筋では、60クローン中10個のクローンに点変異が検出された。3種のアミノ酸置換を伴わない変異が7個のクローンに観察された。さらに、アミノ酸置換(C→T:Ala→Val)を伴う変異が1個のクローンに観察されたたのみならず、終止コドンを生じる変異(T→G:Tyr→Stop)が2個のクローンにおいて検出された。コントロールの骨格筋では塩基置換は分析した60クローンには検出されなかった。正常胎盤ではアミノ酸置換を伴う変異(A→G:Thr→Ala)が60クローン中2個のクローンに観察された。ミトコンドリア脳筋症における変異の頻度(10個/60クローン)は、コントロール骨格筋(0/60,p<0.001)および正常胎盤(2/60,p<0.05)における頻度よりも統計学的に優位に高かった。考察:ミトコンドリア脳筋症における変異の頻度(10個/20,820 bp)によれば、16,569 bpのmtDNAは平均8個の変異を含む。そのうち3分の1がミトコンドリア機能に影響を及ぼす変異であると仮定すると、それぞれのmtDNA分子は2-3個の有害な変異を有すると推定された。同様の手法を用いてパーキンソン病患者3例(180クローン)とコントロール5例(100クローン)の線条体のmtDNAについて塩基配列を解析中である。

目的：为了澄清细胞中线粒体基因点突变的积累及其参与病理学，我们在线粒体脑脊髓症患者的骨骼肌中克隆了线粒体DNA（mtDNA），并在帕金森氏病和帕金森氏病患者的脑部组织中进行了核酸含量多样性。方法：使用TAQ DNA聚合酶从线粒体脑病患者的骨骼肌（24岁，女性，女性，3243A→G碱基转座）（3243A→G碱基转座）（3243a→G碱基转座）（3243A→G碱基转座）中提取DNA。将其插入TA克隆载体，分离60个克隆，并使用测序反应机器人和荧光DNA测序仪确定其基本序列。类似地，从骨骼肌和对照组的正常胎盘（30岁，女性）中扩增mtDNA片段，并确定60个克隆的基本序列。结果：在60个克隆中，有10个克隆的骨骼肌肌肉症患者的骨骼肌中检测到了点突变。在七个克隆中观察到没有三个氨基酸取代的突变。此外，不仅在一个克隆中观察到了氨基酸取代的突变（C→T：ALA→Val），而且突变导致在两个克隆中检测到的终止密码子（T→G：Tyr→Stop）。在对照骨骼肌中分析的60个克隆中未检测到碱基取代。在正常胎盘中的60个克隆中的2个中，观察到具有氨基酸取代的突变（A→G：THR→ALA）。线粒体脑瘤病中突变（10/60克隆）的频率在统计学上优于对照骨骼肌（0/60，p <0.001）和正常胎盘（2/60，P <0.05）的频率。讨论：根据线粒体脑瘤病的突变频率（10/20,820 bp），mtDNA为16,569 bp，平均包含8个突变。假设其中三分之一是影响线粒体功能的突变，则估计每个mtDNA分子都有2-3个有害突变。使用类似的技术，正在分析三名帕金森氏病（180个克隆）和五名对照患者（100个克隆）的纹状体mtDNA的基本序列。

项目成果

Tanaka M,et al.: "Mitochondrial DNA mutations in cardiomyopathy : Combination of replacements yielding cysneine residues and tRNA mutations" Muscle Nerve. Suppl3. S165-S169 (1995)

Tanaka M 等人：“心肌病中的线粒体 DNA 突变：产生胱氨酸残基和 tRNA 突变的替代组合”肌肉神经。

Tanaka M,et al.: "Automated sequencing of mitochondrial DNA" Academic Press.Orlando,FL., 723-729 (1995)

Tanaka M,et al.：“线粒体 DNA 的自动测序”Academic Press.Orlando,FL., 723-729 (1995)

Mizuno Y,et al.: "Role of mitochondria in the etiology and paathogenesis of Parkinson's disease" Biochim Biophys Acta. 1271. 265-274 (1995)

Mizuno Y 等人：“线粒体在帕金森病的病因学和发病机制中的作用”Biochim Biophys Acta。

Yoritaka N,et al.: "Increased HNE-modified proteins in nigral neurons of Parkinson's disease" Proc.Natl.Acad.Sci.USA. (in press). (1996)

Yoritaka N 等人：“帕金森病黑质神经元中 HNE 修饰蛋白的增加”Proc.Natl.Acad.Sci.USA。

Kishimoto M,et al.: "Mitochondrial mutation in diabetic patient with gastrointestinal symptoms" Lancet. 345. 452 (1995)

Kishimoto M,et al.：“糖尿病患者胃肠道症状的线粒体突变”柳叶刀。