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本文从以下三部分进行了阐述： 第一部分：苯扎贝特治疗Ndufs4基因敲除Leigh综合征小鼠模型的疗效观察 目的： 在本研究中，我们选取以中枢神经系统症状为主要表现LS动物模型Ndufs4-/-小鼠作为为研究对象，从出生早期给予口服苯扎贝特治疗，监测其生存期、神经系统症状等指标从而评估其疗效。 方法： 1.小鼠分组:p25时，将野生型小鼠和Ndufs4敲除的纯合子小鼠随机分为四组:野生型普通饲料组(wild type-control diet group，WT CD)，野生型苯扎贝特饲料组（wild type-bezafibrate diet group，WTBD），纯合子普通饲料组，纯合子苯扎贝特饲料组（knockout-bezafibrate group，KO BD，WT CD组和KO CD组给予普通小鼠维持饲料喂养，WT BD组和KO BD组给予含0.5％苯扎贝特的小鼠维持饲料喂养; 2.生存期及神经系统症状检测:记录KO CD组和KO BD组小鼠的生存期。从p25起，每日行悬吊实验评估小鼠共济失调症状，在小鼠p30、p40及p50行转棒试验监测小鼠平衡能力、协调能力及耐力; 3.生长发育水平检测:p25-p125每日监测各组小鼠体重。取另外批次小鼠，p40时监测小鼠48小时内进食量，p50时处死取胫骨检测胫骨长度; 结果： 1.苯扎贝特治疗改善了Ndufs4-/-小鼠的生存期及共济失调症状:与KO CD组小鼠相比，KO BD组Ndufs4-/-小鼠生存期小鼠显著延长，悬吊出现异常前肢抱紧行为(abnormal forelimb clasping behavior)的时间显著推迟， p50时转棒试验成绩显著优于对照组; 2.苯扎贝特治疗抑制各组小鼠的生长发育及进食量:苯扎贝特治疗引起小鼠体重明显下降，p50时胫骨长度显著降低;p40时，WT BD组和KO BD组小鼠单位体重进食量分别较WT CD组和KO CD组显著下降 3.苯扎贝特治疗调节小鼠血清代谢指标:苯扎贝特治疗使小鼠血糖水平下降，HBDH水平升高， TG水平下降， TCHO水平下降; 结论： 1.苯扎贝特显著延长了Ndufs4-/-小鼠的生存期，改善了Ndufs4-/-小鼠的运动平衡能力，延缓了神经系统症状的发生; 2.苯扎贝特能抑制了Ndufs4-/-小鼠的生长发育，减少了Ndufs4-/-小鼠的摄食量; 3.苯扎贝特降低了Ndufs4-/-小鼠血清葡萄糖水平和甘油三酯(TG)水平，升高了血清β-羟丁酸水平(β-HBDH)和总胆固醇(TCHO)水平。 第二部分：苯扎贝特治疗Ndufs4基因敲除Leigh综合征小鼠模型的机制研究 目的： 我们认为，尽管体外研究中苯扎贝特对细胞存在代谢激活作用，但在体内研究中，苯扎贝特对动物这一整体的发挥作用可能更为复杂。我们第一部分的研究已经证实苯扎贝特显著改善了Ndufs4-/-小鼠的生存期和神经系统症状，但其是否通过代谢激活作用发挥治疗效果仍有疑问，我们详细监测了小鼠的代谢表型、体温和氧化应激水平，并留取其小脑、下丘脑、肝脏及血清等器官进行相关检测，从而探索苯扎贝特可能的治疗机制。 方法： 1.48小时代谢表型分析:p40时，使用高分辨率小动物代谢测量分析系统实时监测48小时内各组小鼠耗氧量(VO2)及二氧化碳排出量(VCO2)，并计算实时能量消耗量（energy expenditure，EE）及呼吸交换比(Respiratory exchangeratio，RER); 2.48小时体温监测:p40时，皮下植入体温监测芯片，监测48小时内各组小鼠体温变化情况; 3.线粒体DNA(mtDNA)拷贝数检测:p50处死小鼠，取肝脏组织和小脑组织匀浆，行16srRNA和GAPDH的real-time qPCR检测，计算mtDNA拷贝数相对值; 4.肝脏、小脑氧化应激水平检测:p50各组小鼠腹腔注射荧光探针，麻醉后使用双光子荧光显微镜行小脑羟自由基活体成像;p50处死小鼠，取肝脏和小脑组织行丙二醛(malondialdehyde，MDA)及蛋白羰基含量检测; 结果： 1.苯扎贝特治疗调节小鼠代谢表型:48小时能量代谢检测显示:在整个周期内，KO CD组小鼠单位体重的EE显著高于WT CD组，其中在明周期更显著。而KO BD组单位体重的EE较KO CD组显著降低，在暗周期更为显著。各组之间RER水平无显著差异; 2.苯扎贝特治疗引起小鼠周期性蛰伏状态(Torpor state):48小时体温监测显示:KO BD组小鼠在暗周期向明周期转变的过程中出现显著的体温下降。KO BD组蛰伏(torpor)状态（体温＜31℃）持续时间显著长于KO CD组，最低体温也显著低于KO CD组; 3.苯扎贝特治疗对线粒体增殖的影响:苯扎贝特治疗后小鼠肝脏和脑组织mtDNA拷贝数无显著改变，PGC-1α水平显著下降，AMPK磷酸化水平显著下降; 4.苯扎贝特治疗减轻小鼠脑部氧化应激状态:羟自由基双光子荧光活体成像显示:与WT CD组相比，KO CD组小鼠小脑羟自由基显著增多，而与KO CD组小鼠相比KO BD组小鼠小脑羟自由基明显减少。MDA含量检测发现KOCD组小脑蛋白羰基含量显著高于WT CD组，而KO BD组小脑蛋白羰基含量比KO CD组显著减少。KO BD组小脑的MDA含量较KO CD组也有下降的趋势但无显著性; 结论： 1.苯扎贝特通过减少进食量、抑制生长激素通路等途径抑制Ndufs4-/-小鼠生长发育，降低能量代谢需求; 2.苯扎贝特通过激活FGF21-NPY和Leptin-NPY途径诱导Ndufs4-/-小鼠周期性蛰伏(torpor)状态，降低小鼠氧化磷酸化流量，减少ROS产生，并发挥神经保护作用; 3.苯扎贝特能提高谷胱甘肽过氧化物酶(GPXs)的表达，增强机体抗氧化能力，进一步减轻氧化应激损伤; 4.我们的研究结论提示，苯扎贝特可以通过一系列途径降低机体能量代谢需求及氧化磷酸化流量，从而发挥对Leigh综合征小鼠模型的治疗作用。此外，我们的研究还提示，尽管PPARs激动剂苯扎贝特在体外研究中被证实具有显著的代谢激活作用，但在动物体内却不完全相同，苯扎贝特可能通过一系列中枢调节作用抑制机体的能量代谢，后者为更全面地认识PPARs激动剂的作用机制提供了重要的基础。 第三部分 mTOR通路在代谢性肌病的肌肉组织中的活性研究 目的： 本研究中，我们分别选取了11例原发性线粒体肌病(mitochondrial myopathy,MM)患者为研究对象，同时选取7例脂质沉积病(lipid storage disease，LSD)患者及7例Ⅱ型糖原累积病(glycogen storage disease，GSD)，即Pompe病(pompedisease，PD)的患者，分析其肌肉活检标本中mTOR通路的活性并研究其与代谢缺陷之间的关系。 方法： 我们收集了从2011年到2017年间25例IMMs患者的肌肉活检标本作为研究对象，其中包括11例MM，7例LSD，7例PD，并选取4例神经源性肌肉损害（neurogenic damages，ND）患者及4例强直性肌营养不良(myotonicdystrophy, MD)患者作为疾病对照。四例最终被排除神经肌肉相关疾病的肌肉标本被选为正常对照(normal control，NC)。 结果： 1.Western blot结果显示，LSD和MM组患者肌肉组织中p-p70S6K/p70S6K比值较NC组显著升高(NC vs.LSD，U=2.000，P=0.024; NC vs.MM: U=6.000，P=0.043)，同样地，p-S6/S6比值在三组代谢性肌病患者肌肉组织中也显著升高(NC vs.LSD, U=0.000, P=0.006; NC vs.PD, U=0.000, P=0.006; NC vs.MM,U=1.000，P=0.007)。而总p70S6K和S6的相对含量在各组间无显著差别 2.组织学染色发现，在MM患者肌肉组织中，p-S6阳性肌纤维大多多为COX阴性，p-S6阳性纤维百分比:COX阴性纤维vs COX阳性纤维，U=5.000，P=0.001，而在LSD和PD患者肌肉组织中，p-S6阳性肌纤维多为脂滴沉积的肌纤维或嗜碱性物质沉积的空泡肌纤维。LSD患者肌肉组织p-S6阳性纤维百分比:空泡肌纤维vs.无空泡肌纤维，U=0.000，P=0.002; PD肌患者肉组织p-S6阳性纤维百分比:空泡肌纤维vs.无空泡肌纤维，U=0.000，P=0.002。 结论： 1.脂质沉积病、糖原累积病Ⅱ型(Pompe disease)及原发性线粒体肌病患者的肌肉组织中，mTOR信号通路活性均有显著上调，这可能是mTOR抑制剂治疗遗传代谢性肌病的理论基础。 2.mTOR信号通路激活与肌纤维的脂质代谢障碍、糖原代谢障碍及呼吸链功能障碍等代谢缺陷密切相关，我们推测遗传代谢性肌病肌肉组织中激活mTOR信号通路通过调节代谢重编程参与了机体对于氧化应激的适应性反应。