线粒体是真核细胞内一种重要和独特的细胞器,被称为细胞内的“动力工厂”。线粒体通过氧化磷酸化作用,进行能量转换,为细胞进行各种生命活动提供所需的能量。而且在细胞凋亡及某些代谢途径中也起重要作用。线粒体是细胞内最易受损伤的一个敏感的细胞器,它可显示细胞受损伤的程度。线粒体DNA (mtDNA)是独立于细胞核染色体之外的又一个基因组,呈双链环状,拥有相对独立的DNA复制、转录和翻译系统。mtDNA结构与复制方式的独特性使其遗传方式与核基因组不同,表现为母系遗传。线粒体脑肌病是一组以mtDNA或核DNA(nDNA)突变导致线粒体结构和功能异常,以中枢神经系统和肌肉组织病变为主要表现的多系统疾病。根据不同的临床表现将其分为许多不同的临床综合症。Anderson等测定人类mtDNA的全长序列,预示着线粒体医学进入了一个崭新时代。人们不断发现许多的疾病与mtDNA突变相关。随着分子生物学和功能基因组学的发展,我们对线粒体脑肌病有了更深的认识,基因及遗传方面的研究,为疾病的基因诊断奠定了基础。线粒体脑肌病发病机制的深入研究,可以为疾病的治疗及预防提供一定的理论基础。由于线粒体功能的重要性和遗传的独特性,使线粒体脑肌病临床表现复杂多变,很容易被漏诊。为此,我们对线粒体脑肌病患者进行组织病理及基因突变的研究,为疾病的诊断提供依据。分析线粒体脑肌病的遗传特点,能发现无症状的突变携带者,为家系提供相关的遗传咨询。目的:(1)进一步了解线粒体脑肌病的临床表现及辅助检查手段,加深对线粒体脑肌病各个亚型的认识;(2)探讨线粒体脑肌病及肌病患者骨骼肌的组织病理特点及mtDNA基因突变情况,为疾病的诊断提供依据; (3)了解基因型与表型的关系,从而预测拥有某种突变基因的患者的预后及可能发展为某种综合症的风险;(4)探讨线粒体脑肌病的遗传特点,为患者的家系进行基因的筛查,以便于发现无症状的突变携带者。方法:通过临床表现及辅助检查资料,总结8例线粒体肌病及脑肌病患者的临床表现。(1)取其肌肉活检标本用异戊烷和液氮速冻后切片,常规和酶组化染色,光镜下观察染色后骨骼肌组织的病理特点。(2)利用碱变性法提取肌肉组织和(或)血液的mtDNA。(3)选取四个较常见的突变位点(A3243G、A8344G、T8993G和T8993C)进行突变的检测。针对A3243G、A8344G、T8993G和T8993C突变分别选取特定的引物和限制性内切酶,应用聚合酶链式反应-限制片段长度多态性(PCR-RFLP)进行特异性扩增,然后用特定的限制性内切酶对扩增产物进行酶切,用琼脂糖凝胶电泳鉴定DNA片段长度的方法,检测8例线粒体脑肌病和肌病患者(2例MELAS和6例线粒体肌病)及10例非线粒体疾病患者(对照)骨骼肌细胞中mtDNA是否发生A3243G、A8344G、T8993G和T8993C突变。(4)对其中一例线粒体脑肌病伴高乳酸血症和卒中样发作(MELAS)患者及其部分母系家属的血液标本进行A3243G突变检测,同时计算突变比例。结果:(1)8例线粒体脑肌病和肌病患者的肌肉病理均发现破碎红纤维(RRF),且RRF的出现频率均大于4%。(2)1例MELAS(例1)和1例线粒体肌病患者肌肉存在A3243G点突变;1例线粒体肌病患者存在A8344G点突变;患者均未发现T8993G和T8993C突变。对照组未发现以上4个位点的突变。(3)例1及其一兄一弟的血液中均检测出A3243G突变,而其母血中未发现此突变。例1肌肉中及血液中的A3243G的突变比例分别为:64.35%和38.09%;例1、其兄及其弟血液中A3243G的突变比例分别为: 38.09%, 22.99%及25.13%。结论:线粒体脑肌病临床表现复杂多样且基因型有明显的异质性,使其诊断有一定的难度。肌肉组织病理和基因检测发现mtDNA突变,可以为线粒体脑肌病的诊断和鉴别诊断提供依据。对患者的家系进行基因突变的分析,可以发现无症状的突变携带者,提供相关的遗传咨询。