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Leber遗传性视神经病变(Lebers hereditary optic neuropathy，LHON)是一种典型的母系遗传病，导致急性、或亚急性无痛性双侧视力损伤。作为细胞内最重要的细胞器之一的线粒体，在与LHON发生相关的ATP(adenosinetriphosphatase)、视网膜神经节细胞退行性变等重要过程中起着关键的作用。为了研究线粒体tRNA基因突变是否参与了LHON的发生，本研究对中国人群中LHON患者进行了大规模的线粒体全基因组测序筛查，发现了共5例具有母系遗传特性的携带线粒体tRNAThr15927G＞A突变的汉族LHON家系，分别是WZ728、WZ1099、WZ1100、WZ1107、WZ1214。 本研究对这5例LHON家系的临床表现、遗传学、分子生物学进行了研究。发现5例家系中先证者发病年龄分别为17、10、34、28、24岁，平均发病年龄为20.6岁，视力损伤程度也各不相同，从轻度到重度，其家系成员患病外显率分别为28.6％、16.7％、14.3％、6.7％、10.0％，平均外显率为15.3％。对5例家系成员进行线粒体全基因组测序发现，母系成员单体型分属于东亚单体型B5b2、M、Z、B5b2、F1c，并且他们都存在线粒体tRNAThr15927G＞A突变。15927位点位于线粒体tRNAThr的42位点，此位点在进化中高度保守，该位点突变破坏了线粒体tRNAThr反密码子臂上高度保守的28C-42G碱基对，影响tRNA的结构和稳定性。 本研究采集WZ1009-Ⅲ-1外周血并建立了永生化淋巴母细胞系以及成功构建了胞质杂合体。Northern Blot印记杂交实验结果表明携带线粒体tRNAThr15927G＞A突变的细胞线粒体tRNAThr稳态水平下降。线粒体tRNAThr代谢的紊乱导致线粒体氧化呼吸链复合体损伤，并影响氧化呼吸效率。其中复合体Ⅰ及复合体Ⅲ酶活力分别下降了66.3％（P=0.0404）、42.7％（P=0.0151），具有显著性差异。突变组细胞线粒体蛋白质合成下降，其中ND1下降约66.4％（P=0.0022）、ND5下降约52.8％（P=0.0040）、CtyB下降约40.9％(P=0.0380)，具有显著性差异。此外突变组细胞的线粒体产生的ATP比正常对照组细胞的线粒体产生的ATP平均降低了41.0％。 综上所述，本研究对线粒体tRNAThr15927G＞A突变与LHON的相关性进行了深入研究。结果显示，线粒体tRNAThr15927G＞A突变可引起线粒体tRNAThr的稳态水平下降，导致线粒体呼吸链复合体活性下降，进一步影响线粒体编码蛋白异常，致使ATP产量降低，最终导致视网膜神经节细胞发生退行性变，导致LHON。但不完全外显表明还有其他修饰因子共同作用，例如核修饰基因，表观遗传因素等。