吴莉（宁夏医科大学高等卫生职业技术学院宁夏银川750004）
【中图分类号】R587.1【文献标识码】A【文章编号】1672-5085(2011)14-0386-02
【摘要】线粒体基因突变糖尿病的发现是近年来糖尿病分子遗传学研究的重要进展之一，也是近年来糖尿病研究的一大热点。线粒体基因突变中唯线粒体tRNALeu(uuR)A3243G突变被国内外学者公认，目前WHO己将其归类为特殊类型糖尿病，属胰岛B细胞功能缺陷糖尿病。它是目前已知的单基因突变糖尿病中患病率最高，且能以简易的分子生物学技术检出，首先进入日常临床基因诊断的一种糖尿病亚型。
【关键词】线粒体基因突变糖尿病
线粒体是细胞质中重要的细胞器之一，它是生物氧化和能量转换的主要场所，以氧化磷酸化方式将食物内蕴藏的能量转变为可被机体直接利用的ATP高能磷酸键。细胞生命活动所需能量的80%来源于线粒体，因此线粒体在细胞的生长代谢和人类的遗传中都有重要的作用。1981年，Anderson等完成了人类线粒体DNA（mtDNA）全长核苷酸序列的测定，由此mtDNA作为一种结构相对简单而精致的真核生物基因组,引起了学者们浓厚的兴趣。
1mtDNA的结构与遗传特点
1.1结构特点人类mtDNA是细胞核外唯一存在的DNA，与线状的DNA绝然不同，mtDNA是双链闭环DNA分子，由16569bp组成，外环为重(H)链，内环为轻(L)链，两条链均有编码功能，共编码37个基因：2个rRNA基因，22个tRNA基因，13个编码蛋白质基因。
1.2遗传特点mtDNA位于细胞质中，所以其遗传方式是非孟德尔式的，为母系遗传。人类精子细胞mtDNA拷贝数非常低，而卵细胞内的拷贝数极高(>105)，所以子代细胞内线粒体基因主要来源于母亲；每个细胞还有成百个线粒体和数以千计的mtDNA，细胞可以是正常线粒体和异常线粒体的混合体(异质性)。异质细胞分裂所形成的子细胞中，所含正常线粒体和异常线粒体的比例不同，因而表型也不一样；与核DNA不同，mtDNA无组蛋白与之结合，并且经常受活性氧的侵袭，因此氧化损伤的mtDNA的累积量可以比核DNA的量高16倍；mtDNA中，除与复制和转录有关的小片段外,其他顺序不含内分子,部分基因之间甚至有重叠,因此mtDNA上任何区域的突变，几乎都能影响其功能；突变的mtDNA是否导致疾病与性质严重程度、突变mtDNA所占比例、核基因产物的调节，以及与不同组织细胞对线粒体产生的ATP的依赖性均有一定的关系。突变的mtDNA需达到一定程度,才足以引起组织及器官功能改变而致病；尽管mtDNA有一定程度的自主性,但其复制、转录、翻译过程所需的多肽链均由核DNA编码，mtDNA基因的表达受核DNA的制约，两者协同作用于机体的代谢、调节和发育。
2线粒体基因突变糖尿病
1988年确认出第一种线粒体基因突变病即线粒体脑肌病后，陆续确认出多种线粒体基因突变所致的临床综合征，如Leber’s遗传性视神经病变、MELAS综合征、MERRF综合征等，其中大多由于ATP阈值高的组织不同组合而成的临床综合征，亦提及可伴糖尿病。
1992年VandenOuweland等及Ballinger等分别报道由mttRNALeu(uuR)A3243G突变及mtRNA10.4bp缺失所致仅呈糖尿病和耳聋家系，此后，国内外学者进行了大量研究，我国于1995年首次报道本病家系。目前已知多种可致糖尿病的线粒体基因突变，其中最多见且在世界各人种中较普遍存在的是线粒体tRNALeu(uuR)基因突变糖尿病。
3线粒体基因突变糖尿病的发病机制
本病的发病机制为胰岛B细胞内含高比例突变基因致氧化磷酸化功能障碍，ATP生成不足所致。线粒体tRNALeu(uuR)nt3243，此处DNA顺序高度保守，tRNALeu(uuR)基因除转录形成tRNALeu(uuR)外，nt3243位于线粒体转录终止因子结合位点上，此点突变导致与转录终止因子结合障碍，相邻rRNA生成减少，氧化磷酸化功能障碍导致ATP生成不足。胰岛B细胞感知血糖水平变化分泌胰岛素过程中ATP起着重要作用，当ATP不足，则不能通过ATP依赖型K+通道机制兴奋胰岛B细胞而致胰岛素分泌异常：胰岛B细胞又是能量需求高的细胞，当ATP生成低于胰岛B细胞所需能量阈值时，胰岛B细胞受损致功能减退，最终导致胰岛素分泌不足和糖尿病。
我国拥有大量2型糖尿病患者，其中隐匿着众多本病患者，因其较普通2型糖尿病患者预后差，可早逝，且呈母系遗传而危害极大。应用较简易的基因诊断技术不仅可在疑似者中检出本病，而且结合家系调查又可了解其突变传递情况。
参考文献
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