线粒体分裂基因dnm1缺失对粟酒裂殖酵母细胞有丝分裂及能量代谢的影响

在粟酒裂殖酵母细胞中,线粒体分裂蛋白Dnm1是调控线粒体分裂和融合动态过程的关键蛋白.为研究酵母细胞dnm1基因缺失后对有丝分裂和能量代谢的影响,采用活细胞成像技术分析其细胞有丝分裂动力学的变化、RTqPCR技术分析cdc2和cdc13基因的转录水平、高效液相色谱质谱联用技术检测其能量代谢物的变化并验证.结果表明dnm1基因缺失后抑制裂殖酵母生长.活细胞成像显示dnm1Δ菌株在有丝分裂间期微管束长度较野生型增长了(0.83±0.70)μm(P<0.01),产生5根微管束的菌株增加、3根微管束的菌株减少.有丝分裂前期dnm1Δ菌株中纺锤体伸长时间延长(0.85±0.02)min(P<0.05),后期时间延长(5.80±1.62)min(P<0.01),后期纺锤体伸长速度减慢0.06μm·min^(-1)(P<0.05),且dnm1Δ菌株出现纺锤体延迟断裂和滞后的染色体分离.高效液相色谱质谱联用技术检测结果表明,dnm1Δ菌株存在辅酶合成缺陷,NADPH含量显著降低(P<0.05),中间代谢产物6-磷酸葡萄糖、6-磷酸果糖、柠檬酸、顺式乌头酸、丙酮酸、异柠檬酸和L-苹果酸相对含量显著降低(P<0.05),出现ATP产生障碍.验证结果显示代谢物分析结果可靠,且dnm1Δ菌株在对数生长期cdc2基因的表达量显著低于野生型.本研究为进一步探寻Dnm1蛋白在细胞有丝分裂中的功能和相关分子机制提供了一定的科学依据.

小鼠子宫内膜基质细胞中HOXA10调控DNM1L表达机制的研究

[目的]本文旨在研究转录因子同源框A10基因(HOXA10)结合动力蛋白基因(DNM1L)启动子区域绑定位点,并调控DNM1L基因的表达机制。[方法]通过转录因子网站(TFSITESCAN)预测DNM1L启动子区域存在HOXA10的结合位点。分离怀孕1~7 d的小鼠子宫内膜,采用RT-q PCR检测其HOXA10和DNM1L mRNA表达量的变化规律。结合HOXA10过表达和siRNA干扰试验,分析小鼠子宫内膜基质细胞中HOXA10 mRNA表达量的变化如何影响DNM1L表达。构建DNM1L野生型和绑定位点突变型启动子区域(-1 749^-2 033 bp)荧光素酶报告载体,分别与HOXA10过表达载体和siRNA共转染到小鼠3T3细胞,检测DNM1L启动子区荧光素酶活性值变化。[结果]网站(TFSITESCAN)预测DNM1L在转录起始位点上游-1 767 bp的位置存在HOXA10转录结合位点。HOXA10 mRNA表达量在怀孕4 d小鼠的子宫内膜中达到峰值,DNM1L mRNA表达量则在怀孕3 d时达到峰值。HOXA10过表达和siRNA干扰试验结果表明:基质细胞中HOXA10表达量升高或降低能相对应降低或提高DNM1L表达水平(P<0.01)。双荧光素酶活性试验结果表明:HOXA10过表达载体和siRNA分别与野生型DNM1L报告载体共转染细胞,前者荧光活性值极显著下降,后者荧光活性值极显著上升(P<0.01)。突变型DNM1L报告载体对荧光活性值无明显影响(P>0.05)。[结论]HOXA10可结合于DNM1L启动子区域,并调控DNM1L基因表达。

DNM1L基因变异致线粒体和过氧化物酶体裂变缺陷相关脑病 1例

DNM1L基因变异所致线粒体和过氧化物酶体裂变缺陷相关脑病是一种罕见的、致死性的癫痫性脑病,具有临床表型和遗传异质性特点。急性期为药物难治性癫痫,预后差,可遗留严重神经系统后遗症。现报道1例经基因确诊的线粒体和过氧化物酶体裂变缺陷相关脑病患者,总结其临床资料及诊治过程,并进行文献复习,以提高对该疾病的认识。

DNM1基因变异所致发育性癫痫性脑病一例

DNM1基因位于染色体9q34,编码动力蛋白1,是动力蛋白样家族蛋白的一种成员[1]。该蛋白是一种机械化学GTP酶,主要参与网格蛋白介导的内吞和内吞囊泡分裂,其仅在神经元中表达,主要定位于突触前末端,参与突触囊泡的内吞和神经递质释放后的膜循环[2]。

DNM1L基因变异致线粒体过氧化物酶体裂殖缺陷型致死性脑病1型三例并文献复习

目的探讨DNM1L基因R403C位点变异所致儿童期起病的线粒体过氧化物酶体裂殖缺陷型致死性脑病1型(EMPF1)的临床特征。方法回顾性总结2018年2月至2020年2月于中南大学湘雅医院儿科就诊的3例DNM1L基因R403C位点变异导致的EMPF1患儿的临床资料。以“DNM1L”“EMPF1”“encephalopathy,lethal,due to defective mitochondrial peroxisomal fission 1”或“线粒体过氧化物酶体裂殖缺陷型致死性脑病1型”为检索词分别查阅在线人类孟德尔遗传数据库、PubMed数据库、中国知网数据库及万方数据库建库至2020年7月相关文献,总结DNM1L基因R403C位点变异患儿临床表现、实验室及影像学检查、治疗及预后特点。结果例1男,7岁时咳嗽不伴发热9 d后出现抽搐,表现为全面强直阵挛发作,后转变为局灶性癫痫持续状态、局灶性肌阵挛,多种抗癫痫药物及止惊药物联合治疗后无效,起病后第2周死亡。例2男,7岁时“扁桃体炎”10 d后出现抽搐,表现为局灶继发全面强直阵挛发作,后转变为局灶性癫痫持续状态、局灶性肌阵挛,多种抗癫痫药物及止惊药物、生酮饮食、甲泼尼龙治疗后反应欠佳,监护室治疗期间合并多重耐药菌感染,起病1个月后死亡。例3女,3岁5月龄时“病毒性肺炎”2周后出现抽搐,表现为局灶性阵挛发作,后转变为局灶性癫痫持续状态,多种抗癫痫药物及止惊药物、生酮饮食治疗后改善不佳,起病3个月后死亡。3例患儿起病后早期头颅磁共振成像均提示颅内多发T1加权像低信号,T2加权像、液体衰减反转恢复序列、弥散加权像高信号灶,急性期后头颅磁共振成像可见弥漫性脑萎缩。血代谢、脑脊液免疫相关检查均无异常。遗传学检查提示DNM1L基因存在NM_012062.4:c.1207C>T,p.R403C新发、杂合、错义变异,结合临床表现,均明确诊断为EMPF1。文献检索未见国内报道,R403C位点变异国外文献8篇11例,总结包含本组3例的14例患儿临床表现,其中起病前有感染病史8例,轻、中度智力或运动发育落后8例。14例患儿均有癫痫发作,其发作形式主要包括局灶性癫痫持续状态(9例)、局灶性肌阵挛发作(6例)、全面强直阵挛发作(5例)以及局灶性阵挛发作(4例)。14例均为药物难治性癫痫,文献无推荐有效抗癫痫治疗药物。早期头颅磁共振成像见多发异常信号灶10例,以丘脑(7例)、海马(5例)、基底节区(4例)、额叶(3例)、顶叶(2例)多见,病程后期可见弥漫性进行性脑萎缩10例。14例患儿中5例死亡。结论DNM1L基因R403C位点变异常导致线粒体裂殖障碍,患儿可表现为轻微感染刺激后或无明显诱因突发的难治性癫痫持续状态,伴智力运动发育倒退、脑萎缩。

DNM1基因变异相关发育性癫痫性脑病基因型及表型特点研究

目的总结DNM1基因变异相关发育性癫痫性脑病患儿的基因型及临床表型特点。方法回顾性收集2017年6月至2021年10月北京大学第一医院儿科门诊就诊的15例DNM1基因变异相关癫痫患儿资料, 分析其基因变异及临床特点。结果 15例患儿中, 男8例, 女7例;癫痫起病年龄为15 d~22月龄, 中位起病年龄为8月龄。15例DNM1基因变异均为新生杂合变异, 其中错义变异13例、移码变异1例、无义变异1例, 8例变异位点为尚未报道的新变异。癫痫发作类型包括:痉挛发作15例、局灶性发作9例、不典型失神发作2例、强直发作2例。7例患儿有多种发作类型, 9例首次发作为痉挛发作。15例均有发育落后, 其中11例在出现癫痫发作前即有发育落后。脑电图背景节律减慢3例, 发作间期显示高度失律13例;8例监测到临床发作, 其中痉挛发作7例, 强直发作1例。头颅磁共振检查示额颞区蛛网膜下腔增宽6例、大脑皮质萎缩2例、胼胝体发育不良3例。15例均诊断为发育性癫痫性脑病, 其中13例符合婴儿痉挛症。末次随访年龄1~7岁, 予多种抗癫痫药物联合治疗后, 2例发作缓解, 1例(同卵双胎之小)2岁时因重症肺炎死亡, 12例仍有间断发作, 其中1例由婴儿痉挛症转型为Lennox-Gastaut综合征。结论 DNM1基因变异相关发育性癫痫性脑病多在婴儿期起病, 高峰起病年龄为8月龄。癫痫发作类型主要为痉挛发作和局灶性发作, 发育落后可出现在癫痫发作之前。临床多表现为婴儿痉挛症, 少数患儿可转型为Lennox-Gastaut综合征。

DNM1L基因变异致线粒体和过氧化物酶体裂变1缺陷相关脑病(附1例报告及文献复习)

目的总结DNM1L基因变异所致线粒体和过氧化物酶体裂变1缺陷相关脑病(EMPF1)的临床表型和基因突变特点。方法回顾性分析1例EMPF1患儿临床资料,以“Encephalopathy due to defective mitochondrial peroxisomal fission1”、“EMPF1”、“线粒体和过氧化物酶体裂变1缺陷相关脑病”、“DNM1L”等为关键词检索美国国立医学图书馆生物医学文献数据库(PubMed)、万方数据知识服务平台和中国知网中国知识基础设施工程(CNKI)等数据库相关文献并进行讨论。结果患儿为3岁女性,反复癫(局灶性)发作为主要症状,使用多种抗癫药物治疗效果欠佳,自幼精细运动及语言发育落后于正常同龄儿童。基因检测提示存在DNM1L基因(NM_012062.4)c.1207C>T(p.R403C)位点杂合错义突变,国内外文献报道该突变位点为导致EMPF1的致病性突变。截至2021年5月,检索文献共报道37例DNM1L基因突变相关EMPF1病例,常见表型为发育障碍、难治性癫和癫持续状态,部分患儿存在肌张力障碍、共济失调、疼痛敏感度降低、心肌病、自主神经病变以及视神经萎缩等非神经系统功能障碍。结论EMPF1由致病性DNM1L基因突变所致,临床表型存在异质性;详细的临床评估结合基因检测有助于早期诊断,确诊患儿需注意筛查神经系统以外的症状。

一例线粒体过氧化物酶分裂缺陷致死性脑病患儿的DNM1L基因变异分析

目的对1例线粒体过氧化物酶分裂缺陷致死性脑病患儿的临床特征及DNM1L基因变异进行分析,明确其可能的致病原因,为临床诊断提供依据。方法选择四川大学华西第二医院确诊的1例线粒体过氧化物酶分裂缺陷致死性脑病患儿,分析临床表现、实验室检查及DNM1L基因变异情况。结果患儿主要表现为发热、头痛、呕吐,随即出现抽搐及进行性意识障碍;脑电图示背景波慢化,广泛性尖或棘(慢)波、多形慢波发放;头颅MRI示脑沟加深、侧脑室扩张,脑内多发斑片状信号异常;全外显子测序结果显示DNM1L基因存在c.1207C>T(p.Arg403Cys)杂合错义变异,Sanger测序验证其父母均未检测到该变异。根据美国医学遗传学与基因组学学会遗传变异分类标准与指南,c.1207 C>T判定为致病性变异(PS1+PS2+PM2+PP3)。予丙种球蛋白、糖皮质激素、"线粒体鸡尾酒疗法"及抗癫痫治疗后,患儿癫痫发作较前减少,意识水平好转。结论DNM1L基因c.1207 C>T变异可能为患儿的致病原因,基因检测结果为患儿的临床诊断提供了依据。

DNM1基因变异致早发性婴儿癫痫性脑病31型三例并文献复习

目的探讨DNM1基因变异导致早发性婴儿癫痫性脑病的临床、基因和预后特征。方法三例经基因检测证实为DNM1基因新发变异的患儿,回顾性分析其临床和基因表型以及预后,并在国内外数据库以“Dynamin-1”或“DNM1”检索相应文献,利用单因素方差方法分析临床和癫痫发作表型、抗癫痫药物疗效与基因变异位点结构域相关性。结果女1例,男2例;癫痫发病年龄2~17月龄,癫痫发作表型:2例为癫痫性痉挛发作,1例为局灶性一侧肢体阵挛或继发强直阵挛发作。基因检测结果显示3例患儿DNM1基因存在新发错义变异,2例为NM_004408.4:c.415 G>A(P.Gly 139Arg),1例为NM_004408.4:c.545 C>A(P.Ala 182Asp),随访至2~3岁时,均为肌张力低下、严重智力障碍、无行走能力和主动语言、耐药性癫痫、不能自主进食和不会咀嚼固体食物。经文献检索,至今国内外报道DNM1基因相关脑病36例,包括本组病例共计39例,肌张力低下与基因变异位点区域无关,GTPase酶结构域和中间区域变异存在严重或显著智力发育障碍。对31例诊断癫痫并且临床资料完整患儿进一步分析发现,癫痫性痉挛发作是常见的癫痫发作形式,变异位点位于GTPase酶结构域和中间区域的两组病例,失神发作在GTPase酶结构域更常见(P=0.02),而在性别、起病年龄、其他癫痫发作形式和药物治疗反应上均无统计学差异。结论肌张力低下、严重智力和运动障碍及早发型癫痫是DNM1相关脑病的主要表现,癫痫性痉挛发作是最常见的发作形式,除失神发作外,GTPase酶结构域和中间区域变异的临床和癫痫表型无明显区别,本组病例尚合并进食障碍。

与线粒体分裂有关的蛋白质研究进展

在活细胞内线粒体处于不断的融合与分裂状态 ,线粒体融合与分裂的动态平衡影响着线粒体的形态和数量 ,本文对近年来与线粒体分裂有关的蛋白质研究进行了综述 :(1)酵母 (S .cerevisae)中的Dnm1蛋白或它的同源蛋白质可能通过缠绕于线粒体的收缩部分而影响线粒体外膜分裂 ;(2 )位于线粒体上的 3种同源蛋白Mdv1/Fis2 /Gag3与Dnm1能短暂结合 ,它们都是线粒体分裂装置的组成部分 ;(3)一个插入线粒体外膜的跨膜蛋白Fis1或Mdv2极有可能是线粒体分裂装置的招募因子 ,并且由它启动分裂过程 ;(4)分布于膜间隙 (IMS)中的Mgm1蛋白并不负责线粒体内膜分裂 。

1例线粒体过氧化物酶体裂殖缺陷性脑病1型的临床分析

目的探讨1例线粒体过氧化物酶体裂殖缺陷性脑病1型(EMPF1)患儿的临床特征及其致病基因突变。方法回顾性分析2023年3月河北中西医结合儿童医院诊治的1例EMPF1患儿的临床资料及基因检测结果。结果男性患儿,5岁6个月,主要临床特征为眼睑下垂、共济失调、不典型癫痫样发作,头颅磁共振正常,视频脑电图提示:发作期快慢波活动增多,发作间期大量癫痫样放电。全外显子家系基因检测提示患儿DNM1L基因存在c.335A>G位点的杂合错义变异,经Sanger验证结果显示,其父亲该位点杂合变异;经生物信息学分析推测该变异为致病变异。门诊给予抗癫痫药物治疗无效或加重,目前给予线粒体鸡尾酒疗法治疗中。结论EMPF1主要的临床表现与DNM1L基因突变位点密切相关,综合临床表型及基因检测结果可实现对该病的早诊断;目前c.335A>G突变位点国内外均未见报道,丰富了DNM1L的突变基因谱。

线粒体和过氧化物酶体裂变缺陷致脑病1型1例

目的探讨1例线粒体和过氧化物酶体裂变缺陷致脑病1型(encephalopathy due to defective mitochondrial and peroxisomal fission-1,EMPF1)患儿的临床特征及其致病基因突变。方法回顾分析2020年8月中南大学湘雅医学院附属海口医院儿科收治的1例EMPF1患儿的临床资料及基因检测结果。结果女性患儿,8岁,主要临床特征为发育倒退,小头畸形,肌张力低下,难治性癫痫,头颅MRI提示脑萎缩,右侧颞枕顶叶皮层信号异常,动态脑电图提示:右半球尖慢波放电。全外显子家系基因检测提示患儿DNM1L基因存在c.1040C>G位点的新发杂合错义变异,经一代测序验证结果显示,其父母该位点未发现变异,为符合常染色体显性遗传的新发变异;经生物信息分析推测该变异为致病变异。门诊随访2年,经线粒体鸡尾酒疗法、抗癫痫药治疗后,患儿病情稳定,近1年来已无癫痫发作,精神状态、吞咽功能好转,可经口喂养,偶有恶心、呕吐。结论EMPF1主要的临床表现为精神运动发育迟缓或倒退、肌张力障碍、肢体瘫痪、癫痫等,综合临床表型及基因检测结果可实现对该病的早诊断。

耳蜗毛细胞miR-30b对Dynamin基因靶向调控的研究

目的观察正常成年小鼠耳蜗毛细胞中miR-30b的表达,研究其对靶基因(Dynamin1,DNM1)的调控是否会影响内毛细胞中突触囊泡内吞关键蛋白Dynamin的表达。方法取正常成年C57小鼠耳蜗基底膜行原位杂交,观察耳蜗毛细胞中miR-30b的表达分布;构建荧光素酶报告基因载体,转染293T细胞,通过荧光素酶活性变化明确DNM1是否为miR-30b的靶基因;通过耳蜗圆窗显微注射过表达miR-30b的腺相关病毒(adenoassociated virus,AAV),14d后通过real time-PCR检测miR-30b和DNM1的mRNA表达,免疫印迹实验(Western blot)检测Dynamin蛋白表达。结果 miR-30b在小鼠耳蜗内、外毛细胞胞质和胞核均有表达;miR-30b可抑制DNM1载体的荧光表达(P<0.05),而突变型DNM1载体的荧光表达无抑制作用;转染AAV-miR-30b后miR-30b的相对表达量增高,DNM1和Dynamin蛋白表达降低。结论 miR-30b在小鼠耳蜗内、外毛细胞均有表达;miR-30可以靶向下调DNM1基因从而抑制Dynamin蛋白表达。