线粒体医学知识专题讲座.pptx

线 粒 体线粒体医学知识专题讲座1/47授授 课课 内内 容容u 线粒体概论线粒体概论u 线粒体结构线粒体结构u 线粒体功效线粒体功效u 线粒体在药学研究中应用线粒体在药学研究中应用线粒体医学知识专题讲座2/47第一节第一节、线粒体概论、线粒体概论o线粒体是真核细胞内由双层膜包被产能细胞器，占细胞质量1/5以上。o线粒体是半自主性细胞器，拥有独特基因组（mtDNA）及复制、转录和翻译系统(蛋白质合成系统)。o线粒体是真核细胞内能量转换细胞器，也是动物细胞生成ATP主要场所，是生命活力之源，与生老病死亲密相关。o线粒体是一个结构复杂而敏感多变细胞器，随细胞类型和状态不一样而有复杂动态改变。线粒体医学知识专题讲座3/47o1850s已观察到线粒体，被描述为细胞中线和粒。o1888，Kollicker分离肌线粒体，认为线粒体有脂质被膜。o1890，Altman猜测线粒体（bioplast）是胞内菌样克隆，是自治基本生命单元。o1897，Benda命名mitochondrion，沿用至今。o1940s应用离心和电镜发觉脂肪酸氧化、三羧酸循环、ATP合成都位于线粒体。o1961，Mitchell提出ATP合成化学渗透假说。o1963，Nass M和Nass S发觉线粒体DNA。o1981，剑桥大学Anderson等完成人线粒体基因组测序。线粒体医学知识专题讲座4/47Krebs和Mitchell线粒体医学知识专题讲座5/47第二节第二节、线粒体形态结构、线粒体形态结构一、光镜下线粒体形态、大小、数量及分布一、光镜下线粒体形态、大小、数量及分布一、光镜下线粒体形态、大小、数量及分布一、光镜下线粒体形态、大小、数量及分布直径约直径约0.51um线状线状颗粒状颗粒状故名线粒体故名线粒体（一）形态（一）形态、大小、大小线粒体医学知识专题讲座6/47u 依细胞类型而异，动物细胞普通数百到数千个。依细胞类型而异，动物细胞普通数百到数千个。利什曼原虫利什曼原虫:一个巨大线粒体；一个巨大线粒体；海胆卵母细胞：海胆卵母细胞：3030多万个。多万个。u 随细胞生理功效及生理状态改变随细胞生理功效及生理状态改变 需能细胞：线粒体数目多，如哺乳动物心肌、小需能细胞：线粒体数目多，如哺乳动物心肌、小 肠、肝等内脏细胞；肠、肝等内脏细胞；翱翔鸟类胸肌细胞：线粒体数目比不翱翔鸟多；翱翔鸟类胸肌细胞：线粒体数目比不翱翔鸟多；运动员肌细胞：线粒体数目比不常运感人多。运动员肌细胞：线粒体数目比不常运感人多。（二）数量（二）数量线粒体医学知识专题讲座7/47（三）分布（三）分布 分布分布:不均，细胞代谢旺盛需能部位比较集中。不均，细胞代谢旺盛需能部位比较集中。肌细胞肌细胞:线粒体沿肌原纤维规则排列；线粒体沿肌原纤维规则排列；精子细胞精子细胞:线粒体集中在鞭毛中区；线粒体集中在鞭毛中区；分泌细胞：线粒体聚集在分泌物合成区域；分泌细胞：线粒体聚集在分泌物合成区域；肾细胞：线粒体靠近微血管，呈平行或栅状列。肾细胞：线粒体靠近微血管，呈平行或栅状列。线粒体分布多集中在细胞需能部位，有利线粒体分布多集中在细胞需能部位，有利于细胞需能部位能量供给。于细胞需能部位能量供给。线粒体医学知识专题讲座8/47线粒体分布（三重染色）线粒体分布（三重染色）线粒体医学知识专题讲座9/47二、线粒体亚微结构二、线粒体亚微结构线粒体医学知识专题讲座10/47(a)(a)扫描电镜照片：扫描电镜照片：示线粒体立体结构；示线粒体立体结构；(b)(b)透射电镜照片：透射电镜照片：示线粒体内部结构示线粒体内部结构线粒体医学知识专题讲座11/47o电镜下可见，线粒体是由外膜和内膜套叠而成膜囊结构，内有两个封闭空间：膜间隙和基质。o外膜光滑，有孔蛋白和转运酶，以及单胺氧化酶等特殊酶类，可进行脂类合成和代谢物初步氧化。o膜间隙含有腺苷酸激酶、细胞色素c和凋亡因子，参加ADP合成、电子传递和凋亡调控。o内膜折叠形成嵴，内表面有上万个基粒，是ATP合酶复合体。内膜上还有呼吸链复合体。o基质含有各种代谢酶类，还有mtDNA及其复制、转录和翻译系统。线粒体基本结构线粒体医学知识专题讲座12/471.含酶最多细胞器；含酶最多细胞器；2.内膜为膜蛋白最丰富膜；内膜为膜蛋白最丰富膜；3.唯一含唯一含DNA,核糖体细胞器。核糖体细胞器。线粒体医学知识专题讲座13/47第三节第三节 线粒体功效线粒体功效o能量供给能量供给o氧化应激氧化应激o凋亡凋亡o钙储池钙储池o细胞周期、信号转导细胞周期、信号转导o肿瘤肿瘤o发育等发育等线粒体医学知识专题讲座14/47一一 、线粒体与能量供给线粒体与能量供给 线粒体功效线粒体功效:氧化磷酸化氧化磷酸化,合成合成ATPATP 经过对营养物质经过对营养物质(糖、脂肪、氨基酸等糖、脂肪、氨基酸等)氧化氧化(放能放能)与与ADPADP磷磷 酸化酸化(储能储能)偶联反应完成能量转换，合成偶联反应完成能量转换，合成ATPATP，直接提供细，直接提供细 胞生命活动所需能量胞生命活动所需能量95%95%以上。以上。包含：包含：细胞氧化（细胞呼吸）细胞氧化（细胞呼吸）ADPADP磷酸化磷酸化 线粒体医学知识专题讲座15/47线粒体医学知识专题讲座16/47细胞能量利用形式细胞能量利用形式 ATP 去磷酸化去磷酸化 A-PPP A-PP+Pi+7.3千卡千卡 磷酸化磷酸化 ATPATP是一个高能是一个高能磷酸化合物，能磷酸化合物，能量储存于其高能量储存于其高能磷酸键中，可去磷酸键中，可去磷酸化释放能量磷酸化释放能量供细胞利用，又供细胞利用，又可磷酸化储存能可磷酸化储存能量。量。高能磷酸键高能磷酸键线粒体医学知识专题讲座17/47l食物中能量怎样转换为食物中能量怎样转换为 ATP?ATP?食物食物（线粒体）（线粒体）ATPATP 细胞氧化细胞氧化(细胞呼吸细胞呼吸)在氧气参加下，线粒体内分解各种大分子物在氧气参加下，线粒体内分解各种大分子物质，产生二氧化碳，同时，分解代谢所释放质，产生二氧化碳，同时，分解代谢所释放能量储存于能量储存于ATPATP中，又称生物氧化。中，又称生物氧化。线粒体医学知识专题讲座18/47 1.糖酵解糖酵解1葡萄糖葡萄糖 2 2分子丙酮酸分子丙酮酸+2+2ATP+2NADH+2HATP+2NADH+2H反应地点反应地点:细胞质细胞质2 2分子丙酮酸分子丙酮酸 2乙酰辅酶乙酰辅酶A+2NADH+2HA+2NADH+2H +2CO+2CO2 22.乙酰辅酶乙酰辅酶A A（CH3COSCOACH3COSCOA）生成）生成反应地点反应地点:线粒体基质线粒体基质例例:葡萄糖葡萄糖生物氧化过程生物氧化过程线粒体医学知识专题讲座19/47乙酰辅酶乙酰辅酶A A彻底氧化分解彻底氧化分解,生成生成1 1分子分子ATP,ATP,4 4对对H,H,2 2COCO2 2反应地点反应地点:线粒体基质线粒体基质3.三羧酸循环三羧酸循环4.电子传递和氧化磷酸化电子传递和氧化磷酸化上述阶段产生上述阶段产生1212对对H H必须深入氧化为水，整个有必须深入氧化为水，整个有氧氧化才告结束，但氧氧化才告结束，但H H不能与不能与O O2 2直接结合，实际直接结合，实际上上H H离解为离解为 H H+和和e e-（高能电子），电子经过呼吸（高能电子），电子经过呼吸链传递，最终使链传递，最终使1/2 1/2 O O2 2还原为还原为O O2-2-与基质中与基质中2 2H H+化化合生成水合生成水,电子传递过程中释放能量被用于电子传递过程中释放能量被用于ADPADP磷磷酸化为酸化为ATP。反应地点反应地点:线粒体内膜线粒体内膜线粒体医学知识专题讲座20/47细胞呼吸（细胞氧化）过程细胞呼吸（细胞氧化）过程三羧酸三羧酸循环循环电子传递和电子传递和氧化磷酸化氧化磷酸化乙酰辅酶乙酰辅酶A形成形成糖酵解糖酵解图示 细胞呼吸四个主要步骤线粒体医学知识专题讲座21/47二、二、线粒体与氧化应激线粒体与氧化应激o线粒体是细胞中产生活性氧一个主要部位，消耗氧用线粒体是细胞中产生活性氧一个主要部位，消耗氧用于合成于合成ATP同时不可防止地产生活性氧。同时不可防止地产生活性氧。o氧化应激作用下，膜转运孔道开放造成线粒体基质内氧化应激作用下，膜转运孔道开放造成线粒体基质内高渗透压，使线粒体内外高渗透压，使线粒体内外H+梯度消失，呼吸链脱偶联，梯度消失，呼吸链脱偶联，能量产生中止。能量产生中止。o还会因为水和溶质进入使基质肿胀并造成外膜破裂，还会因为水和溶质进入使基质肿胀并造成外膜破裂，通透性增高，释放出包含细胞色素通透性增高，释放出包含细胞色素C在内各种活性蛋在内各种活性蛋白。白。线粒体医学知识专题讲座22/47o过多自由基产生可造成过多自由基产生可造成mtDNA损伤，氧化损伤是损伤，氧化损伤是mtDNA突变主要原因。突变主要原因。o线粒体本身也极易受氧化应激攻击。线粒体本身也极易受氧化应激攻击。o活性氧在开启和调整细胞凋亡过程中饰演着主要角活性氧在开启和调整细胞凋亡过程中饰演着主要角色。色。o活性氧积累能够造成：活性氧积累能够造成：o线粒体膨大，线粒体内膜非特异性孔道产生；线粒体膨大，线粒体内膜非特异性孔道产生；o细胞色素细胞色素C从内膜脱落并进入到胞质中；从内膜脱落并进入到胞质中；oBAX表示，表示，caspase活化等。活化等。这些都是开启细胞凋亡原因。这些都是开启细胞凋亡原因。线粒体医学知识专题讲座23/47三、三、线粒体与细胞凋亡线粒体与细胞凋亡线粒体医学知识专题讲座24/47线粒体医学知识专题讲座25/47线粒体影响细胞凋亡线粒体影响细胞凋亡线粒体影响细胞凋亡线粒体影响细胞凋亡1 1 1 1、电子传递链和能量代谢受到破坏、电子传递链和能量代谢受到破坏、电子传递链和能量代谢受到破坏、电子传递链和能量代谢受到破坏2 2 2 2、释放胱冬肽酶激活蛋白、释放胱冬肽酶激活蛋白、释放胱冬肽酶激活蛋白、释放胱冬肽酶激活蛋白(细胞色素细胞色素细胞色素细胞色素c)c)c)c)3 3 3 3、产生活性氧类物质、产生活性氧类物质、产生活性氧类物质、产生活性氧类物质(ROS)(ROS)(ROS)(ROS)线线线线 粒粒粒粒 体体体体 含含含含 有有有有 大大大大 导导导导 电电电电 通通通通 道道道道-线线线线 粒粒粒粒 体体体体 渗渗渗渗 透透透透 转转转转 变变变变 孔孔孔孔(permeability transition pores,PT pores)(permeability transition pores,PT pores)（二）渗透性转变孔（二）渗透性转变孔（二）渗透性转变孔（二）渗透性转变孔起始凋亡主开关起始凋亡主开关起始凋亡主开关起始凋亡主开关线粒体内膜跨膜电位瓦解是细胞凋亡改变之一线粒体内膜跨膜电位瓦解是细胞凋亡改变之一。ROSROSCyt.cCyt.c电电子子传传递递链链和和能能量量代代谢谢受受 到到 破破 坏坏线粒体医学知识专题讲座26/47DNADNA断片化断片化断片化断片化起始胱冬肽酶起始胱冬肽酶起始胱冬肽酶起始胱冬肽酶 执行胱冬肽酶执行胱冬肽酶执行胱冬肽酶执行胱冬肽酶执行胱冬肽酶执行胱冬肽酶 破坏细胞骨架破坏细胞骨架破坏细胞骨架破坏细胞骨架细胞凋亡细胞凋亡细胞凋亡细胞凋亡线粒体线粒体DNADNA修复修复修复修复抑制抑制抑制抑制抑制抑制抑制抑制形成凋亡小体形成凋亡小体形成凋亡小体形成凋亡小体形成凋亡小体形成凋亡小体(apoptosome)(apoptosome)(apoptosome)(apoptosome)(apoptosome)(apoptosome)线粒体医学知识专题讲座27/47线线粒粒体体与与细细胞胞凋凋亡亡小小结结线粒体医学知识专题讲座28/47线粒体医学知识专题讲座29/47四、线粒体与信号转导线粒体已经从细胞内寄生者演化为细胞代谢、应激和死亡关键调控者。线粒体经过动态行为、外膜功效和产物改变（如ATP和ROS），在细胞死亡、抗病毒、抗炎、自噬等信导路径中发挥主要作用。线粒体是能量状态灯塔，NAD:NADH、AMP:ATP及乙酰辅酶A浓度都是线粒体活性状态信号。呼吸链蛋白、转位蛋白、凋亡诱导因子等参加调控各种生理和病理过程。最近发觉，线粒体Sirt3、4、5可感应乙酰辅酶A等浓度，反馈调控线粒体蛋白乙酰化水平。线粒体医学知识专题讲座30/47第四节、线粒体半自主性第四节、线粒体半自主性(1)(1)有有mtDNA mtDNA(约约1 16569bp6569bp，环环状状、裸裸露露)可可独独立立进进行复制、转录、翻译行复制、转录、翻译,有其自已遗传特点有其自已遗传特点(2)(2)有有自自已已特特殊殊蛋蛋白白质质合合成成系系统统(mtDNA,mtDNA,线线粒粒体体核核糖体糖体,线粒体线粒体tRNAtRNA等等)(3)(3)其其核核糖糖体体结结构构、蛋蛋白白质质合合成成起起始始过过程程及及对对药药品品敏感性都与细菌相同、不一样于核敏感性都与细菌相同、不一样于核 (4)(4)有有其其特特殊殊物物质质转转运运系系统统,不不与与细细胞胞质质交交换换DNADNA和和RNA,RNA,不输出蛋白质不输出蛋白质1.1.自主性表现自主性表现线粒体医学知识专题讲座31/47线粒体医学知识专题讲座32/47(1)mtDNA(1)mtDNA 信息量少，只能合成信息量少，只能合成5%5%内膜蛋白。内膜蛋白。mtDNAmtDNA编码：编码：2 2种种rRNArRNA（组成线粒体核糖体）（组成线粒体核糖体）22 22种种tRNAtRNA（线粒体转运（线粒体转运 RNARNA）1313种多肽（只形成呼吸酶复合体种多肽（只形成呼吸酶复合体6 6个亚单位）个亚单位）(2)(2)其其蛋蛋白白合合成成系系统统中中DNADNA聚聚合合酶酶，RNARNA聚聚合合酶酶，核核糖体蛋白质、氨基酸活化酶等仍由核基因编码。糖体蛋白质、氨基酸活化酶等仍由核基因编码。2.自主性限制自主性限制线粒体医学知识专题讲座33/47第四节第四节 线粒体与药品开发线粒体与药品开发一、肿瘤细胞凋亡诱导剂一、肿瘤细胞凋亡诱导剂 伴随线粒体调控细胞凋亡发觉，开始寻找一些能够伴随线粒体调控细胞凋亡发觉，开始寻找一些能够经过线粒体而改变肿瘤细胞生长活性甚至诱导肿瘤细胞经过线粒体而改变肿瘤细胞生长活性甚至诱导肿瘤细胞凋亡到达治疗肿瘤药品，如：紫杉醇、白桦脂酸、氯尼凋亡到达治疗肿瘤药品，如：紫杉醇、白桦脂酸、氯尼达明等。达明等。线粒体医学知识专题讲座34/47紫杉醇紫杉醇当代天然药品研究开发典范英文名：Paclitaxel,Taxol分子式：C47H51NO4 二萜类化合物线粒体医学知识专题讲座35/47独特抗肿瘤作用机制 紫杉醇可破坏肿瘤细胞线粒体超微结构，引发其紫杉醇可破坏肿瘤细胞线粒体超微结构，引发其跨膜电位降低，从而诱导乳腺癌、卵巢癌、宫颈癌跨膜电位降低，从而诱导乳腺癌、卵巢癌、宫颈癌等肿瘤细胞凋亡，造成细胞在有丝分裂时不能形成等肿瘤细胞凋亡，造成细胞在有丝分裂时不能形成纺锤体和纺锤丝，抑制了细胞分裂和增殖，使癌细纺锤体和纺锤丝，抑制了细胞分裂和增殖，使癌细胞停顿在胞停顿在G2期期和和M期期，直至死亡，进而起到抗癌作，直至死亡，进而起到抗癌作用。用。线粒体医学知识专题讲座36/47紫杉醇应用 紫杉醇是过去数十年里紫杉醇是过去数十年里最好天然抗肿瘤药品最好天然抗肿瘤药品之一之一，因为其独特作用机制使之成为继环磷因为其独特作用机制使之成为继环磷酰胺、阿霉素、顺铂后又一主要抗肿瘤药品。酰胺、阿霉素、顺铂后又一主要抗肿瘤药品。它含有它含有独特抗癌活性独特抗癌活性，作为晚期卵巢癌治疗，作为晚期卵巢癌治疗药，至今已在药，至今已在4040多个国家获准上市，是当前多个国家获准上市，是当前治疗乳腺癌和卵巢癌特效药。治疗乳腺癌和卵巢癌特效药。线粒体医学知识专题讲座37/47市场需求市场需求国际紫杉醇原料药需求走势图（单位：千克）国际紫杉醇原料药需求走势图（单位：千克）国际紫杉醇销售额（亿美元）国际紫杉醇销售额（亿美元）进口：紫杉醇注射液进口：紫杉醇注射液(百时美百时美-US)30mg/ml 1329.93-US)30mg/ml 1329.93元元平均每个病人费用约平均每个病人费用约8800088000元元国产：紫杉醇注射液国产：紫杉醇注射液(京双鹭京双鹭)30mg/ml 163.87)30mg/ml 163.87元元平均每个名人费用约平均每个名人费用约1000010000元元线粒体医学知识专题讲座38/47二、新型线粒体靶向抗肿瘤药品二、新型线粒体靶向抗肿瘤药品电子移位亲脂性阳离子（电子移位亲脂性阳离子（DLC）线粒体是半自主性细胞器。它提供了细胞所需能量，调整细胞线粒体是半自主性细胞器。它提供了细胞所需能量，调整细胞Ca2动态动态平衡，维持细胞电势平衡作用，参加细胞凋亡过程及衰老等各种病理生理代平衡，维持细胞电势平衡作用，参加细胞凋亡过程及衰老等各种病理生理代谢过程。线粒体是有效地治疗癌症和其它疾病作用靶点。谢过程。线粒体是有效地治疗癌症和其它疾病作用靶点。电子移位亲脂性阳离子（电子移位亲脂性阳离子（DLC）是一类含有亲油和亲水双亲性阳离子化合）是一类含有亲油和亲水双亲性阳离子化合物。它能够在线粒体跨膜电位推进下，聚集于细胞线粒体部位。物。它能够在线粒体跨膜电位推进下，聚集于细胞线粒体部位。因为肿瘤细胞线粒体膜电位高于正常细胞，可提供推进力使因为肿瘤细胞线粒体膜电位高于正常细胞，可提供推进力使DLC在肿瘤细在肿瘤细胞线粒体内选择性地积聚，而胞线粒体内选择性地积聚，而DLC在高浓度下将表现出线粒体毒性，造成在高浓度下将表现出线粒体毒性，造成肿瘤细胞死亡。肿瘤细胞死亡。线粒体医学知识专题讲座39/47电子移位亲脂性阳离子具备亲油、亲水和带有正电荷特征，在结构上有两电子移位亲脂性阳离子具备亲油、亲水和带有正电荷特征，在结构上有两点共同之处：（点共同之处：（1）由一个亲水带电中心与一个疏水关键连接而成；（）由一个亲水带电中心与一个疏水关键连接而成；（2）其其 电子云密度扩展至电子云密度扩展至3 个原子，而不是局限于杂原子和邻近碳原子间核个原子，而不是局限于杂原子和邻近碳原子间核间区域，这种电子移位，使分子带上正电荷。间区域，这种电子移位，使分子带上正电荷。DLC带正电荷原因带正电荷原因线粒体医学知识专题讲座40/47肿瘤细胞线粒体膜电位高于正常细胞原因肿瘤细胞线粒体膜电位高于正常细胞原因u线粒体生产线粒体生产ATP 主要机理是靠线粒体不停地从内膜泵出质子（主要机理是靠线粒体不停地从内膜泵出质子（H+、Na+、K+等）。质子经过线粒体膜正向推进力产生等）。质子经过线粒体膜正向推进力产生ATP，从而产生，从而产生了化学梯度（外侧呈酸性，内侧呈碱性）、电势梯度（外侧带正电荷，了化学梯度（外侧呈酸性，内侧呈碱性）、电势梯度（外侧带正电荷，内侧带负荷），造成线粒体电势差（内膜与外膜电位差内侧带负荷），造成线粒体电势差（内膜与外膜电位差m）。）。u因为癌细胞分生能力比正常细胞强，需要细胞提供更多能量来满足因为癌细胞分生能力比正常细胞强，需要细胞提供更多能量来满足细胞生长，所以肿瘤细胞电势梯度（即线粒体膜电位细胞生长，所以肿瘤细胞电势梯度（即线粒体膜电位m）远远高）远远高于正常上皮细胞。于正常上皮细胞。线粒体医学知识专题讲座41/47u科学家观察了科学家观察了200 各种细胞系，包含腺癌、黑色素瘤、转移癌、鳞状各种细胞系，包含腺癌、黑色素瘤、转移癌、鳞状上皮癌和正常上皮细胞，肿瘤细胞上皮癌和正常上皮细胞，肿瘤细胞m 高于正常上皮细胞，只有高于正常上皮细胞，只有2%细胞不遵照这一规律。细胞不遵照这一规律。u研究还发觉：一些肿瘤细胞细胞膜电位也高于正常上皮细胞，为研究还发觉：一些肿瘤细胞细胞膜电位也高于正常上皮细胞，为DLC 在细胞质预先积聚提供推进力，深入促进其在线粒体基质内积聚。在细胞质预先积聚提供推进力，深入促进其在线粒体基质内积聚。uDLC 类分子穿过细胞膜和线粒体膜疏水屏障，并在膜电位推进下，类分子穿过细胞膜和线粒体膜疏水屏障，并在膜电位推进下，积聚于线粒体基质内。依据线粒体膜电位差积聚于线粒体基质内。依据线粒体膜电位差m=60mV 左右推进力，左右推进力，使肿瘤细胞为使肿瘤细胞为DLC 所提供推进力是正常细胞所提供推进力是正常细胞10 倍以上，这将意味着倍以上，这将意味着DLC 在肿瘤细胞线粒体内浓度是细胞质内浓度在肿瘤细胞线粒体内浓度是细胞质内浓度100 倍倍1000 倍。倍。线粒体医学知识专题讲座42/47第五节第五节 线粒体与医学线粒体与医学一、一、mtDNAmtDNA突变与疾病突变与疾病 1987 1987年年WallaceWallace经过对经过对mtDNAmtDNA突变和突变和LeberLeber遗传遗传 性视神经病（性视神经病（LebersLebers hereditary optic hereditary optic neuropathy,LHONneuropathy,LHON）关系研究，第一次明确地提出，）关系研究，第一次明确地提出，mtDNAmtDNA突变可引发人类疾病。突变可引发人类疾病。近近1010多年来，伴随对线粒体基因组研究发展，人们多年来，伴随对线粒体基因组研究发展，人们对对mtDNAmtDNA在疾病发生中作用，有了更深入、更明确认识。在疾病发生中作用，有了更深入、更明确认识。当前已发觉，与当前已发觉，与mtDNAmtDNA突变相关人类疾病多达百余种以突变相关人类疾病多达百余种以上。上。线粒体医学知识专题讲座43/47mtDNAmtDNA突变类型及线粒体病突变类型及线粒体病 1 1、碱基替换：、碱基替换：与脑、脊髓性及神经性疾病相关与脑、脊髓性及神经性疾病相关 2 2、mtDNAmtDNA缺失、插入突变：缺失、插入突变：与眼肌疾病相关与眼肌疾病相关 3 3、蛋白质生物合成基因突变：、蛋白质生物合成基因突变：均为均为tRNAtRNA突变，突变，常引发癫伴碎红纤维病常引发癫伴碎红纤维病 4 4、拷贝数目突变：、拷贝数目突变：少见少见线粒体医学知识专题讲座44/47二、线粒体与疾病诊疗二、线粒体与疾病诊疗 （一）线粒体与肿瘤（一）线粒体与肿瘤 肿瘤细胞常伴线粒体数目与嵴数量降低。肿瘤细胞常伴线粒体数目与嵴数量降低。（二）线粒体对代谢改变反应（二）线粒体对代谢改变反应 细胞代谢受干扰时，线粒体表现肿胀和结构改变细胞代谢受干扰时，线粒体表现肿胀和结构改变。（三）线粒体对射线和微波照射反应（三）线粒体对射线和微波照射反应 表现为亚微结构异常。表现为亚微结构异常。（四）药品和毒物对线粒体作用（四）药品和毒物对线粒体作用 甲状腺素、磷化物等使线粒体发生肿胀破裂。氰化物甲状腺素、磷化物等使线粒体发生肿胀破裂。氰化物 、叠氮钠及、叠氮钠及COCO等毒物阻断呼吸链，使氧化磷酸化中止等毒物阻断呼吸链，使氧化磷酸化中止，ATPATP合成受阻，造成机体死亡。合成受阻，造成机体死亡。线粒体医学知识专题讲座45/47三、线粒体一些组分治疗作用三、线粒体一些组分治疗作用 用线粒体一些特殊组分来治疗疾病，已越来越多地受到用线粒体一些特殊组分来治疗疾病，已越来越多地受到人们关注。人们关注。细胞色素细胞色素C C：治疗一氧化炭中毒、新生儿窒息、肺功效治疗一氧化炭中毒、新生儿窒息、肺功效 不全、高山缺氧、心肌炎及心绞痛；不全、高山缺氧、心肌炎及心绞痛；辅酶（辅酶（NADNAD）：）：治疗进行性肌萎缩、肝炎；治疗进行性肌萎缩、肝炎；CoQCoQ：牙周病、高血压、肌肉萎缩及急性黄胆性肝炎等。牙周病、高血压、肌肉萎缩及急性黄胆性肝炎等。线粒体医学知识专题讲座46/47总结总结1.线粒体超微结构线粒体超微结构2.线粒体功效线粒体功效生物氧化及其过程生物氧化及其过程糖酵解糖酵解,乙酰辅酶乙酰辅酶A生成生成,三羧酸循环三羧酸循环,电子电子传递和氧化磷酸化发生场所传递和氧化磷酸化发生场所3.线粒体线粒体半自主性半自主性线粒体线粒体DNA特点特点,半自主性表现半自主性表现线粒体医学知识专题讲座47/47