Luận văn nghiên cứu phát hiện và Định lượng một số Đột biến của hội chứng Động kinh giật cơ với sợi cơ không Đều merrf Ở người việt nam

trong hệ gen ty thể người đã được xéc dịnh, trong đó có hơn 250 dột biến có khả răng gây bệnh và kèm thơa nhiều hội chứng khác rihau MERRY inyoclonic epilepsy with raeged-red fibres là

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRUONG DAI HOC KHOA HOC TU NHIEN

Bùi Thị Khánh

NGHIÊN CỨU PHÁT HIỆXN VÀ BỊXH LƯỢNG MỘT SỐ

DỌT BIẾN CỦA HỘI CIỨNG DỌNG KINH, GIẬT CƠ VỚI SỢI CƠ KHÔNG ĐỀU - MERRF Ở NGƯỜI VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRUONG DAI HOC KHOA HOC TU NHIEN

Bui Thi Khanh

NGHIÊN CỨU PHÁT TIỆN VÀ DỊXTII LƯỢNG MỘT SỐ

ĐỌT BIẾN CỦA HỘI CHỨNG ĐỌNG KINH, GIẢI CƠ VỚI SOI CO KHONG DEL — MERRF 6 NGUOI VIET NAM

Chuyên ngành Sinh học thực nghiệm

LUAN VAN THAC SI KHOA HOC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

GS.TS Phan Tuần Nghĩa

XÁC NHÂN HỌC VIÊN ĐÃ CHỈNH SUA THEO GÓP Ý CỦA HỘI ĐỒNG

Giáo viên hướng dân Chủ tịch hội đồng châm luận van

thạc sĩ khoa học

GSTS Phan Tuấn Nghĩa PGS T8 Bủi Phương Thuận

Hà Nội - 2015

hợp thuộc Phòng Thí nghiệm trong điểm Công nghệ lnzyme và Protein, Trường,

Đại học Khoa học Tự Nhiễn đã giúp đỡ tôi trong quá trình thục nghiệm

'Tôi xin chân thành cảm ơn lan giảm hiệu Trường Cao đẳng Y té ‘hai Binh,

Trưởng khoa Y học cơ sở và các anh ern trong bộ môn Y học cơ sở đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi được đã học nâng cao trinh độ của minh

'tôi xin chân thành cắm ơn đến toàn thé thay, cô giáo trong lộ môn Sinh lý

thực vật và Hóa sinh, Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã truyền

đạt cho tôi những kiến thức quý bau Irong suối thời gian học tập và nghiên cứu

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám hiệu, Phỏng Sau Đại học, Ban Chủ nhiệm Khoa Sinh học và các Phỏng chức năng của Trường Đại học Khoa học Tự

nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội dã tao điều kiện cho tôi học tập, hoàn thành

chương trình học Cao học,

Cuối cùng, lôi xin bày tô lòng biết em tối gia đình va ban bè đã luôn động viên,

khích lệ tôi hoàn thành khóa học

Hà Nội, tháng 12 năm 2015 HVCH: Bùi Thị Khánh

1.1 CẤU TRÚC VA CHỨC NANG CỬA TY THẺ NGƯỜI c3

1.1.2.1 Tụ thể hoạt động như một nhà máy năng lượng của lễ bào

1.1.2.3 Tụ thể và quá trình tự chết của tễ bào 9

1.1.3.3 Đặc điểm ái truyễn của hệ gen ty th

1.1.3.3 Tình chất dị lễ bào chất và tốc độ đội biến của ty thể 12

1.2.2.1 Hội chứng sây ra bởi các đột biển điểm phố biến trên sen

1.3.2.2 Các hội chứng liên quan đến các đội biến điểm phổ biễn trên gen

ma héa protein

1.2.2.3 Các bệnh liên quan đến các đội biển trên gen md hda sRNA 21

1.2.2.4, Bệnh gây nên bởi các dội biến khác trên mul2NA

1.3 HỘI CHỨNG ĐỘNG KINH, GIẬT CƠ VỚI SỢI CƠ KHÔNG ĐỀU

2.2 MAY MOC VÀ TRANG THIẾT BỊ sex "— -.- 2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CÚU ceriieieeeooo.34

2.3.3 Nhân bản đoạn gen ty thế bằng ky thuat PCR - - 35 2.3.4 Kỹ thuật PCR kết hợp với kỹ thuật đa hình chiều đài các đoạn

ili

3.3.6 Điện di trên gel polyacrylamide

2.3.7 Kỹ thuật roal-time PƠR sử dụng mẫu dỗ huỳnh quang đạng khỏa

axit nucleic (LNA-locked nucleic aeiđ) co cntrenceeriiiieeirreee

2.3.8 Giải trình tự đoạn gen chứa đột biển - 41

3.1 THU THẬP MẪU MÁU BỆNH NHÂN VẢ TÁCH CHIẾT DNA

3.2 SANG LOC CAC DOT BEEN GEN TITUGC IIGI CIIUNG MERRF G

NGƯỜI VIỆT NAM BANG PHUONG PHAP PCR-RELD 43

3.2.1.1 Nhân bản đoạn gen từ 8135 - 8366 béng PCR

3.2.1.2 Phân tích sự có mặt của đột biến 18344G bằng PCH-IMLLP

3.2.2 Sàng lọc đột biên T§356C

3.2.2.1 Nhân bản đoạn gen từ 8166 - 8358 bang PCR

3.2.2.2 Phân tích sự có mặt của đột biến 18356C bằng POILIILP

3.2.3 Sàng lọc đột biến G8363A

3.2.3.1 Nhân bản doạn gen từ 8342 - 8582

3.2.3.2 Phân tích sự có mặt của dột biên G8363A bang PCR-RELP

3.3 XÂY DỰNG ĐƯỜNG CHUĂN ĐẺ ĐỊNH TƯỢNG ĐỘT BIẾN A8344G

3.3.1 Thiết kế mẫn đỏ huỳnh quang Taqman I.NA - - 42

3.3.1.1 Thiết kế mẫu đò huỳnh quang Tagman INA

3.3.1.2 Đánh giá tính đặc hiệu của mẫu đè đội biên 483440

3.3.3 Xây dựng đường chuẩn và đánh giá độ tin cây của phương pháp

3.3.2.1 Định lượng số bản sao cia plasmid mang doan gen dét bién va

không đột biên 483-44

3.3.2.2 Kết quả xây dụng đường chuẩn đột biển A8344G

3.3.3, Thứ nghiệm khá năng phát hiện và định lượng đột biến A8344G

iv

3.4 SANG LOC ĐỘT BIEN GEN THUỘC HỘI CHỨNG MHRRE

BANG PHUONG PHÁP GIẢI TRÌNH TỰ TRỤC TIẾP

Phân tích trình tự vùng gen mang đột biến MHRRE 8155-9292

Black fluorescence quencher (chat hap phy huynh quang)

Coenzyme Q Chronic progressive external ophthalmoplegia

(Bénh Liat mat co ngoai tién triển kinh niên)

Cytochrome e Cytochrome b

Vong chuyén vi

Deoxyribonucleoside triphosphate

Deionized distilled HạO (nước cất loại ien, khử trùng)

Ethidium bromide Flavin adenine dinucleotide (dang oxi héa) Flavin adenine dinucleotide (dang khit) Isopropyl D-Thiogalactopyranoside Kilobase

Kearns-Sayre syndrome (II6i chimg KSS) Luria Bertani

Leber’s hereditary optic neuropathy

(enh ligt than kinh thi giae di truyén theo Leber)

Locked nucleic acid (nucleotide dang khéa) Mitochondrial cncophalopathy, lactic acidosis, stroke-like Episodes (Hội chứng nião giật co, tăng acid lactic mâu và giá

tai biển mạch)

vi

(Bệnh tiếu đường va cim diée di truyén theo me)

Magnetie resonane imagp (Hình ãnh chụp cộng hưởng tù) Mitochondrial DNA (DNA ty thd)

Nuclear DNA (DNA nhan) Nicotinamide adenine dinucleotide (dang oxi héa) Nicotinamide adenine dinucleotide (dang khir)

Neuropathy, ataxia and retinitis pigmentos

(116i chimg gay liét, mat sw didu héa va viém vong mac

Optical density (Mat dé quang hoc) Polymerase chain reaction (Phin img chudi polymerase) Progressive external ophthalmoplegia

(Bệnh liệt cơ mắt ngoài tiễn triển)

Restriction fragment length polymorphism

(Sự da hình các đoạn phân cắt giới hạn)

Reaetive oxygen species (dạng oxy phản ứng) Sodium dadecylsulphate

Tris -Acelate-BDTA Tris -Borate-EDTA N,N, N’, N’- Tetramethy!-Lthylenediamine

Melting temperature (Nhiat dé tach chudi)

vii

Các biêu hiện và triệu chứng lâm sảng của 62 bệnh nhân MERRE

Chu trình nhiệt cho phản ứng PCR các đoạn gen mang dột biến

Thanh phin ban gel polyacrylamide 12%

‘Trinh te cia méi và miu do ding cho real-time PCR

Trinh ty mdi nhan doan gen 8155 - 8366

Trình tự và sản phẩm cắi của enzyine Banll

‘Trinh ty mdi cho phan img PCR đoạn gen #166 - 8358

Trinh tr mdi cho PCR đoạn gen 8342 - 8S82 Trình tự của mẫu đỏ đùng cho roal-Lime PCR 33

'Tương quan giữa nêng độ DNA plasmid mang đột biến vả không đột biên A8344G ban dau và số chủ kỷ ngưỡng được xéc dinh bing real-time PCR

Bang 3.7

Hãng 3.8

Tỷ lệ phần trim plasmid đội biên 8344G phá sẵn

Kết quả thực nghiệm tỷ lệ phản trăm dột biến của mẫu chuẩn

vill

sĩ

58 5D

Nguyên lý hoạt động của mẫu dé ‘Taqman

DANII MUC CAC INIT

Cầu trúc ty thể Câu tạo mảng ty thẻ

Hệ gen ty thỂ ch 11112111.1002.ncee Cấu trúc của nuelcotide cãi biến đạng TÌNA

Điện đi sẵn phim DNA téng sé từ mẫn máu của các bệnh nhân Kết quả điện đí sản phẩm PCR đoạn gen 8155 - 8366

Điện di sin phẩm PCR-RLƯLP đoạn gen 8155 - 8366 của bệnh nhân

Kết quả điện di sản phẩm PCR đoạn gen 8166 - 8385 Điện đi sẵn phẩm PCR-RFT,P đoạn gen 8166 - 8385 oủa bệnh nhân Kết quá điện di sán phẩm PCR doan gen 83412 - 8582

Điện đi sẵn phẩm PCR-RELP đoạn gen 8166 - 8385 của bệnh nhân

Ki quả kiểm lứa mẫu đò

Biểu dỗ khuếch dại doạn gen mang, dột biến và không mang dột biển:

A8344G bang real-time PCR

Hình 3.10 Sự tương quan giữa tỷ 16 dot bién thuc Lé va tF 16 d6t bién Ly thuyét Hinh 3.11 Thứ nghiệm định lượng 5 mẫu bệnh phẩm không mang đột biển

A8344G bang real-lime PCR

Hình 3.12 Kết quả blast của trình tự 29 mẫu bệnh với trink tr chudn JO1415.2 62

MG DAU

Trong hau hết các tế bảo, 1y thể là bảo quan quan trọng đảm nhiệm chức nắng, cung cấp năng lượng dưới dạng A'LP cho các hoạt động của bể bảo Ty thể sản xuất năng lượng bằng cách oxy hóa hoan toàn các hợp chất trung gian của quả trình

chuyển hóa thức ăn của cơ thể tạo thành sẵn phẩm cuối cùng là HạO, CÕ¿, và năng

lượng dudi dang ATP

Ty thể có hệ gen riêng, nhân bản dộc lập với hệ gen nhân DNA ty thể người

tên lại ở dạng mạch vòng kếp, có kích thước 16.569 bp, với 37 gen, mã hỏa cho 2

TRNA ribosome, 22 RNA vận chuyển và 13 protein là thành phân cần thiết trong các

phúc hợp của chuối hé hap DNA ty thé dé bi tổn thương do ty thế là mỗi trường,

gidu dạng oxy phản ủng và thiểu cơ chế sửa chữa hiệu quá dẫn đến nhiều đột biển xuất hiện trong hệ gen ty thé Hau hết các hoạt động của tế báo dễu dựa vào nguồn năng lượng én định do ty thế cung cấp, do đỏ những sai hồng trong DNA ty thé cd

thé gây ra sự rồi loạn đa hệ thống ảnh hưởng đến nhiễu tể bào, mô và các tổ chức

khác nhau

Năm 1988, Wallace va tap thé da cdng bố đột biến điểm đâu tiên trên hệ gen ty thể người gây bệnh liên quan đến thân kinh thị giác di truyền theo Leber (Leber’s hereditary optic neuropathy - LHON) Cho đến nay, hơn 3600 đột biến khác nhau trong hệ gen ty thể người đã được xéc dịnh, trong đó có hơn 250 dột biến có khả

răng gây bệnh và kèm thơa nhiều hội chứng khác rihau

MERRY (inyoclonic epilepsy with raeged-red fibres) là hội chứng dộng kinh

gidl co với sợi cơ không đều, ảnh hưởng đến hệ thân kinh và cơ xương cũng như

các hệ thông khác của cơ thể, gây nên bởi những đội biến trên gen MT-TK của DNA ty thé Ngoài ra, nguời mang hội chứng MERRF sẻ thế kèm theo động kinh, mất diễu hỏa vận dộng, suy nhược và mát trì nhớ Triệu chứng thường khởi phát ở trổ em sau một giai dogn phát triển bình thường, kết quả hay gặp là diệc, thấp bé,

thoái hỏa thần kinh thị giá

co bat thường và xuất hiện sợi co mau dé bi xé rach nham nhở khi nhuồm với

„ đôi khi quan sái được các n mỡ khu trú dưới da Té ban

Gomori trichrome va quan sat didi kinh hién vi

Hiện nay, trên thể giới di có nhiều công trình nghiên cứu về hội chứng, MERRF để xác định nguyên nhãn, cơ chế biểu hiện bệnh cũng như tính di truyền

của bệnh Tuy nhiên, đo tỉnh phức tạp trong tác động lâm sảng, mô bệnh học, cơ

chế phát sinh và biểu hiện bệnh nên việc chấn đoán bằng phương pháp thăm khám lâm sang hay bằng các xét nghiệm thường quy là rất khó khấn, vì thế nhiều bệnh

nhan MERRF vẫn clum được phát hiện và không có phương pháp điều trị hiệu quả

Ở Việt Nam, gần như chưa có công trình nào đi sâu nghiên cứu phát hiện và

dinh lượng dột biến MERRE ở người Việt Nam

ên đối với các bệnh nhân, gia đình bệnh nhân mang hội chứng MI/RRI: chúng tôi tiến hành đề tải:

“Nghiên cứu phát hiện và định lượng một số đột biến của hội chừng động kinh,

Nhằm góp phân vào việc chan đoán, diều trị vả tư vẫn đi truy

giật cơ với sợi cơ không dẫn - MEIHLE ð người Việt Nam^.

CHƯƠNG 1: TONG QUAN TAI LIEU 1.1 CÂU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CUA TY THẺ NGƯỜI

1.1.1 Cấu trúc của ty thể

Ty thé la bao quan pho bién được tim thay trong hẳu hết các tế bảo nhân chuẩn Chức năng chính của ty thể là cung cấp năng lượng hóa học cần thiết cho các hoạt động sinh tổng hợp và vận động của tế bảo Ty thể được lần đầu tiên tìm thay trong tế bao cơ năm 1857 bởi nha giải phẫu học người Thuy Sĩ, Kollier Đến năm 1890, nhả mô học người Đức, Richard Altmann, bằng phương pháp nhuộm Êuchsine đã quan sát được ty thể ở nhiều tế bào khác nhau dưới kính hiển

vi quang học [27].Ty thể cỏ đường kính khoảng 0,5-2 jam và chiều đài 7-10 ym Hình dạng vả số lượng ty thể tủy thuộc vảo nhu cầu năng lượng của mỗi loại tế bảo khác nhau, các tế bảo mô cơ xương hoặc thận cân một lượng ty thể lớn hơn các tế bảo khác trong cơ thể Ty thể cỏ thê hình câu, hình que hay hình sợi nhưng đều cỏ câu trúc chung giống nhau Ty thẻ có khả năng thay đổi hình dạng, kích thước, có thể liên kết với nhau tạo ra những cấu trúc dài hơn hoặc phân ra thành những cấu trúc nhỏ hơn Ngoài ra, ty thẻ cỏ khả năng di chuyển để phản ứng với những thay đổi sinh lý bên trong tế bảo [35]

Mào răng lược

Màng trong làng ngoài

Khoắng gian màng

Hình 1.1 Cấu trúc ty thể [68]

Vẻ cầu trúc, ty thể có cầu tạo dạng màng kép, gồm mảng trong và mảng ngoài,

bao lây khỏi chất nên bên trong, khoảng cách giữa hai mảng được gọi là xoang gian

mang Ca hai mang déu co ban chat lả lipoprotein tương tự như mảng sinh chất,

nhưng có sự khác biệt về hình dạng vả các tỉnh chất lý hỏa chuyên trách cho việc

thực hiện các chức năng sinh hóa của chủng [35]

Màng ngoài của ty thể cỏ độ dảy 6 nm, có tỷ lệ protein (P)/ lipid (L) lớn hơn hoặc bằng 1 Màng ngoài ty thẻ chứa tỷ lệ cholesterol thấp (bằng 1/6 so với mảng tế bảo hỏng cau), ty 1é phosphatidyl choline cao gap hai lan so voi mang té bao Mang ngoài có nhiệm vụ tiếp thu phần lớn protein sản xuất từ tế bảo chất để xây dựng ty thể vả kiến tạo mảng Đặc biệt, mảng ngoài của ty thể cỏ tính bản thâm rộng hơn

với các ion và các phân tử lớn cho phép các ion di chuyên tự do tử ngoài nguyên

sinh chất vào xoang gian mang và ngược lai Mang ngoai ty thể còn chứa nhiều enzyme quan trọng như các transferase, các kinase, cytochrome-reductase, acyl

Hình 1.2 Cấu tạo mang ty thé [67]

Màng trong của ty thẻ cỏ độ day 6 nm, protein chiếm 80%, lipid chiem 20%,

và một lượng nhỏ cholesterol Tỷ lê giữa cholesterol/phospholipid là 1/53 Mang

trong ăn sâu vào chất nên tạo nên các mảo răng lược Câu trúc “mảo” làm tăng diện tích bề mặt của mảng trong gấp ba lần so với mang ngoài và điều này liên quan đến chức năng của nó lả tăng cường vận chuyển điện ti va tng hop ATP Mang trong

chửa nhiều protein vận chuyển chủ động ALP, ADP, acid béo và các protein kênh vận chuyển các ion Na”, K”, Ca” va II" Mang trong là nơi bám của 5 phức

vận chuyển dién tir (phtrc hop I-IV), ATP

hop thuéc chudi hé hap bao gém chuéi

synthase (phức hợp V, cén goi la Fify-ATPase) va adenine nucleotide translocase (ANT) [9]

Xoang gian màng (khoảng xen kế giữa hai màng) là nơi trung chuyên các chất

giữa hai mảng, mỗi trường cũng tương tự và cản bằng với bảo tương của tế bảo

an

Xoang gian màng chứa nhiều tan HỶ từ chất nên đi ra đo hoạt động của chuối

chuyên điện tử, chứa cytoctrorne ¢ (Cyt c) 14 chat mang dién tử cơ động cho chuối tiô lắp, giải phông Cyt c vào bào tương sẽ hoạt hóa etzyrne caspase có vai tò trong, quá trình chết theo chương trình của tế bảo [32]

Chat nén (natiix) là một vùng vật chất không định hình chứa nhiều cân trúc đặc biệt Chất nều này là một phức hệ proteim lan trong nước, tương đổi đậm đặc và

chứa các enzyme của chủ Irình Krebs, các euzyme của quá trình oxy hóa acid béo,

acid amin va bộ mày di truyền riêng của ty thể Như vậy, ở tế bảo dộng vật, thực vật

và người ngoài hệ gen nhân, còn có hệ gen tế bảo chất nằm trong ty thể Ty thể có vật chất di truyền và bộ máy của riêng nó dẻ tổng hợp nên các RNA cũng như grotem của chủng Các DNA ngoải nhiễm sắc thể này mã hỏa một số các peptide của ty thé (ở người là 13 loại peptide) Các peptide này gắn vào lớp mang trong cùng với các protein khác được mã hóa trong nhân tế bảo [32]

Ty thể nhân lên theo phương thức rất giống với tế bảo vi khuan Khi chúng, trở nên quá lớn, chúng bắt đầu chia đổi Quá trình này xảy ra sau khi bộ I3NA của

ty thể được nhân đôi hoàn toàn, được thục hiện bằng sự tạo thành rãnh bên trong

và sau đó mảng ngoài thất lại hình thành hai ty thế con Đôi khi các ty thé moi được tổng hợp ở các trung tâm giàu protein và polyribosome cẩn thiết Tuy nhiên, nhiều ty thế không phân đôi và bi phân hủy trong lyzosome theo cơ chế tự tiêu (autophagy) Cơ chế này giúp đuy trì số lượng ty thể đặc trưng trong một tế bao

I9

1.12 Chức năng của ty thể

1.1.3.1 Ty thể hoạt động như một nhà máy năng lượng cũa tế bào

Ty thể đóng vai trò trung tâm trong quá trinh chuyên hỏa năng lượng của tế bảo Quả trình hồ háp biến đổi hóa học và trao đổi chất tại ty thể đã giúp chúng,

chuyển đối năng lượng hóa học tiêm tàng trong các hợp chất hữu cơ tạo ra CO,,

TẠO và giải phóng năng lượng vào phân tử cao năng ATP ATP được tạo thành từ

quá trình phosphoryl hóa oxy hóa dựa trên các phức hệ hé hap (gọi lả chuỗi vận chuyển điện lữ) nằm trên mảng trong của ty thể Quá trình oxy hóa của lễ bảo sử dụng nguồn các đương lượng khử NADH và TADH; như nguồn điện tử chính trong chuối vận chuyển điện tủ Các thành phần của chuỗi vận chuyển điện từ nằm ở

màng trong của ty thể bao gẽm bổn phức hợp I, I, I va IV va mét sé chat mang

điện tử Các diện tử dược vận chuyển doc theo chuối, ba trong bón phức hợp hoạt

động nhĩ máy bơm proton, đây proten từ chất nên tạo thành dòng chuyển proton

“Nhớ gradient proton vá sự chênh lệch diện thể qua màng, mà ATP được tổng hợp từ

ADP va Pi béi phite hé FoF, synthase, do 46 cho phép các proron trổ lại chất nên

Sự kết hợp van chuyển điện tử vả tang hop ATP hoạt động theo cơ chế hóa thâm

Co hai giai dogn tao ra ATP 6 ty thé, do 1a chu trình Krebs điển ra trong chất nền và qua trinh phosphoryl hoa oxy héa ở chuỗi van chuyển điện tứ nằm ở mảng trong ty

thê với sự xúc tac cia

CoA (acetyl-CoA cé thé tao ra tir qua trinh oxy hóa aeid béo) và tiếp tục được oxy

hóa hoàn toàn qua chu trình Krebs dé tao thành CO;, HạO và năng lượng chủ yéu được tích trữ đưới đạng ATP Trong chu trình Krebs, điện tử và proton H” được tách ra và chuyển đến các phân tử nhận diện tử là NAD” và FAD trong chuỗi vận

chuyển điện tử đề tạo thành NADII và FADHI; Chuỗi vận chuyển điện tử bao

gồm bổn phức hợp: nicotinamide adenine dinucleotide coenzyme Q reductase

(NADH-CoQ reduetase/ phúc hệ 1), succinate CoQ rednctase (phức hé ID, ubiquinol cytochrorne b reduetase (phúc hệ LH), cytochrome e oxidase (phúc hệ

TV) va hai phân tử vận chuyến điện tử giữa các phức hệ là coenzymne ubìquinone

(CoQ) va Cyt e Phúc hệ 1 và 1L có vai trò xúc tác cho sự nhận điện tứ của CoQ từ NADH và succinalc Sau đó phức hệ TT xúc tác cho quả trình chuyển điện lử từ

CoQ dén Cyt c Cuối cùng phức hệTV xúc tác cho sự vận chuyển điện tử từ Cyt ¢ tới chất nhận cuốổi cùng là oxy phân tử Ở mỗi giai đoạn, điện tử đi qua các phức

hệ, năng lượng được giải phỏng ra kẻm theo viée bom cae proton (H ) từ chất nền qua mang Long va xoang gian màng và làm xuất hiện điệu thế màng Do đó, hệ théng Hol’, synthase hoat déng và tổng họp ATP từ ADP vả phosphate vô cơ [35]

ATP là nguồn năng hrong lớn được sử dụng cho tất cả các quá trình trao đối

chất cầu thiết bên trong tế bảo Vì vậy, khi ty thể bị tấn Hương, quá trình sản sinh ra

năng lượng bị chậm lại, thậm chi là ngừng lại boản toản Pvruvate không được

chuyển hóa tiến, nên bị biến đối thành lactate, vì vậy các bệnh nhân bị bệnh ty thể thường có hàm lượng Ìaclste trong mẫu và trong dich não tủy cao Do gần nhà tôi cả các tế bào đêu dựa vào nguồn năng lượng én định do ty thể cung cấp nên khi ty thể

bị tên thuơng có thể gáy ra sự rối loạn đa hệ thống, ảnh hưởng đến nhiều loại tế bào

cũng như rô và các cơ quan |35

1.122 Ty thế và quá trình lău hoa

T.ão hỏa là một quả trình sinh học phúc lạp, là yêu lồ nguy cơ lớn cho sự phải triển của ưng thu, thoái hỏa thắn kinh vả các bệnh tim mạch Cơ chế phân tủ của sự

lão hóa là vẫn đề phức tạp, tuy nhiên quả trình oxy héa va nitrate héa protein trong

tế bào đã được đề xuất là cơ sở cho việc suy giêm chức năng của tế bào và làm giảm khả năng chống chịu của cơ thê [60]

Các gốc tự do, chủ yếu là các dang oxy phan img (ROS Reactive oxygen species) được xem là những phân tử tín hiệu của nhiều hoạt động sinh lý Những

năm 1990, hydrogen peroxide được phát hiện là có liên quan đến cytokine, insulin,

yếu tố tăng trưởng, AP-1 và tín hiệu NE-KB [48] Sau dỏ, nhiều bảo cáo chỉ ra rằng, 1O; có thể thúc đẩy sự bất hoạt phosphatase bằng sự oxy hóa cysteine làm ảnh hưởng đến con đường tuyên tín hiệu [58]

Hệ quả của các phân ứng hô bắp trong ty thế là các điện tử chưa phép cặp, sụ tương tác của các điện tử nảy với oxy tạo thành các gốc superoxide rất hoạt động, các gốc tự do có hoạt tính cao Có 8điểm trong ty thể có khả năng sản xuất O*,

superoxide được chuyển hóa thành hydrogen peroxide (H;O;) bởi superoxide dismutase (SOD) khi cé su tham gia cia mét dign ti va 2 proton H’ [48]

Ngày cảng có nhiều bằng chúng cho thấy rằng ROS có thể gây ra những thay đổi trong qua trinh dich ma protein Cy thé, 1,0, 06 thé oxy héa nhém thiol (-SLI) trong cysLeime để tạo thành axit sulpheme (SON), tếp theo phan tmg vi GSH sinh

ra glutathionylate (-SSG) mang lién két disulfide (-S-S-) hodic amide sulfenyl (-SK)

Mỗi sự thay đổi này có thể ảnh hưởng đến hoạt động của một protein nhất định Phosphorylase bị tác động khá nặng bởi ROS, làm ức chế hoại động tách gốc

phosphate [48]

Hon nữa, các gốc tự do khée nl cde géc hydroxyl (OH) va hydrogen

peoxyde (I1,0.) cững cẻ thế tổn tại ở nông độ tương đổi cao, gây nên nguy cơ oxy

thỏa Tipid làm tổn thương màng lế bảo và ảnh hưởng đến câu trúc DNA Đăng chú ý rằng sự tác động của các gốc tự đo này tới DNA ty thể sẽ lớn hơn JDNA trong nhân

de DNA ty thế không liên kết với Histone và không có cơ chế tự sửa chữa Khả tiăng tạo năng lượng ATP của ty thể giảm vả tăng quá trình oxy hoá lầm hư hại cầu trúc tế bào Gốc tự do có thể phả ràch mang tế bảo khiến chất dinh dưỡng thất thoát,

tế bảo không tăng truêng, không được sửa chữa và chết ROS phá hủy hoặc ngăn

cân sự tổng hợp protein, lipid, dường, tỉnh bội, cazvrne trong tế Đảo, làm cho collagen, elastin mắt tính đản hỏi khiển da nhăn nheo, sơ khớp cứng nhắc [22]

ROS được cho là tác nhân chính gây ra những tổn thương sinh lý của tế bảo

Sự tích lữy ROS và các táo nhân oxy hóa có liên quan đến nhiều bệnh lý, bao gồm

các bệnh thoái hóa thân kinh, tiểu đường, ung thư và lão hóa sớm ROS và các gốc

tự do gây ra các dột biển gen, tầng sw hinh thanh va tich läy các đột biến DNA ty

ngừng hoạt động là nguyên nhân làm cho tế bảo chết và cơ thé bị lão hoá [21]

1.1.2.3 Ty thế và quả trình tự chất theo chương trình của tễ bào

“Chất theo chương Bình” (apoplosis) là một quá trình quan trong giúp các sinh

vt da bao duy ti sự toàn vẹn và chức nắng của mô và dễ loại bỏ những, hư hại hoặc

các tế bào không mong muốn Ty thê đóng vai trẻ cết lõi trong việc điều tiết sự chết của tế bào bằng cách cung cấp nhiều yéu 1d quan trọng bao gồm cả sự hoại hóa caspase va phân mảnh nhiễm sắc thể Ty thể có vai trỏ quan trọng trong cơ chế tịch

tự Ca” và rối loạn quá trình oxy hóa, sự tích lũy lượng Ca?” đủ lớn trong ty thể din đến chết theo chương trình của tế bảo Nông độ và khả năng hoạt động của Cụ?" trong ty thể được điều khiển bởi họ protein Bel-2, yéu té quan trọng tham gia vào

quá trình chết theo chương trình của tế bào [3⁄1]

Tín hiêu gây chết nội bảo phụ thuộc vào sự phóng thích Cyt c Tác động của

Cyt c 1a liên kết với thụ thể protein hoạt hóa procaspase (Apaf-1), lễ hợp lại với

nhau tạo thành heptamer gọi là apoptosome Apaf-1 trong apoptosome hoạt hóa

procaspase mé dau (procaspase-9), từ đó hoạt hóa đỏng caspase sát thủ đề điều dẫn

sự chốt (é bao Bel-2 điều hòa con đường gpoplosis nội bảo bằng cách kiểm soát sự phỏng thích Cyt ơ và các protein khác từ khoảng gian mảng của ty thê vào tế bảo chất Bel-2 có hai loại: pro-apoptosis Bcl-2 gia tăng sự giải phòng Cyt c và kích thích sự chết của LẾ bảo; anti-apoplosis Bel-2 có tác dụng ngược lại, ức chế sự giải phỏng Cyt c từ đỏ kim hầm sự chết của tế bảo [32, 60]

Nông độ Ca” trong ty thể cũng quyết định đến sự sống cỏn của tế bảo, Sự kich hoạt nhém protein pro-apoptosis Bel-2 đòi hỏi nẵng đô ion Ca?” trang ty thể phải đủ

lên, từ đó đẫn đến các rối loạn về chức năng của ty thể, kích thích giải phòng Cyt ¢

và hoạt hóa caspase Mặt khác, khi một lượng lớn CaŸ” tích tụ trong ty thẻ, sẽ tương

tác với cyclophilin D đẻ kích thích mở lỗ bán thâm trên mảng trong của ty thể làm chất nền bị trương lên làm v6 mang ty thé va phat tan Cyt c Hơn nữa, Ca?” còn kích thích sự tổng hợp các gốc tự do có hoạt tính cao (ROS) Sự dư thừa ROS trong ty thể hoạt động như chất trung gian của các con đường truyền tín hiệu chết theo

chương trinh [34]

Những rồi loạn chức năng của ty thể gây ra bởi sự sai hỏng DNA và các yếu tố

làm tổn thương gen dân đến một kết quả chắc chắn là sự chết tế bảo theo chương

hoa cho 2 phan tir ARN ribosome, 22 phân tử ARN vận chuyên và 13 phân tử

protein là thành phân cân thiết trong các phức hợp của chuỗi hé hap

Hình 1.3 Hệ gen ty thể [11]

NDI-ND6 và ND4L xã hỏa 7 tiểu đơn vị của phức hợp (ADH-ubiquinone

oxidoreductase), Cyt b lả tiêu dơn vị phức hợp HI chỉ được mã hỏa béi mtDNA

(ubiquinel eytochrome e oxidase reduotase), COX 1-3 mã hóa cho 3 tiểu đơn vị của phức hợp V (ATP synthass) Các phân tử protein còn lại của chuối hô hấp được mã

hóa bởi gen nhân, được dịch mã trong tế bảo chất, sau đó được vận chuyên vào bên trong ty thé [59]

Đặc biệt, so với hệ gen nhân, hệ gen ty thế chúa rất it trình tự không mã hóa xen ké véi ving ma héa D-loop nằm giữa gen tRNA”" (sen MT-TK) và tRNA”"

(gen MT-TP) là vùng không mã hóa lớn nhất vả cỏ vai trỏ quan trọng trong điều

hỏa quá trinh sao chép và phiên mã của hệ gen ty thé, chira promoter cho sw phiên

mã chuỗi nặng (H) và chuối nhẹ (L), chứa điểm khởi đâu của quá trình tải bản Hai

gen mii hoa cho RNA (128 và 168 rRNA) và 22 gen tnấ hóa cho 22 IRNA dược

tiẫm giữa các gen mã hóa cho prolem Các gen tây cùng cấp các RNA dần thiết chó

sự tông hap protein bén trong ty thé [11 |

Hệ gen ty thể sao chép độc lập với hệ gen nhân bằng một hệ thông riêng trong

ty thể nhưng các enzzne cho quá trình tải ba lại do hệ gen nhận mnã hỏa Quá trình

phiên mã và dịch mã của DNA ty thể lại được điều khiến bởi gen nhân Hệ gen Ly thể được phiên mã từ một điểm khởi dầu nằm trên vùng D-loơp, bản phiên mã sau

đó được endonuclease phân cất để hình thánh nén phan tit rRNA 128 va 168, tRNA

va mRNA tiên thân Phân tử mRNA hoản thiện của ty thể khỏng được gắn mũ nhưng cỏ đuôi polyA Mé hinh phiên mã trên có nhiều điểm giống với một operon

của vi khuẩn [H1, 59]

Các tế bào người có thể chứa tới hàng ngàn ban sac mtDNA trong mét té bao và

có số lượng dao động tủy thuộc vào như cầu sử dụng năng lượng, của từng loại tế bảo

Số bản sao mi3NA giám nhiều lần trong quả trình tạo tính trừng nhưng dường như

tăng đột ngột trong quá trình tạo trứng Số lượng bản sao mfDNA thay đối rat lon 6 các mê khác nhau và được kiém soat nghiêm ngặt trong thời kỳ đâu của quá trình phát triển của đồng vật Số bản sao mtDA tăng khi quá trinh trao đối chất tăng [46]

11

1.1.3.3 Đặc điểm di truyền cũu hệ gen ty thể

Sự di truyền của các gen trên mtDNA là sự di truyền qua tế bảo chất Giống, như các DNA ngoài nhân, DNA ty thể được di truyền theo dòng mẹ, người me truyền gen ty thế cho các con, nhưng chỉ con gái của bà mới có thế truyền các kiểu gen này cho thế hệ tiếp theo Cơ chế dị truyền này được lý giái bởi tế bảo trừng của

người phụ nữ trưng bình chứa khoảng 100.000 phân tử DWA ty thể, trong đó một tính trăng khỏe mạnh chỉ chứa trung bình 100 - 1500 phân tử, mặt khác sự suy thoái cia miDNA trong dường sinh dục nam vả sự phá hủy m†DNA của tình trùng khi vào tế bảo trứng là rất rõ ràng nên m†DNA trong tế bảo hợp tử thường chỉ được thừa hưởng từ trứng |29, 61]

Đối voi ede gen nắm trong nhân của tế bào sinh vật nhân chuẩn, chúng tuần theo các quy luật hoạt động của nhiễm sic thé trong các cơ chế phản bảo Nhưng

hệ gen ty thẻ lại không tuân theo những quy luật đó má các tính trạng do ching xác định có những kiểu đi truyền riêng đặc trưng cho chúng Đột biển mIDNA được truyền ty me sang con nhưng tỷ lệ số bản sao mang đột biến ở mẹ vả con

khác nhau, các cá thế mang đột biển trong một phả hệ gia đỉnh cũng cả sự thay

khác với mẹ ]14, 46, 50]

1.1.3.3 Tính chất không déng nhất và tốc độ dột biển của ty thế

Mãi tế bảo có thể chứa hàng ngắn bán sac DNA

thì trong củng một mồ có thể có cả mfDNA bình thường và mDNA đột biến, hiện

vậy, khi xuất hiện đột biển

tượng này dược gọi là tỉnh không dồng nhất (Heteroplasmy) Nếu các bản sao của mtDNA đêu giống nhau thì được gọi là đồng nhất giữa các bản sao ty thé

(Homoplasmy)

Số bản sao mtDNA dét bién so với tổng lượng mtDNA của tế bảo sẽ xác định mức độ heteroplasrny, lả một nhân tổ quyết định mức độ nghiệm trọng của bệnh Đa

số các đột biên mtDNA gây bệnh đều tồn tại ở dạng heteroplasmy Những biểu biết

về mức đỏ dị plasmid của người mang đội biến lá thông số quan trọng để có thể tiên lượng được tình trạng bệnh lý và sự di tuyên của đột biến gen ty thể [14]

HH ỒNA có tốc dộ đột biển cao gấp 10 - 20 lần so với DNA trong nhân, do hệ gen ty thể ở dạng trên (không liên kết với các protein bảo vệ kiểu histone như hệ gen nhận), không chứa trình tự miron, hệ gen ty thể dễ tiếp xúc với các gốc ur da [54] Ngoài ra, ty thể không cỏ cơ chế sửa chữa I2NA hiệu quả như với DNA trong nhân Tiện nay, đã có nhiều đột biến gen ty thể gây bệnh được phát hiện và nghiên cứu Các đột biến gen ty thể này thường gây ra các triệu chúng khác nhau, tuy nhiên chủ yếu tập trung vảo cơ, thân kinh và các chuyển hỏa của cơ thể

1.2 DOT BIEN GEN TY THE VA CÁC BENH LIEN QUAN

1.2.1 Các loại đột biển gen ty thé

Bộ gen ty thế có tỷ lệ đột biển rât cao, cao hơn từ 10 đến 20 lần so với đột biến

DNA trong nhan

Hau hết những thay đổi trên DNA ty thể là đa hình và 6 vai tro quan trong trong việc theo đối sự di cư của con người Những dột bién mtDNA gây bệnh đầu tiên đã được xáo định vào năm 1988 Kế từ đó, hơn 250 đột biến mtDNA

gây bệnh đã dược phát hiện và nghiên cứu, bao gồm hai loại đội biển chính là

đột biến điểm và đột biến cầu trúc, Các đột bién mtDNA cé tinh khong déng

nhất về biểu hiện lâm sàng và tuối khỏi phát bệnh, do đó việo xác định tỷ lệ của

dối với dột biến A3243G vá 0,2% dối với dột biến A1555G liên quan dén MT-

RNR] aminoglycoside gây ra mắt thính giác, điêu này chứng tỏ rằng những hiểu biết về đột biến gen ty thể còn nhiêu hạn chế [31, 56]

4.211 Đật biến điểm

Đột biến điểm là đột biến thay thế, mắt hoặc thêm muội nuclcolide xây ra trong cầu Irúc cửa gen lại một điểm trên phân tử DNA Hơn 250 đột biên điểm gây bệnh

đã được xác định trên gen ty thể qua các bệnh nhân với bàng loạt các rối loạn khác

uhau (http://mitomap.org/MITOMAP), thwong di truyền từ mẹ sang con và liên

quan đến nhiều hệ thống cơ quan Đột biến điểm trên mIIDNA có thể xây ra trên gen

mã hóa fRNA, rRNA hay protein, tuy nhiên hơn một nửa trong số các đột biến điểm

được bảo cảo liên quan đến gen tRNA của ty thể [31]

TRNA ty thế có câu trắc ngắn hơn và khác biệt với tRNA trong tế bảo chất

(mä hỏa bởi gen nhân) nên sự sai khác vé 1 nucleotide din dén thay dỗi dang hình T, của RNA, ảnh hưởng đến câu trúc bậc ba cửa chúng Một số đột biến trên {RNA ly thé dẫn đến những khiếm khuyết trên phức hợp OXPHOS Tủy thuộc

ty thể sẽ ảnh hưởng đến các kênh vận chuyển

vào điểm đột biến trên gen 1RN

diện tử khác nhau trong chuỗi hỗ hấp tế bảo Các nguyễn nhân gây ra khiếm khuyết trong quả trình tống hợp các (RNA ty thé Ja rat nhiéu bao gồm: kết thúc

phiên mã, biển đổi fRNA trưởng thành, thay đổi bộ ba đối mã, ảnh hưởng đến

cầu trúc và chức năng của tRNA do đó giảm khá năng gắn acid amin, giảm liên

kết với các yếu tổ dịch mã rwEFT hoặc các riboserue ty thể Đột biển điểm ở gen

mã hóa protein ty thế đặc biệt ảnh hưởng đến các chức năng của phúc hợp chuỗi

hô hắp tế bảo mà nó đấm nhiệm [56]

ột biển điểm trên mtDNA chủ yến ở dạng không, đồng nhật (heteroplasmy),

tỷ lệ đột biến giữa các mô trong củng một cá thể cũng rải khác nhau Miột số đột biển gen ty thể ở dang déng nhất (homoplasmy) dang dược nghiên cứu nhiều hơn, đột biển này thường ảnh hướng đến các mô xác định và có biểu hiến lâm sảng đặc trưng Tuy nhiên, đột biển điểm gen ty thể rất đa hình nên việc xác định tý lệ đột biển gen gây bệnh ty thể là vấn để cân dược nghiên cứu nhiều hơn mữa [3] |

1.21.2 Dét hién citu tric mtDNA

Đột biển cầu trúc gen ty thể bao gồm mắt doạn, lặp doạn vả xột số sự sắp xếp cầu trúc phức tạp khác đã được nghiên cứu gắn với tỉnh trạng bệnh lý Phân lớn đột biển cấu trúc mứ2NA được phát hiện liên quan đến mắt đoạn, thay đối kich thước khoảng 1,3 - 8 kb hay một vài gen Đột biển mắt đoạn m†D2NA thường xáy ra ở giai

đoạn sớm trong quá trình phát triển của hợp tử đẫn đến tần số xuất hiện vả biểu hiện

bénh ở các mô là tương tự nhau Kích thước đoạn mIDNA bị mắt có thẻ do đột biến

gen nhân quy định việc duy trì, sao chép và trao đổi nucleotide trong mtDNA (wi

du, POLG va PEO] ma héa Twinkle) [56]

Ở cấp độ phan ti, khoang 60% dot bin mat doan mtDNA xdy ra trong khu vue mtDNA ma hai bén 1a trink wy lp ngan, kiéu mal doan nay được gọi là đột biến mất doan type 1 Khoảng 30% đột biển mất doạn mtl2NA xảy ra tại những vúng có trình tự lặp không tuyệt đổi, được gợi là mắt đoạn tvpe II Còn lại khoảng 10% đột biển mắt đoạn xây ra ở vùng không có trình tự lắp Mắt đoạn ruIDNA phổ biến nhất, gặp ó khoảng 1⁄3 số bệnh nhân, lả đột biến mất đoạn 5 kb (3470 - 13447) được giới

hạn bởi trình tự lặp L3 bp (type D) [3⁄4]

Mặc đủ có nguồn gắc khác nhau, hẳn hét đột biên mat doan mtDNA déu c6

đặc điểm chúng, chủ yêu xảy ra lừ quá trình sao chép Cơ chế xây ra đột biển cũng, giống nhau, Krishnan vả cộng sự [24] đã để xuất rằng mất đoạn mtl2NA phát sinh

trong quá trình sửa chữa các sai hỏng trong phân tử miDNA tái bản Số lượng, iueleotide bị mất và tắn suất xuất hiện của đột biến Irong các mô là cơ sở quan trọng cho việc xác dịnh triệu chứng lâm sảng của bệnh, nhưng co thé không tỷ lệ

thuận với nhau

1.2.2 Các hệnh do đột biến gen ty thể

Ty thé là bảo quan sản xuất năng lượng quan trọng trong các tế bào nhân

chuẩn Bệnh ly thể là bệnh lý trong đó khả năng sân xuất nắng lượng và đảm

nhiệm vai trò binh thường trong tế bảo của ty thể bị tổn hại Nhiễu nghiên cứu

cho thấy đột bién mtDNA 1a mét trong oác nguyên nhân chủ yếu gây bệnh ở

người, ngoài ra một số đột biến gen nhân cũng có thể làm mất chức năng của ty thé gay nên bệnh ty thẻ [56] Bệnh ty thể có ảnh hưởng đến nhiều cơ quan với tập hợp các triệu chứng liên quan đến cơ, hệ thản kinh và các cơ quan thiết yên cha sự sống cản năng lượng cao Biểu hiện lâm sảng, của bệnh ty thẻ rất đa dạng, có những, triệu chứng đan xen vảo nhau, thường được xác định bdi tinh trang thiếu nàng lượng tế bào do khiểm khuyết quá trình phosphoryl héa oxy hóa

Sự khởi phát các triệu chứng lâm sàng, sự biến đổi kiểu hình và mức biểu hiện của bệnh ty thể chịu sự chỉ phối của một số yêu tô bao gồm hiệu ứng

ngưỡng, sự phân chia tế bao chat trong phân bao, số lượng bản sao DNA được

nhân lên trong ty thẻ, và sự ch truyền “nút cổ chai”, Nhiều đột biến gen gây bệnh

ty thể ở trạng thải không dồng nhất, trong trưởng hợp nảy thi tỷ lệ gen dột biến

có liên quan đến mức độ biếu hiện của bệnh Tỷ lệ gen đột biến nhỏ nhật cần thiết có thể gây tiên những biến đổi sinh hóa và chức nắng của tế bảo dẫn đến biểu hiện lâm sảng của bệnh được gọi là ngưỡng biểu hiện của đột biến Giá trị

ngưỡng này khác nhau đối với timg loại đột biển và giữa các mô, cơ quan trong,

co thé; su hô hấp của tế bào theo con đường hiểu khí sẽ bị ảnh hưởng sớm hơn

so với con đường kị khi Thông thưởng cáo giả trị ngưỡng trong khoáng 60 -

90% gen đột biến mtDNA [14] Trong quả trình phân bào, ty thể được tách ngẫu nhiên và trong tế bảo con sẽ không có sự dòng nhất vẻ tỷ lệ đột biến mt2NA, sự thay đổi này đôi khi thấp hơn hoặc cao hơn ngưỡng biểu hiện của bệnh Mặt khác, mãi ty thế cña tế bảo có hàng ngàn bản sao DNA dẫn đến sự thay đổi tỷ lệ mIỜNA đội biến trong lễ bảo và mô Cơ chế đi truyền “nút cổ chai” cũng quyết định sự biểu hiện bệnh ty thể ở các con sinh ra từ trứng của người mẹ mang đột biển gen ty thế ở đạng không đồng nhất, bởi sự chỉ truyền ngẫu nhiên lượng mmtDNA đột biến vào tế bảo trừng của mẹ tạo nên tỷ lệ không đồng nhất ở tế bảo

hợp tử cao hơn hay thấp hơn ngưỡng biến hiện của bệnh [46]

‘Tw việc xác định được các đột biến rmt2NA đầu tiên vào năm 1988, sau đó đã

có nhiều nghiên cứu quan trọng đi sâu tìm hiếu những rồi loạn đi truyền miDNA din dén tinh trạng bệnh lý Hiện nay, dã cỏ hơn 250 đột biến mf2NA gây bệnh

16

dược xác dịnh Ngoài ra củn có nhiều bảo cáo vẻ các dột biển gen nhân làm thay déi protein trong chuỗi hê hắp của ty thể gây nên bệnh ty thẻ Những nghiên cứu này

Jam sảng tỏ cơ chế phân tử của bệnh ty thế, đặc biệt tập trưng vào các khuyết tat di truyền m†lDNA, hệ quả chức năng đặc trưng của đột biển mtÖNA nhằm mang lại sự tiến bộ về phương pháp chân đoán và điều trị bệnh ty thể

1.221 Hội chứng gây ra bối các đột biển điểm phố biển trên gen ma hoa tRNA

Hội chitng MELAS (mitochondrial encephalopathy, lactic acidosis and

stroke-like episodes) là hột chứng não gial co, tang acid laclic mau va giả lai

biến mạch, được đi truyền từ mẹ sang con Bệnh có ảnh hưởng đến nhiều hệ thống của cơ thể, đặc biệt là não bộ, hệ thần kinh và cơ bắp Các dấu hiệu và triệu chứng của rối loạn nay thường xuất hiện ở trẻ em sau một thời gian phát triển bình thường, cò thể khởi phát ở mọi lửa tuổi Triệu chứng của bệnh bao gồm yếu cơ, dau co, đau đầu, nôn, và co giật, một số cả nhân có thể bị đột quy trước tuổi 40 Bệnh tiến triển có thể là liệt nửa người, bắt thường về thị giác, có giật vả nhức đầu nghiệm trọng, những lân đột quy lặp lại làm tổn thương não dẫn

đến mắt thị lực, mắt chức năng trí tuệ [6, 56]

Tiâu hết bénh nhan MELAS déu bj tich tu acid lactic trong ca thé dẫn đến

nhiểm toan làm nên riửa, đau bụng, rãi mệt mỏi, yêu cơ và khó thở Một số trường,

hep MULAS co that cơ không tự chú, giảm thỉnh lục, bệnh tim và thận, tiểu đường,

mật cân bằng nội tiết tổ [40]

Nguyên nhân là do một trong các loại đột biến A3243G, A32S1G, T3271C, T3291C, A3352ŒG, A3260G, C3356T trên gen MT-TT.1 mã hóa cho (RA, đột biển G13513A, A12770G va A13514G trên gen MI-NDS mã hóa cho NDS ubiquinone oxidoreductase cia phitc hop I, G583A trên gen MT-TF mã hóa cho tRNA™, G1642A trén gen MT-TV rnä hóa cho RNA", AS814G trén gen MT-TC

mã hóa cho tRNA“ ‘Trong đo, đột biển A3243G chiếm 80% số ca mang hội ching

MELAS, tiếp theo là đột biển T327LC xảy ra khoảng 7,5% [16] MELAS có thê gây

Ta bởi các đột biển dim mDNA ở các gen kháo như COXTII, ND1, ND5 hoặc gen

mã hóa tRNAP NAY, tRNA", rRNA hoặc mất doạn với kich thước ngắn Tuy nhiên, đột biến trên RNA'“" vẫn là đột biến phổ biển nhất liên quan đến kiểu hinh

MELAS Trong số đỏ, đột biến A3243G được báo cáo đầu tiên trên gen mã hỏa cho

tRNA*' và là đột biển phổ biển nhất ở tất cá chúng tộc [1] Như vậy, đột biến _A32/13G là một chỉ tiêu quan trọng để chân đoán hội chứng MDL.AS ngoài các kiểm

tra lâm sảng

Hội chứng CPEO (chronic: progressive external ophthalmoplegia) a di

chứng liệt cơ mắt ngoải tiến triển do rồi loạn chúc năng ty thể, thường gặp ở người

thường là mí mắt sụp xuống làm giãm giới hạn vận động của mát, hạn chẻ tâm

nhìn của mốt, và tổn thương giác mạc Bệnh nhân thường sử dụng cơ trấn dễ

giúp nâng mí mắt nên cỏ thể xảy ra teo các nhóm cơ trên mặt, khó khăn trong,

việc nhai, một số bệnh nhân dục thủy tỉnh thể, suy giảm thính giác, dau thân kinh

sợi trục, mật điều hòa eo co, Parkinson [56]

CPEO là tỉnh trạng bệnh gây nên bởi những khuyết tật trong ty thể làm ảnh hưởng đến quá tinh phosphoryl oxy hỏa trên chuỗi hỗ hấp tế bào Trong một số

trường hợp, đột biến ở gen MT-TI.1 trên mưDNA gây tiên CPBO Nguyễn nhân của

bệnh là do đột biến A3243G nằm trên gen mã hỏa tRNA 42 và đột biến T4274G

xăm trên gen mã hóa tRNAP*, Mắt đoạn mƯDNA lồ nguyên nhân quan trong gay nén

hội chúng CPHO, những mất đoạn có kích thước 3,4 đến 6,9 kb với múc độ không đẳng nhất đao đông trong khoảng 18,8 rên 85,59 cho thấy cáo biểu hiện lâm sảng

khác nhau Một nghiên cứu trên những bệnh nhân nghỉ mắc bệnh ty thé ở Malaysia

cho thấy rằng dộ dài, vị tri mat doạn và mức độ không đồng nhất đóng vai trỏ quan

trọng trong việc xác định kiếu hình lâm sàng của bệnh nhân CPEO, hai bệnh nhân

ch thước 4320 bp và 4717 bp Bénh

rằng được tim thay wat doan mtDNA có

nhân CPIO oé thé mang dét bién diém, bao gém cae dét bidn tran (RNA, RNA™

và tRNA^*, Mặt khác, các dột bién gen POLG, SLC2

A4 và Cl0orf2 trén DNA

nhân cũng là nguyên nhân gây bệnh, những gen nảy rât quan trong dé bao vệ mtDNA Mic di ca ché chwa rồ ràng, nhưng đột biển bắt kỷ trong 3 gen nay đều

dân đên mắt đoạn lớn trên mữ2NA, đao động từ 2-10 kb [Ì 7]

1.222 Các hội chứng liên quan đến các đật biến điểm ph biến trên gen ma

héa protein

Hội chieng Leigh (bệnh viêm não ty cấp di truyền theo Leigh)/NARP

(neuropathy, ataxia and retinitis pigmentas)

118i ching Leigh vả NARP (yếu cơ do thần kinh, mắt điều hỏa và viêm sắc tổ vény mac) 14 mét phản của chuỗi các rối loạn thoái hỏa thân kinh tiến triển gây ra bởi sự bất thường của clruỗi hỗ hấp tế bảo trong, ty thé [53]

Hội chứng Leigh đặc trưng bởi tỉnh trạng thoái hóa thân kinh tiến triển, trong đó đặc biệt ảnh hưởng đến não, nào trung gian và hạch thần kinh, thường, dim đến tử vong do suy hỗ hap Các dấu hiệu đầu liên 6 wé mac héi chimg Leigh

là nên mửa, tiêu chây, khó nuốt dẫn đến ăn uống kém, không phát triển, giảm

trương lực cơ, eo cơ không kiêm soát, mắt cảm giác và yêu ở các chỉ, triệu chứng

phổ biến là cử động khó khăn Một số cá nhân liệt có mất, to đây than kinh thi

giác, phi dại cơ tìm, Ngoái ra, khó thở thường gặp ở những người mắc hội chứng,

Leigh dẫn đến suy hô hắp, hoặc sự tích tụ lactate trong co thé do được ở máu,

dich nfo tly và nước liễu [Số]

NARP dược đặc trưng bởi yếu cơ do than kinh gây mắt cảm giác thần kinh, mất điều hỏa và bệnh võng, mạc sắc tổ Triệu chứng khởi phát là mắt điều hỏa vận động và trí tuệ chậm phát triển, thường xuất hiện ở trẻ em Một số bệnh nhân NARP

có thể tương đối ôn dịnh trong nhiều năm, nhưng có thể bị xuống cấp từng dợt, thường cỏ biểu hiện rõ ràng khi kết hợp với các bệnh do virus [66]

Hầu hết các dột biển gen ty thể gây ra hội chứng Leigh được báo cáo là trên

các gen MT-ATP6, MT-ND3 và MT-ND5, một vải đột biển được xảo định trên các gen MT-KD2, MT-ND6 và MT-ND4 Ngoài ra, còn có trường hợp trên gen liên

19

quan dén quá trình tổng hop protein, do la gen MI-I'V ma héa cho tRNA™4, pen MT-TLI mã hóa cho tRNA'”", gen MT-TW mã hỏa cho tRNA™ va gen MT-TK

mã hỏa cho tENA", MT-ATP6 là gen duy nhất bị đột biến gây NARP [66]

Trong các trường hợp của hội chứng Leiph, đa số các đột biên nằm trên gen

MI-ALPó, đặc biệt tại vị trí 18993G hoặc T9176C Sự biến đổi T thành G tại 993

trong mtDNA ngudi là một trong các đột biến ty thể kèm theo hội chứng Loigh

được mê tả nhiễu nhất Đệt biển này thay thể leucine thanh arginine tai vi tri 156

trên AIPase 6 của ty thể, một trơng hai tiểu đơn vị cúa tiểu phân E„ của phức hệ ATPase (phtre hệ V), làm cho quá trình tống hợp ATP bị lỗi, tạo ra nhiễu gốc oxy tự

do, gây nên các triệu chứng lâm sảng khác nhau [53]

THậi chimg Leigh con liên quan đền sự biến đổi T12706C của gen NDS, din

dén thay thé phenylalanine bang leucine ở vị tri 124 NDS là gen chức nắng gồm

1812 bp (từ vị trí 12337 tới 14148) được mã hóa bởi chuỗi nặng của mfDNA Sản

phẩm của gen ND5S là một thành phần của phức hệ NADII-ubiquimen oxidoreduotase Sân phẩm của gen NDS nằm ở phần ky nước của phức hệ 1 Protein

nay là một trang 7 tiến phản được mã hóa bởi mfDNA trong số 42 tiểu phần của

phức hệ I của chuỗi hé hap Đột biến trên gen ND5 có liên quan tới nhiều bệnh

trong đó có LHON, Leigh va MELAS [61]

Hội chieng LHON (Leber herteditary optic neuropathy) Vi hoi chime, Hit thân

kinh thị giác di truyền theo Leber, tác động chủ yếu đến võng mạc, gây hội chứng, teo dây thần kinh thị giác, làm mất khả năng nhìn thấy ở cả bai mắt Bệnh thường, phát triển ở tuổi rưởng thành, tý lệ ảnh hưởng của nam giới cao hơn 4 đến 5 lần so với nữ giới Người mang bệnh ban đầu hoàn toàn không có biểu hiện cho đến giai đoạn phat triển thủ giác làm mờ một rnắt, tắt còn lại b 3 tháng, khoảng 25% bệnh nhân khởi phát bệnh với 2 mắt ö củng thời điểm Thị lực

u hiện lương lự søu 2

giám nghiêm trọng đến mức không thể đêm được ngón tay hoặc kém hơn nữa Sau

giai đoạn cấp tính, đĩa quang trẻ nên teo Bắt thường về than kinh như rưn chân tay,

bệnh thin kinh ngoại biên, bệnh cơ và rối loạn vận động được báo cáo la thường

gặp ở bệnh nhân THƠN, ở nữ giới gó thể phảt triểu triệu chimg da xo cimg [69]

Khoảng 95% trường hợp LHOR gây ra bới các dột biến liên quan dén các tiểu đơn vị của phúc hệ I, bao gềm đột biến G11778A trên gen ND (50-70% trường hợp),

đột biến G3460A trên gen NDI (15% trường hợp) và đột biến T14484C trên gen ND6

(10% trường hợp) Đột biến G11778A lá nguyên nhân phỏ biến nhất của LHON., Ngoài ra, còn có cáo đột biển hiếm khác liên quan đến gen ND5 và ND6 [3]

Các đột biên trên gen NĐ6 bao gồm T14484C, T14459C, các đột biển này

không những gây ra cáo triệu chứng của hội chứng LON mà cỏn gây ra hội chúng Leigh Đột biến G14453A cũng trên gen này, tác động lâm sảng phức tạp hơn, kẻm

theo các triện chứng cửa THON cờn có các biểu hiện của MBI.AS

T.HON thường là do mdt 461 biéa mtDNA homoplasmy va các con sẽ kế thừa các đột biển từ mẹ Tuy nhiên khoảng 50% nam giới sẽ biểu hiện bệnh, trong khi chỉ có 10% nữ giới bị mắt thị giác Sự tiến triễn của bệnh phụ thuộc vao gen dét

biển, 71% bệnh nhân đột biến T14484€ có dấu hiệu phục hồi, ương khả đó ở bệnh

nhân A11778G chỉ lả 25%, Phản lớn cáo bệnh nhân mang đột biến A11778ữ sớm

khởi phát triện chúng LIION, đã có một vài bảo cáo về kiếu hình suy thoái thần

kinh thị giác [69]

1.2.3.3 Các bệnh liên quan đến các đột biển trên gen mã húu rÑNA

Bệnh đo đột biến trên gen mã hỏa rRNA chiếm tý lệ rất nhỏ Đột biển A1555G

và C14941 được phát hiện trên gen mã hóa cho rRNA 128, cáo đột biển nảy gây

mật kha năng nghe do kich thich béi aminoglycoside va mat khả năng nghe không

có hội chứng Trong đó, đột biến A1555G phổ biến hơn C]494T

Đột biến A1555đ là đột biến điểm mmJNA năm trên gen MT-RNRI, quy định

sự tổng hợp 128 rRNA Đột biến nảy nằm trên vị trí mã hóa tiểu đơn vi rRNA va

được dự đoán gây ra một sự thay đổi trong cơ câu thú cấp của rRNA Sụ thay đổi

nay làm suy yếu tổng hợp protem và tăng cường tương tác với khang sinh

aminoglycoside, tiép tuc lam trim trọng hon tinh trạng bệnh [2] Dột biển don

thuận thường không dẫn đến tinh trang bệnh lý, nhưng khi kết hợp với các yêu tô

xôi trường như kháng sinh nhóm nminoglyeoside sẽ biểu hiện triệu chứng bệnh

diễn hình, thường quan sát được là mất thính lực @ cdc mute dé khac nhau, Đột biến A1555G thường ở đạng đồng nhất nhưng biểu hiện triệu chứng bệnh của các thánh viên trong gia đình là rất khác nhau Trong một nghiên cứu cũng chỉ ra rầng biểu hiện của bệnh chịu ánh hướng của việc sử đụng kháng sinh amimoglycoside với 96,5% ở nhóm tuổi 30 điều trị kháng sinh và 39,9% với

nhóm không điểu trị kháng sinh [7]

Đội biến khác trên gen rRNA 128 là T1095C, gây nên sự thay đổi base tảo thủ

ở vòng xoắn 25 của rRNA 128 Nuolcotidc này nằm ở vị trí P của ribosoIme, có vai

trỏ quan trọng trong giai đoạn khởi đầu của qua trình tảng hợp protein của ty thé

Sự thay đổi cầu trúc bậc ba của TRNA 128 làm ãnh hưởng đến quá trình tổng hợp protem, vi vay din dến mắt chức năng của ty thê và gây ra mắt khả nãng nghe

1.224 Bệnh gây nên bởi các đột bién khde trén mtDNA

H6i ching Kearns-Sayre (KSS) là bệnh liên quan dén sự phát triển sắc tổ võng mạc và liệt cơ mắt ngoài tiên triển, thường khởi phát trước tuổi 20 Nguyên

nhân là do mất đoạn miDNA khoâng 2-4 kh, thường là 4997 bp từ vị trí 8488-

13460, tại điểm đứt gấy thường cò một đoạn 13 bp lặp lại Ngoài những triệu chứng

nhược cơ, sa mí mắt, yên cơ mặt, thoái hóa sắc tổ võng mnạc, bệnh nhân thường có các biển chứng bao gồm thất điều tiêu não, suy giảm nhận thức và điếc, tắc nghiên

co tim, ding người thấp bé, nuốt khó [56]

Hội chứng Pearsơn là một rỗi loạn hiếm gặp, thường khổi phát trong những, năm đầu đời, đặc trưng bởi thiểu máu hồng cầu, tủy xương và suy tụy ngoại tiết Diễn biển lâm sảng ở trể em có thé ning din đến Lữ vong sớm, những trường hợp sống sớt thưởng có biểu hiện thiểu máu sau đó phát triển các đặc diểm lâm sảng

của KSS Bệnh thường được xác định là đo mắt đoạn mtDNA quy mồ lém, có mặt

nhược cơ, sa mỉ mất, yêu cơ mặt, rách cơ Nguyễn nhân gây bệnh lá những khuyết tat trong ty thé, hay gặp ở các rồi loạn mất đoạn mtDNA quy mô lớn, trong một số

trường hợp là đột biến gen MT-TL1 Mat khác, các đột biển gen nhân POLG, SLC25A4 vá C10orF2 cũng lả nguyên nhân gây nên bệnh nảy Các nghiền cửu gần đây chưa chứng minh được sự tương quan giữa kích thước và vị trí đoạn mfDA bị

mat với mức độ biểu liện của bệnh [54]

Bénh Parkinson/héi chứng MELAS gối nhau do đột biến mắt đoạn TTLAA, tắt đâu ở vị trí 14787 của gen CYTB Bệnh nhân biếu hiện rồi loạn tiền triển nặng,

bắt đầu từ 6 tuổi với biển hiệu khó phối hợp và lập trung vận động Sau này, bệnh: nhân thẻ hiện hội chứng Parkeinson, rung giật cơ và nhỏi máu não [24]

Mat doan 9 bp CCCCCTCTA xây ra ở vùng khâng mã hóa năm giữa gen mã cho cytochrome oxidase TI (COM) va IRNA™ trong hé gen ly thể Vùng không mã

hóa gồm hai trình tự lặp lại nổi tiếp nhau dài 18 bp từ vị trí 8272-8289 trên hệ gen

ty thế Hiện tượng rất đoạn 9 bọ được xem là một dạng đột biên của hệ gen ly thế

va có tỷ lễ cao ở các quân thể người châu Á bao gồm Trung Quốc (15%), Việt Nam

(20%), Thai Lan (29%) va Nhat Ban (20%) [62]

Bat biển mắt đoạn xuất hiện do những sai hỏng trong qua trinh tai ban khéng

dược sửa chữa hoặc do quá trình sao chép bị lỗi Vì vậy, mắt doạn 9 bp có lẽ xuất

hiện như kết quả của rnột lỗi không được sửa chữa trong qua trinh sao chép của

mtDNA Hiện tượng mật đoạn 9 bp được xem xét trên hai phương điện đó là nguồn

góc tiến hỏa và mỗi liên quan giữa mất doạn 9 bp với bệnh tật dặc biệt lá các rối loạn ty thể

Ngoài ra, một số bệnh ty thế côn liên quan đến sự đão đoạn Nghiên cứu đầu

tiêu vẻ một đột biển dao đoạn ong m(DNA gay bệnh cơ dược phát liện bởi ˆMusumeoi và tập thế vào năm 2000 [41] Bệnh nhân được phát hiện mang, đột biến đão đoạn 7 nuclsotide (ACCTTGC thành GCAAGGT) ở vùng 3902-3908 thuộc gen

mã hóa cho M27 của NADH ubiquinone oxidoreductase Đột biến đảo doạn này

din dén thay thé 3 acid amin (D199G, L200K, và A201V) có tính bão thủ cao trong chudi polypeplide, là đột biến & dang kbéng déng nhat 80% và được phát luện trong

cơ nhưng không có trong máu bệnh nhân Sự thay dỏi 3 acid amin lên tiếp từ Asp-

‘Lew-Ala thank Gly-Lys-Val, lin quan đến một vùng bảo thủ cao cửa gen NDI có vai trở

quan trọng rong việc gắn ubiquinone

1.3 HỘI CHỨNG DONG KINH, GIAT CO VOI SOE CO KHONG ĐÉU

(MERRF)

Nin 1973, m6t nhom bệnh nhân muắc bệnh ty thể có triệu chứng lâm sang liên

quan đên déng kinh, giật cơ lần đầu tiền được mô tả Sau đó các trường hợp khác

tiếp tục được mô tả, Fukuhara và cộng sự [28] đã đưa ra các lính năng cơ bản của bệnh bao gồm: giật cơ, dộng kinh kết hợp với sợi cơ không đều được gọi là hội

chứng MURRI' Hệnh nhân MI:RRI được chin đoán bối các tiêu chí: rung giật cơ,

động kmi, thất điều tiểu ráo, smủt thiết cơ cho thấy sợi cơ đồ bị rách Mặc dù đỏ là

những biểu hiện chỉnh nhưng thực tế lâm sang tim thấy nhiều bệnh nhân MERRE

có triệu chứng không đồng nhất, có thể gặp bệnh nhân điếc, không chịu được vận

động, rnất trí nhớ, umd déi xứng, bệnh sắc tổ võng mạe [15, 37]

Hội chứng lần đâu tiên được mô tâ là đo đột biến A8344G trên gen mã hóa cho tRNAT của ty thể [13, 20, 42] Nguyên nhân phổ biến của hội chứng MERIRE là do

đột biển A83⁄44G, T8356C và G8363A năm trên gen MT-FK mi héa cho (RNA gay

va, lL ca dat biển đều tốn tại ở đạng không đồng nhật Đột biến A8344G là phổ biển nhất, chiếm 80-90% sé ca mang hội chúng MIZRRI [9, 42] MIZRRE cũng được mồ tả

ở bệnh nhân bị mật đoạn mtNA Cáo hội chứng gối nhau với đặc điểm

MEI.AS/MERRF đã được báo cáo ở đội biến T7572C và T8356C trên (RÑAŠ“ |18|

làm thay đối bộ ba mã hóa trên tRNA**, đo đó giảm khả năng tương tác với bể mặt

Tìbosorne Đột biến lại vùng ray ảnh hưởng đến sự hợp nhất của chz lượng lysine vao protein ty thể, làm suy yêu tổng hợp protcm và gây ra các rồi loạn chúc năng của chuối

24

ho hap trong ty thé Ti dỏ, ty thể giảm hệ thông phosphoryl hỏa oxy hỏa, đặc biệt là

cae phite hop I (NADII dehydrogenase) va IV (cytochrome ¢ oxidase) [10, 20, 33]

Đột biến A8344G được đi truyền độc lập từ mẹ sang con và thường tổn tại ở dang không đông nhất, nhưng mức độ phân bổ của thể đột biên rất khác nhau giữa các cả thể và các mô trong cùng một cá thể [10] Một nghiên cửu cho thấy ring &

một phụ nữ có tỷ lệ bản sao ty thế mang đột biến A83⁄44G trong cơ xương là 944, trong máu là 38⁄4, trong nước tiểu là 1894, còn mẹ của bệnh nhân có 16% gen đột

biển trong máu va 18% trong nước tiểu, còn em gái có tỷ lệ dột biểnưong máu là

3% và trong mước tiểu là 1% Binh lượng được tỷ lẻ gen đột biến nhằm xác định

mức độ ảnh hưởng của bệnh đến cá thể mang đội biến Tỷ lệ đột biến A8344G có tương quan với sự giảm tổng hợp protein, giám tiêu thụ oxy và thiểu cytochrome c

oxidase, cũng rữư các polypepud lớn và giàu lysine bị ảnh hướng nặng nề gợi ý

răng các đột biển MERRE trực tiếp hạn chế quá trình tổng hợp protein eda ty thé Hon thế nữa, stress oxy hóa và oxy hóa trên các mô bị ánh hướng, bởi thiếu chuỗi hỏ

thấp dẫn đên sự tiên triển các triệu chứng của bệnh ty thẻ [30]

Mặc đủ được mô tà với các triệu chủng lâm sàng cơ bản của hội chúng

MERRE bao gồm rung giật cơ, mất điều hoà, động kh va soi co mau dé rach nham nhở nhưng đột biên A8344G có những biểu hiện kiểu bình không đồng nhất

.Một nghiền cứu ở người phu nữ 42 tuổi, ngoài các tỉnh năng chính của hôi chứng

MERRE còn có nhiều triệu chứng khác như suy hô hấp và loạn dưỡng cơ Một số trường hợp biểu hiện tằm vỏc ngắn, mắt thính lực, bệnh thân kinh ngoại biên, bệnh

co tim hoặc rối loạn chức năng ông thận Kết quả nghiên cứu mỗi tương quan giữa kiểu gen đột biển A8344G với kiểu hình MERRF cho thấy rằng đột biến này có thé biểu hiện kiểu hình khác, bao gồm cả triệu chứng lâm sàng của hội chứng Leiph, rung giật cơ kết hợp với u mỡ đổi xứng và các bệnh đầu múi cơ [36]

1.3.1.2 Dật biến T8356C

Hội chứng MERRE thường được biết đến với đột biên A8344G, nhưng không quan sát thấy rong khoảng 10 - 20% số bệnh nhân cỏ triệu chứng lâm sàng tiêu

1 x

biểu của hội chứng MERRE Một nghiên cứu giái trình tự gen tRNA của năm bệnh nhân có triệu chúng lâm sàng được xác định là rung giật cơ (hoặc động kinh),

mắt điều hòa và sợi cơ đồ lị rách nham nhị

lên sử gia đình tương thích với sự kế thừa bệnh tử mẹ, nghiên cứu tiên lâm sảng thấy tăng hảm lượng acid lactic, sinh thiết cơ cho thấy nhiều sợi cơ đỏ bị xé rách Kết quả cho thấy có sự thay đổi

nucleotide tai vi trí 8356 từ T chuyển

bão tên trong phân tử mtl3NA gốc [51]

lì C, làm gián đoạn một cắp base được

M rộng nghiên cứu vẻ mức độ biểu hiện của bệnh cho thay dét biến T8356C

cũng tên tại ở dang không đồng nhất nhưng sự phân bổ của gen đột biến cũng rất

khác nhau, kết quả phân tích trên 1 bệnh nhân mang đột biển Irong eơ là 100% còn

trong máu là 47% Triệu chứng làm sảng của bệnh nhân mang dột biến nay cũng, khá phức tạp, có bệnh nhân xuất hiện triệu chứng rung giật co, động kinh, điếc và

đột quy giả mì biến giống như hội chứng MELAS [6]

1.3.1.3 Đật biến G8363

Năm 1996, nhóm nghiên cứu Filippo M Santorelli và cộng sự [45] đã sử dụng phương pháp phân tích đa dạng cầu hình DNA sợi đơn (SSCP) vá giải trình

tự trục tiếp của tất cả 22 gen tRNA mã hóa m†DNA để phát hiện tình trạng đột

biển trong 9 bệnh nhần có triệu chứng lâm sang Lương tự như hội chứng MERRF bao gồm ting acid lactic va pyruvic trong máu, rỗi loạn thần kinh ngoại biên,

thất điều não, giảm thính lực, sinh thiết cơ cho thấy các sợi cor đỏ bị xé rách Kết

quả cho thấy cả 9 bệnh nhân trong 2 gia đình đều mang đột biến thay đối nucleotide A bang G tai vi tri $363 tén mtDNA Phan tich RFLP cho thay rang đột biên tốn tại ở dạng không đồng nhất và có mức độ phân bổ ở các mê khác

nhau như ở cơ là 95%, ổ máu là 59 - 94% [49]

Sự khiếm khuyết một hay nhiều phần của chuỗi phản ứng phosphoryl hóa (OXPIIOS) trong quá trình trao đổi chất ở tế bảo cơ của bệnh nhân mang đột biển

G8363A gây ra sự suy giảm tổng hợp protein của ty thể, đo đột biến nằm trên gen

IRNAP* Sự thiếu hụt Iysine sẽ ãnh hướng đến gác tiểu đơn vị trong chuối hô hấp

của tế bảo, ảnh hưởng, rực tiếp đến phức hợp | va phức hợp 1V của chuỗi hỗ hấp Nghiên cứu sâu hơn cho thấy sự hiện diện của các pepHd bất thường trong nguyên

bao soi đa của một bệnh nhân mang đột biến G8363A [45, 49, 57]

Những biếu hiện lâm sàng của bệnh nhân mang đệt biến A8363G cũng không déng nhất, ở một số bệnh nhân có triệu chứng tâm thân chậm phát triển, mật thính giác, nhiễu umé, duoc chân đoán giếng hỏi chứng Leiph

1.3.2 Những Lác động của hội chứng MERRF trên người bệnh

Những đột biến gây MERRF làm sưy giảm khã năng của ty thẻ trong việc tạo

ra các protein, sử dụng oxy và sản xuất năng lượng Những đột biển này ảnh hưởng

đến các cơ quan và các mô với nhu câu năng lượng cao như não và cơ Bệnh thường biểu hiện trong các mô và dễ dang phát hiện trong mfDNA từ bach cầu rong máu [37] Tuy nhiên, sự xuất hiện của dạng không đồng nhất có thể làm thay đổi mức độ biểu hiện ở các mồ mang đột biến Do đỏ những người có triệu chứng ít phủ hợp với MIERRE có thể không được phát hiện từ bạch câu mà chỉ phát hiện ở các mô khác như nguyên bào sợi da nuôi cấy, niêm mạc miệng, nhưng dang tin cậy nhất

là phát hiện từ các tế bảo cơ xương [38]

Hội chứng MERRE thưởng được chân đoán lâm sảng đựa trên các triệu

ching ting néng 46 lactate, pyruvate trong máu và trong dich não tủy Drotein địch não tủy có thể tăng lên rong hội chứng MERRF Kỹ thuật chụp ảnh não nhị

hình ánh cộng hưởng tử có thể tim thấy các tổn thương như đột quy Diện tim 48

có thể được sử dụng để chẩn doan bất thường về tim Háng 1.1 liệt kê các triệu chủng và dẫu hiệu thấy được trong 62 bệnh nhân mang đột biển MIRRIF [70] Các đặc điểm lâm sảng thường gặp nhất có tỷ lệ tương ứng là: giật cơ, yếu cơ, mắt điều hòa (35 - 45%); dộng kinh tổng quát, mát thính lực (25,0 - 34,9%); suy giảm nhận thức, nhiều u mỡ, bệnh thẩn kinh, không dung nạp tập thể đục (15,0 - 24,9%); tầng CK, tco dây than kinh thị giác, tco cơ, suy hỗ hấp, tiểu đường, dau

co, run, va ching đau nữa dau (5,0 - 14,9%) [70]

wy 3

Bang 1 1: Các biểu hiện và triệu chứng lim sảng củu 62 bệnh nhân MEERRF [70

Phát triển ban đầu bình thường 1717 100%

Những tác động của hội chứng MERRE lên bênh nhân là khá đa dạng, phức

tạp và không đồng nhát Các rối loạn của hội chứng MERRE ảnh hướng đến nhiều bộ phận của co thé, dio biệt cơ bắp và hệ thần kinh, triệu chứng xuất hiện

từ thời thơ âu hay tuổi vị thành niên Vì vậy việc phan tich mtDNA 1a quan trọng,

ở nhiều trường hợp có sự rồi loạn hệ thống không rd rang

1.3.3 Các phương pháp phát hiện đột biến ME.RRF

1331 Phát hiện đột biển thudc hOi ching MERRE bing PCR kết hợp với RELP

Ky thuat RELP (restriction fragment length polymorphism) là kỹ thuật phân

tích tính đa hình chiểu đài của các phân đoạn DNA được phân cắt giới hạn Phương,

pháp nảy dựa trên độ đặc hiệu của các enzyme gidi han (restriction enzyme) phin

cắt đối với vị trí nhận biết của ching trên DNA Sự thay đổi về trình ty nucleotide của DNA dẫn đến sự thêm hay bớt các điểm phân cắt của enzyme giới hạn, lắm cho các doạn DNA bị phân cắt có kích thước khác nhau, có thể nhận biết được dựa trên phổ băng khú điện dị Theo đó, khi đột biến xuất hiện trong trình tự cla DNA tai những vị trí giới hạn đặc hiệu sẽ din dến tính da hình trong chiểu dải của các đoạn

TDNA khi được cắt bởi cùng một loại củzyme giới bạn đặc hiệu Hiện tượng nảy đã tạora sự khác biệt trong chiều đại của các đoạn DNA mà khi điện đi chúng trên gel

thì có thể phát liện được các đột biến [35, 30, 45]

Kỹ thuật RETLP đã trở nên don gian hon nhờ có sự phát triển của kỹ thuật PƠR

(pelyanerase chai realien) PCR là kỹ thuật phối hợp khả năng lai đặc hiệu của

DNA va kha nang kéo đài chuéi cia DNA polymerase đề nhân bản cac doan DNA

khảc nhau lên gấp nhiều lần so với ban dau DNA polymerase hoat déng thea

nguyên tắc cân phíc hợp khuôn - môi, trong môi trường thích hạp có các đÑTP thi

sẽ kéo dải mỗi thành sợi bổ sung với sợi khuôn Vì vậy, để nhân bản được đoạn DNA dich, người ta cần thiết kế các cặp môi (priners) đặc hiệu Đây là một kỹ thuật rất nhạy, chí cần một lượng nhỏ DNA khuôn (ng hoặc thấp hơn) phản ứng, cũng có thể diễn ra

Việc kết hợp PCR-RELP sẽ tạo diễu kiên thuận lợi cho phát hiện các đột biển

di truyền, trong dó có đột biến điểm trên gen ty thé PCR-RFLP là công cụ chân doán sớm dược sử dụng phổ biển nhất dé phát hiện các đột biến diễm trong

THDNA Phương pháp này bao géin các bước chính sau: (1) đoạn mƯDNA chứa vị trí đột biển được khuếch đại nhờ các đoạn mỗi đuợc thiết kế đặc hiệu: (2) sản phẩm

PCR duve phân cắt bằng enzyme giới hạn thích hợp; (3) các đoạn DNA cắt được