利用基因芯片技术着重对60例以上Leber's遗传性视神经疾病(LHON)、线粒体肌脑病伴乳酸性酸中毒及中风样发作综合征(MELAS)和肌阵挛性癫痫和不规整红纤维病(MERRF)等三种线粒体DNA (mtDNA)突变体疾病的六十余种已知相关突变位点进行筛查,另取30例以上正常人mtDNA作为对照。分析我国这些线粒体病的基因突变特点,为这些疾病在分子水平上的诊断和鉴别诊断提供新的技术平台和实验手段。分析导致线粒体病发病的tRNALys,tRNALeu(UUR),tRNAGln等基因突变对相应氨基酰tRNA合成酶活性的影响,为疾病的治疗奠定分子学基础。
本课题为创新性研发,建立了二种新型高通量寡核苷酸生物芯片诊断技术,并对人类线粒体肌脑病伴乳酸性酸中毒及中风样发作综合征(MELAS)、肌阵挛性癫痫和不规整红纤维病(MERRF)和Leber遗传性视神经疾病(LHON)等三种线粒体疾病所有已知突变位点进行集成检测与筛查,其中MELAS-MERRF突变体芯片包含31个突变位点,LHON突变体芯片包括36个突变位点。每个突变位点使用野生型和突变型一对探针,二者不同仅在于探针序列中单一碱基的差异。多重不对称PCR制备荧光标记靶分子。检测结果判断取决于各该突变位点野生型和突变型杂交信号的比值。野生型比值大于3,同质突变型比值小于0.3,异质突变型比值介于0.3-3之间。这二种基因芯片应用特征在于可同时检测出与上述线粒体病相关的所有mtDNA突变位点,杂交信号清晰,分辨率高,具有很高的灵敏度、特异性和可重复性;与传统分子生物学方法相比,该项技术简便、微量,检测时间大为缩短,可用于分析我国上述线粒体疾病相关的突变位点,为这些疾病在分子水平上诊断与研究提供新的技术平台和实验手段,并达到MELAS-MERRF综合症以及LHON病临床诊断和鉴别诊断的目的。