中国科学家揭示衰老个体中线粒体DNA突变广泛存在且高度有害

  新华社客户端广州1月13日电(记者马晓澄)近日，中国科学家揭示老年个体体细胞中mtDNA突变具有远高于预期的高频性、有害性及异质性，为衰老过程中线粒体功能下降现象提供了新的机制解释，并为衰老及相关疾病的干预及治疗提供了新的研究方向。

  记者12日从粤港澳大湾区精准医学研究院(广州)顾正龙教授团队获悉，团队近日在PNAS上在线发表了研究论文，通过使用自主开发的低成本的单细胞mtDNA深度测序技术对健康老年个体的B淋巴细胞及单核细胞进行单细胞mtDNA深度测序。

  测序结果显示，在单细胞水平上普遍存在着mtDNA的高频致病性突变。超过50%的细胞至少携带一个mtDNA突变，变异等位基因频率(VAF)超过20%。超过20%的观察到的突变在两个细胞群中的VAF均超过90%。此外，超过60%的突变位于蛋白编码基因中，其中70%以上为非同义突变，并且超过50%的非同义突变被预测为高度致病。这说明具有功能意义的mtDNA突变可能在个体高龄时普遍存在。

  中国科学院动物研究所研究员刘光慧认为，该研究在一定程度上验证了“mtDNA突变在衰老个体细胞中高度累积，且mtDNA突变是导致线粒体及细胞功能异常，进而促进个体细胞衰老及相关疾病发生发展的驱动因素”这一科学假说。表明干预mtDNA突变的产生及积累将成为预防及治疗衰老相关疾病的一个潜在但重要的研究方向。

  复旦大学教授王久存表示，衰老是一个以细胞功能逐渐退化为标志的过程，其中线粒体功能衰减被认为是衰老的重要标志。线粒体是所有真核生物共有的细胞器，被称为细胞的“发电站”，对于维持细胞的生存至关重要。线粒体还参与细胞分化、细胞凋亡、免疫反应等重要过程，并与神经退行性疾病、心血管疾病、糖尿病等慢性疾病密切相关。

  他表示，上述结果表明，以前未被重视的单细胞mtDNA突变的异质性可能在人类疾病和衰老中发挥重要作用，并强调了在单细胞水平研究年龄相关的mtDNA突变动力学的重要性。

  浙江大学教授王福俤表示，与炎症性疾病相关的多种细胞死亡方式，包括凋亡、坏死以及铜死亡等都被报道与线粒体氧化应激和TCA循环失衡导致的蛋白质毒性应激相关。线粒体DNA突变导致的线粒体氧化应激和多种金属离子累积导致的线粒体损伤已在包括肝损伤、心脏病、肠炎等许多疾病类型中被发现。

  他认为，借助此项研究中的低成本单细胞线粒体DNA测序技术对线粒体相关疾病患者进行单细胞线粒体测序分析，对于寻找疾病可能的致病突变，发现新的致病机理具有重要的意义。(完)