的突变OPA1（作战行动1）导致显性视神经萎缩并伴有外眼肌麻痹、共济失调、耳聋和多线粒体DNA缺失：一种新的线粒体DNA维持障碍

摘要

参与线粒体DNA（mtDNA）维持的核基因突变导致广泛的临床表型，与受影响组织中多重mtDNA缺失的二次积累有关。大多数常染色体显性遗传进行性外眼肌麻痹（PEO）家族的基因编码三种特征明确的蛋白之一polγ、Twinkle或Ant 1的突变。在这里，我们显示了一种杂合的错义突变OPA1（作战行动1）导致骨骼肌中多个mtDNA缺失和细胞色素镶嵌缺陷c（c）氧化酶（COX）。该疾病在儿童期表现为视力衰竭和视神经萎缩，随后是PEO、共济失调、耳聋和成年期感觉运动神经病变。COX缺乏的骨骼肌纤维含有多个线粒体DNA缺失的超阈值水平，不包括遗传连锁、测序和表达分析POL1（波兰1）,PEO1公司和SLC25A4标准，编码Ant 1的基因，作为原因。这表明了OPA1（作战行动1）线粒体DNA的维持OPA1（作战行动1）与线粒体DNA继发缺陷相关的疾病。

介绍

线粒体氧化磷酸化合成ATP依赖于核和线粒体编码基因产物的协调表达和相互作用。参与线粒体DNA（mtDNA）维持的核基因突变与多种临床表型越来越相关，从儿童期的严重脑病和肝衰竭到晚发性进行性外眼肌麻痹（PEO）、共济失调、肌病和帕金森综合征（Zeviani和Di Donato，2004; 夏皮拉，2006). 这些包括隐性突变POL1（波兰1），编码DNA聚合酶γ、polγ或波尔加（范·戈特姆等。,2001);TK2型，编码胸腺嘧啶激酶（Saada等。,2001);DGUOK公司，编码右旋鸟苷激酶（Mandel等。,2001),蔗糖2（埃尔佩莱等。,2005);MPV17型（斯宾那佐拉等。,2006); 和RRM2B型（波登等。,2007)导致线粒体DNA缺失。或者POL1（波兰1）（范·戈特姆）等。,2001);POLG2型，编码polγ的辅助β亚基，波尔格（朗利等。,2006);PEO1公司，以前称为C10或2编码线粒体解旋酶Twinkle（Spelbrink等。,2001);SLC25A4标准，编码腺嘌呤核苷酸转运体1，Ant 1（Kaukonen等。,2000); 和隐性突变TP（转移定价），编码胸苷磷酸化酶（Nishino等。,1999)导致受影响组织中mtDNA多重缺失的二次积累和相关的呼吸链缺陷。

大多数有明显的线粒体疾病常染色体显性家族史和肌肉中可证实的多个线粒体DNA缺失的患者在POL1（波兰1）,PEO1公司或SLC25A4标准（拉曼提亚等。,2002)但在许多情况下，不可能实现分子诊断（哈德森等。,2006). 研究这些家系可以揭示、识别新的疾病基因，从而详细剖析维持线粒体DNA并导致人类疾病的关键生化途径（朗利等。,2006).

维持线粒体DNA的核基因突变导致不同的重叠表型谱。视力衰竭和视神经萎缩已被描述过，但很少在表型上占主导地位（Hakonen等。,2005; Horvath公司等。,2006). 相比之下，常染色体显性遗传性视神经萎缩（ad-OA）突变患者的主要表型可能是视觉障碍。中的突变OPA1（作战行动1）编码与动力相关的鸟苷三磷酸酶（GTPase），是导致ad-OA最常见的原因（亚历山大等。,2000; 德莱特等。,2000). 其他基因座与X连锁视神经萎缩有关(OPA2（作战行动2）; 卡茨等。,2006)，常染色体隐性遗传性视神经萎缩伴白内障(OPA3；阿尼克斯特等。,2001)显性视神经萎缩伴或不伴耳聋(OPA4；凯里森等。,1999)和OPA5公司（芭比等。,2005)和早发型ar-OA(OPA6型)（芭比等。,2003). 这些疾病中还描述了其他神经系统特征，包括耳聋（Amati-Bonneau等。,2005)或眼肌麻痹（Payne等。,2004)在患者中OPA1（作战行动1）突变、痉挛、锥体外系功能障碍和认知功能障碍OPA3（作战行动3）（Costeff综合征，3-甲基戊二酸尿III型）（Costeffef和Elpeleg，1995). 在这里，我们描述了一个具有不同表型的家族，表现为儿童期严重的视力衰竭和视神经萎缩，随后在晚年出现PEO、共济失调和耳聋。多个家族成员的生化和分子特征显示骨骼肌中线粒体DNA的多重缺失和OPA1（作战行动1）在ad-OA的病理生理学中，该基因与mtDNA的维持和多重mtDNA缺失有关。

材料和方法

患者

家族血统如所示图1，突出显示索引框（II:5）（箭头）。

二： 2。一名60岁女性，6岁时登记失明，50岁时出现渐进性耳聋和步态障碍。耳聋已有8年历史。检查时，她有共济失调步态，隆伯格测试呈阳性。她只能检测到手的运动，有双侧眼睑下垂、外眼肌麻痹和双侧视神经萎缩，但没有视网膜病变。四肢方面，她有轻微的股四头肌对称性消瘦，以及轻微的对称性近端肌肉无力（MRC等级4+）。她有弹性，对手套和袜子分发中的所有形式都有感觉障碍。临床研究显示糖耐量受损，血清肌酸激酶升高（493 U/l，正常<190 U/l）。空腹血乳酸为2.0 mM/l。神经传导研究显示轴突感觉运动神经病变，肌电图上有其他肌病特征。心电图、超声心动图、肺功能测试和隔夜血氧测定均在正常范围内。脑部MR成像在T2成像上显示额叶和颞叶白质中有一些小的高信号病变，被认为是局部缺血病变。

二： 5、。一名66岁的妇女从小就有视力障碍，曾就读于一所特殊的盲人学校。她表现为视力进一步缓慢渐进性恶化，持续20年的渐进性步态障碍，以及5年的听力恶化史。在出现后不久，她出现了急性偏执妄想、情绪低落和幻觉，这些症状自行消失。检查时，她只能感知光线，并出现双侧视神经萎缩。患者有完全的外眼肌麻痹、双侧上睑下垂和双相无力。她的步态是共济失调，肌腱反射降低，足底屈肌反应。临床研究表明，血清肌酸激酶升高（417 U/l，正常<190 U/l），空腹血糖和乳酸正常。心电图显示左心轴偏移，但超声心动图正常。胸部X光和肺功能测试正常。脑电图显示有轻度皮质紊乱的迹象。脑部MRI显示轻度皮质和小脑萎缩，双侧大脑白质有明显的小血管缺血损伤。

三： 1一名24岁男子早期运动发育正常，但在5岁时发生道路交通事故后出现左侧偏瘫。他的视力在整个童年期间逐渐恶化，在20岁出头时出现轻度共济失调。在检查中，他的视力下降到双眼数指。他患有轻度右侧上睑下垂、双侧视神经萎缩和部分外眼肌麻痹，主要影响下睑下垂。他有双侧肌肉无力，双侧膝盖以下远端肌肉萎缩，伴有双侧椎间盘突出。他左腿轻微痉挛，伴有轻度对称性近端肌肉无力（MRC等级4+）和严重的双侧下肢远端无力（踝背屈MRC等级2）。他的肌腱反射普遍减弱，两个脚踝都没有。足底反应为伸肌反应。有明显的步态共济失调，具有显著的阳性Romberg体征。临床研究表明，血清肌酸激酶升高（594 U/l，正常<190 U/l），空腹血糖和乳酸正常（1.0 mM/l）。心电图显示窦性心动过缓，超声心动图正常。神经传导研究和肌电图显示轴突感觉运动神经病变。脑电图正常。隔夜血氧测定正常。

三： 4一名32岁女性在出生后第二年出现视神经萎缩。她的步态从18岁开始恶化，伴有轻微的近端肌肉无力。23岁时，她被诊断患有肠易激综合征。从28岁开始，她注意到听力逐渐衰退。经检查，她患有双侧视神经萎缩、摆动性眼球震颤和轻度步态共济失调。常规血液检查显示肌酸激酶正常，空腹血乳酸轻度升高（2.5 mM/l）。心电图和超声心动图正常。呼吸功能检查正常。外周神经生理学研究确定了一种轻度感觉运动神经病变，在肌电图上具有额外的肌病特征。

三： 6一名38岁男子在童年时出现渐进性视力衰竭，11岁时被登记为部分失明，18岁时被记录为失明。在检查中，他有共济失调的步态，有双侧视神经萎缩和所有凝视位置的摆动性眼球震颤。双眼的仰视和内收受到对称限制，但没有上睑下垂。周围张力、力量和肌腱反射正常。常规血液学和生化血液测试，包括血清肌酸激酶，均正常。

四： 1临床数据不可用。他从未因视觉或神经肌肉症状而被送医治疗。

IV： 2一名5岁女孩在18个月大时出现视神经萎缩，但在其他方面运动、言语和社会发展正常。检查发现，她在侧视时出现水平眼球震颤和双侧视神经萎缩，行走时步态不稳。颅神经和周围神经检查正常。

四： 3一名6岁女孩，1岁时因斜视而就医，并伴有进行性双侧视力衰竭和精细摆动性眼球震颤。3岁时发现双侧视神经萎缩。6岁时，她的双眼视力从0.9 LogMAR（6/48 Snellen）下降。除此之外，她没有任何症状。

肌肉组织化学和生物化学

在局部麻醉下对三名患者（II:2、II:5和III:1）进行了左股四头肌穿刺活检。线粒体酶活性的组织学和组织化学分析，包括细胞色素的顺序反应c（c）按照标准程序，在10μm厚的活检组织连续切片上进行氧化酶（COX）和琥珀酸脱氢酶（SDH）活性检测。在600g后测量单个呼吸链复合物的活性_{av（平均值）}骨骼肌上清液，并相对于基质标记酶柠檬酸合成酶的活性表达（Taylor和Turnbull，1997).

线粒体DNA分子遗传分析

通过标准程序从骨骼肌活检和全血中提取总基因组DNA。通过线性化总DNA的Southern blot分析筛选线粒体基因组的大规模重排Pvu公司II，并用PCR生成的探针（核苷酸15782–1289）进行探测，该探针与非编码控制区杂交。使用一对引物[L6249（核苷酸6249–6265）和H16215（核苷酸16225–16196）]，通过长距离PCR分析扩增肌肉mtDNA，扩增野生型mtDNA中9.9 kb的产物。如前所述，通过实时定量PCR（He等。,2002). 该试验使用引物和荧光探针对线粒体基因组的两个不同区域进行检测，其中一个区域在患者中很少被删除(MTND1型)和一个位于主要线粒体DNA弧中并且经常被删除的(MTND4型). 使用ABI PRISM®7000序列检测系统（加利福尼亚州福斯特市）进行PCR和荧光分析。

使用36对重叠的M13尾寡核苷酸引物对扩增整个线粒体基因组编码区。PCR产物被纯化（ExoSapIT，Amersham Biosciences，Bucks，UK），在ABI3100遗传分析仪（Applied Biosystems）上使用BigDye Terminator循环测序化学（v3.1，Applied生物系统）进行测序，并使用SeqScape软件直接与修订后的剑桥参考序列进行比较。

为了评估组织和单个肌肉纤维中的m.8839G>A异质性，使用正向引物L8777（核苷酸8777-8794）和反向引物H9026（核苷酸9026-9008）扩增了包含突变位点的250 bp mtDNA片段（30个周期）。每个底漆添加30 pmol后，5μCi[α-³²P] dCTP（3000Ci/mmol）和1 U塔克聚合酶，PCR反应进行额外的扩增周期。用7.5 U沉淀并在37°C下消化标签产品海III（罗氏生物化学）。限制性片段通过12%的非变性聚丙烯酰胺凝胶分离，在支架上干燥，并暴露于荧光成像暗盒中。使用ImageQuant软件（分子动力学）量化线粒体DNA异质性水平。两个海野生型产品中的III识别位点产生156、63和31 bp的片段；m.8839G>A转换导致识别位点丢失，产生219和31 bp的两个产物。

细胞核DNA分子遗传学分析

编码区的有义链和反义链以及内含子-外显子边界POLG1、POLG2、PEO1和SLC25A4标准使用公布的引物序列（Beckman–Coulter Quickstart和CEQ 8000荧光DNA分析仪）进行测序（Hudson等。,2006). 30个编码外显子和内含子-外显子连接OPA1（作战行动1）该基因使用一组30对引物进行测序（序列可按要求提供）。使用Ceq2000 DNA测序仪（CEQ DTCS-Quick Start Kit，Beckman Coulter，Fullerton，CA，USA）对纯化的PCR产物进行测序。

染色体侧翼区域的遗传连锁分析POL1、PEO1和SLC25A4标准使用来自Applied Biosystems 10 cM筛选集和9 cM合作人类连锁中心（CHLC）Weber人类筛选集（Invitrogen，版本10aRG）的选定标记进行。基于罕见突变等位基因的显性遗传模型（100%渗透，0.001频率），使用Simlink v 2.52获得该谱系的预测LOD评分。使用EasyLinkage（v.4.00beta）接口操作Fastlink（v1.4）和Genehunter（v2.1r5）算法进行两点和多点连锁分析，假设该疾病主要传播，完全渗透，背景人群中的基因频率为0.001。标记频率来自系谱数据。

核基因表达研究

患者（III:1和II:2）和对照组原代成纤维细胞在含有4.5 g/l葡萄糖和0.58 g/l l-谷氨酰胺（Sigma）的DMEM中培养，补充10%FBS（Gibco），并在+37°C和5%CO的湿化培养箱中保持₂细胞在新鲜培养基中培养至90%融合，并用0.25%胰蛋白酶（Invitrogen）收集。使用RNeasy迷你试剂盒（QIAgen）提取总细胞RNA。在40μl缓冲液（Promega）中使用500 ng总RNA、0.25μg随机引物、300μM dNTP、25 U RNasin核糖核酸酶抑制剂和200 U M-MLV逆转录酶进行cDNA合成。利用Applied Biosystem（ABI PRISM®7000序列检测系统），通过定量PCR应用程序测量转录水平。检测所需的引物如下：Twinkle（Hs00222440_m1）、Ant 1（Hs00154037_m1，β-actin（Hs001 81698_m1。引物是cDNA特异性的，不扩增基因组DNA。PCR反应使用1μl cDNA、1.5μl分析混合物和15μl TaqMan通用PCR主混合物（应用生物系统），总体积为30μl。每个样品都被分析为副本或三份。借助7000 SDS 1.2序列检测软件（Applied Biosystems）对结果进行分析。

结果

肌肉组织化学和生物化学

指数病例（II:5）的肌肉活检显示线粒体肌病的诊断特征。大约10%的纤维缺乏组织化学COX活性，有几根纤维显示异常线粒体（2%的碎红纤维、，图2a） ●●●●。在她姐姐（患者II:2）的活检中也有类似的发现，而患者III:1的组织化学COX缺陷不太明显，只有2%的COX缺乏细胞没有粗糙的红色纤维。

肌肉匀浆中呼吸链活性的生化研究并未显示复合物IV活性有任何明显缺陷，尽管有一些迹象表明复合物I活性在患者II:5和患者II:1-45%和65%的对照组中均略有下降(表1).

线粒体DNA分析

通过Southern印迹法、长程PCR和实时PCR分析肌肉总DNA可能的线粒体DNA重排。肌肉总DNA的Southern印迹显示，较小的、缺失的线粒体DNA分子在Pvu公司II消化，提示多重线粒体DNA缺失(图2b） ●●●●。通过跨越主弧区的长程PCR证实了这一点(图2c） ，尽管患者III的肌肉缺陷不太明显：1(图2d） ●●●●。单个COX缺乏和COX阳性肌纤维的实时PCR显示，大多数但不是所有COX缺乏肌纤维中的线粒体DNA缺失水平较高(图2e） 多线粒体DNA缺失障碍（He等。,2002).

对患者II肌肉中的整个mtDNA编码区进行测序：5显示了一些已知的多态性变异体和之前未报告的在肌肉中的变化（m.8839G>a）MTATP6基因。热循环PCR–RFLP分析显示，该患者（肌肉中39%的mtDNA突变）和患者II（肌肉中81%的mtDNA突变）的肌肉中该位点存在异质性，还表明，m.8839G>A突变在有丝分裂后组织中的水平高于循环淋巴细胞（患者II:5为2%，患者III-6为2%，患者II:3为6%），这是致病性mtDNA点突变的常见特征(图3a） ●●●●。然而，对患者II:2和II:5的COX阳性和COX缺乏纤维进行的单纤维PCR-RFLP分析并没有证明突变基因型与组织化学缺陷有任何分离，由此推断，尽管存在异质性，但该序列变异是一种多态性(图3b和c）。

核遗传学分析

在编码区或侧翼外显子-内含子边界未发现序列变异POLG1、PEO1、POLG2和SLC25A4标准主导模型在零重组时的预期最大LOD得分为2.06（SD=0.79）。微卫星分析排除了与POL1（波兰1）和PEO1公司（补充图1a和b，以及补充表1和2）。4号染色体区域的LOD得分为阳性，包括SLC25A4标准（θ=0时Zmax=2.11，补充图1c，补充表3）。除4p端粒标记D4S425外，所有受试者和一名未受影响的个体（II:4）共享所有4号染色体标记等位基因（补充图2）。

Twinkle和Ant 1的表达水平根据普遍表达的看家基因β-actin进行标准化。Twinkle（PEO1）在所有细胞系中的表达水平相似。与对照组相比，患者II:2的细胞中Ant 1的表达水平相似，而患者II:1的细胞表达增加了2倍（补充图3）。这不太可能对表型产生任何影响，被视为正常变异。

序列分析显示OPA1（作战行动1）：c.1635C>G，预计会改变氨基酸序列（p.S545R，图4a） ●●●●。该突变存在于所有八个受影响个体中，没有出现在三个未受影响的个体中，也没有出现在280条英国控制染色体中。

讨论

此处描述的家庭中受影响的个体最初表现为儿童期的双侧视力衰竭和视神经萎缩，随后是听力障碍、眼肌麻痹，以及成年期小脑和感觉性共济失调的综合征，部分与感觉运动神经病变有关。组织化学和生化分析显示，肌肉匀浆中存在影响呼吸链复合物I的缺陷，以及影响特定肌肉纤维的复合物IV（COX）镶嵌缺陷。这些发现指出了线粒体DNA的缺陷。

在最初研究时，IV:3在临床上未受影响，因此遗传模式与母体遗传的线粒体DNA缺陷一致(图1). 在排除常见线粒体DNA点突变后，我们对整个线粒体基因组进行了测序，并确定了之前未报告的核苷酸转换（m.8839G>a）MTATP6这种突变是异质性的，表明它是新近发生的，在有丝分裂后组织中的含量高于血液中的含量，但在mtDB人类线粒体基因组数据库中不存在(网址：www.genpat.uu.se/mtDB/)它将ATP酶6蛋白105位高度保守的丙氨酸残基改变为苏氨酸残基（A105T）。所有这些特征都指向致病性线粒体DNA突变。然而，尽管MTATP6型ATP合成酶的缺陷不能解释多个家族成员中存在的复合物I和组织化学复合物IV缺陷，如单个COX-缺陷肌纤维中m.8839G>a突变缺乏分离所证明的。这促使进一步进行线粒体DNA分析，发现骨骼肌中线粒体DNA存在多重缺失，表明线粒体DNA维持的普遍紊乱。

杂合子OPA1（作战行动1）突变，c.1635C>G（p.S545R），与6名患者的疾病表型分离，预计会将蛋白质GTPase结构域中高度保守的中性氨基酸残基改变为酸性残基(图4b） ●●●●。虽然OPA1（作战行动1）碱基替换是一种新现象，以前曾在一个患有ad-OA（Nakamura）的日本家族的三个成员中描述过一种影响相同密码子并导致相同氨基酸替换的突变等。,2006). 此外，在100名日本人（中村由纪夫等。,2006)在140名英国对照中未检测到c.1635C>G。鉴于连锁、突变和表达分析有效地排除了POLG1、POLG2、PEO1或SLC25A4标准，我们得出结论，影响该家族的临床表型是由于c.1635C>G（p.S545R）OPA1（作战行动1）突变。支持这一观点的进一步证据是，在一名法国患者身上发现了相同的突变，该患者患有双侧视神经萎缩、轴突感觉运动神经病变和步态共济失调，其肌肉活检显示COX缺乏纤维和多个线粒体DNA缺失（Patrizia Amati-Bonneau和Valerio Carelli，提交的手稿）。

以前曾报道过一个患有p.R445H的比利时和北美家族的显性视神经萎缩、上睑下垂、眼肌麻痹和感音神经性耳聋OPA1（作战行动1）GTPase域突变（佩恩等。,2004; 锂等。,2005). 有趣的是，p.R445H是最常见的OPA1（作战行动1）突变，但表型通常只涉及视觉系统(eOPA1数据库). 为什么同一突变在某些家族中会导致器官特异性表型，而在另一个家族中会引起多系统疾病，这一点尚待确定。我们在这里描述的家族为潜在的疾病机制提供了线索，对由基因突变引起的ad-OA的病理生理学具有更广泛的意义OPA1（作战行动1）.

opa1蛋白是一种960个氨基酸的线粒体动力相关GTPase，参与调节线粒体融合（Deleter等。,2000; 奥利康等。,2002). opa1的下调导致线粒体内膜破裂、线粒体断裂和凋亡倾向增加（Olichon等。,2002; 奥利康等。,2003; 奥利康等。,2007)，但opa1的确切功能尚不清楚，突变的opa1如何导致呼吸链功能障碍也不清楚。有新的证据表明线粒体形态与氧化磷酸化和线粒体DNA的维持密切相关。线粒体脑病患者的opa1蛋白水解过程导致线粒体断裂（Duvezin-Caubet等。,2006)和mtDNA耗竭已被证明在外周血白细胞中OPA1（作战行动1）突变（Kim等。,2004). 我们观察了患有急性心肌梗死患者骨骼肌中年龄相关的体细胞多重线粒体DNA缺失OPA1（作战行动1）突变表明opa1在维持线粒体DNA结构完整性中的重要性。鉴于opa1和mtDNA都与线粒体内膜（Olichon等。,2002)，opa1可能是mtDNA核仁的组成部分，是细胞内mtDNA表达和分离的结构和功能单位（Garrido等。,2003). 核素的破坏可能会导致mtDNA突变增强，并促进体细胞mtDNA突变的克隆扩展（Jacobs等。,2000). 神经元和骨骼肌特别容易受到体细胞mtDNA突变积累的影响（Corral-Debrinski等。,1992; 科尔托帕西等。,1992一; 科尔托帕西等。,1992b条)，并且任何加速突变和/或克隆扩增的过程都将优先影响这些组织。这可以解释为什么我们在这里描述的家族具有PEO和共济失调的经典“线粒体”表型。对同一过程的轻微破坏也可以解释为什么眼球外肌在ad-PEO中首当其冲。髓鞘前视网膜神经节细胞富含线粒体（安德鲁斯等。,1999)这使得他们特别容易受到线粒体功能细微扰动的影响，如Leber遗传性视神经病变（Carelli等。,2004).

为什么我们还发现了小说m.8839G>AMTATP6这个家族中的线粒体DNA突变？异质性意味着最近发生了突变事件。这可能只是一种共同发病，但鉴于这种替代从未在2600例对照中出现过，这似乎不太可能。这种突变可能是由于受试者中c.1635C>G（p.S545R）突变的mtDNA突变率增加所致OPA1（作战行动1）雌性生殖系的突变，然后通过mtDNA瓶颈的随机遗传漂移，可能导致该谱系中的高水平。虽然m.8839G>A似乎不是影响该家族的线粒体疾病的主要原因，但它有可能损害ATP合成，从而改变临床表型。在受临床影响和未受影响的母系亲属的血液中，该突变水平均较低，在一名个体的骨骼肌中，该变异水平较高，这意味着该突变在其他有丝分裂后组织（如视神经）中分离到较高水平。

最近描述了两种ad-OA动物模型：一种是在OPA1（作战行动1）导致GTPase结构域（Alavi等。,2007)另一个是提前终止密码子突变OPA1（作战行动1）紧邻中央动力GTPase（Davies等。,2007). 这两种模型都模拟了人类疾病，由于丘疹黄斑束中视网膜神经节细胞的局灶性神经变性，导致进行性视力下降。在这两种模型中，纯合子突变都是胚胎致死性的，这证明了opa1对人类发育的根本重要性。这些小鼠在阐明ad-OA的潜在疾病机制方面将是无价的，并为研究一系列神经和非神经组织中体细胞mtDNA突变的积累提供了理想的工具。通过这种方式，我们将检验表型与克隆扩增mtDNA突变相关或受其调控的假设。

我们的观察对参与线粒体融合和裂变的其他蛋白质具有更广泛的意义。与opa 1一样，丝裂原融合蛋白（mfn）1和2是前融合动力相关的GTPases，其功能由前融合GTPases（Drp1）和Fis1（Lee等。,2004; 陈等。,2005). 中的突变MFN2型是CMT2A的常见病因（Zuchner等。,2004)偶尔伴有视神经萎缩和耳聋（Verhoeven等。,2006; 祖克内尔等。,2006)最近DRP1（DRP1）曾被描述为患有乳酸酸中毒的儿童脑病（沃瑟姆等。,2007). 鉴于线粒体结构和线粒体DNA完整性之间正在形成的关系，线粒体DNA维持的中断可能是这些疾病的病理生理学的核心。有趣的是，缺乏Fis1的细胞线粒体形态发生重大破坏，导致表型改变，使人联想到细胞衰老（Lee等。,2007). 再次，线粒体DNA的体细胞突变可能与此有关，可能与年龄相关的神经退行性变有关（索伦森等。,2001; 折弯机等。,2006).

总之，我们已经证明了OPA1（作战行动1）与多个体细胞mtDNA缺失的形成有关，这些有助于表型。很可能OPA1（作战行动1）是一种对mtDNA维持很重要的基因，对于不明原因的多个mtDNA缺失的患者应考虑这一点。

补充材料

补充材料可在大脑在线。

致谢

D.M.T.和R.W.T.感谢Wellcome信托基金会、肌肉营养不良运动和纽卡斯尔泰恩医院NHS基金会信托基金会的财政支持。P.F.C.是Wellcome Trust临床科学高级研究员。P.F.C.还获得了帕金森病学会（英国）、联合线粒体疾病基金会和欧盟FP计划EUmitocambit和MITOCIRCLE的资助。P.A.B.和P.R.由INSERM、Angers大学医院（PHRC 04-12）、法国Anger大学以及法国视网膜协会和“Ouvrir les yeux”患者协会提供资助。A.S.感谢Sigrid Juselius基金会、芬兰学院和赫尔辛基大学的财政支持。支付这篇文章的开放获取出版费用的资金由Wellcome Trust提供。

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