1.研究背景

线粒体疾病虽然被认为是罕见的疾病类型，但最近的流行病学研究表明，全世界3000-5000人中约有1人受到线粒体疾病的影响。许多研究已经探索了线粒体DNA（mtDNA）遗传学在遗传性代谢疾病和许多其他疾病中的作用，如糖尿病、癌症、神经变性和心血管疾病等，据报道这些疾病与线粒体功能障碍有关。目前已经鉴定到引起线粒体疾病的许多病原性mtDNA突变，如最常见的mtDNA A3243G突变，其被广泛认可的表型是MELAS综合征。尽管关于线粒体疾病的研究越来越频繁，但许多潜在的发病机制尚未完全被发现。改进线粒体表观遗传学对线粒体功能障碍的认识有助于深入了解线粒体疾病的发病机制，发现新的生物标志物。

2.研究目标

线粒体生物学研究人员越来越多地研究揭示了线粒体功能障碍与非编码RNA（ncRNAs）之间的复杂机制。然而，ncRNAs在线粒体肌病的作用尚未被发现。

在这项研究中，山东大学齐鲁医院焉传祝主任医师研究团队利用microRNA芯片及LncRNA 测序技术对线粒体肌病、脑病、乳酸性酸中毒和中风样发作（MELAS）中线粒体DNA（mtDNA）A3243G突变的调控网络进行了分析，以期了解线粒体肌病的发病机制。

取材：

20例mtDNA A3243G突变的MELAS患者和20个正常对照组的肌肉组织及血清

3.研究结果

利用高通量测序技术及后续进行的qRT-PCR以及生物信息学分析发现，20例mtDNA A3243G突变的MELAS患者和20个正常对照组之间失调肌肉中的miRNAs和lncRNAs形成了一个复杂的调控网络，并且这些miRNA及lncRNA形成的调控网络也参与发现和训练阶段的免疫系统、信号转导、翻译、肌肉收缩等通路。对选中的肌肉和血清中的ncRNA进行了qRT-PCR验证。

ROC曲线分析结果显示，血清miR-27b-3p降低比乳酸盐具有更高的诊断价值，miR-27b-3p可作为MELAS的新型非侵入性生物标志物。后续的深入研究将有助于更好地了解ncRNA在线粒体肌病发病机制中的作用。

图 基于MELAS诊断和与临床参数相关的MiR-27b-3p的生物标志物

（A）鉴别MELAS患者与对照组肌肉生物活性的6种miRNA的ROC曲线

（B）鉴别MELAS患者与对照组肌肉生物活性的5种lncRNA的ROC曲线

（C）MELAS患者血清和肌肉中miR-27b-3p减少

（D）MELAS患者中，miR-27b-3p显示出更高的乳酸盐诊断准确度。

（E）血清miR-27b-3p水平与乳酸之间存在显著相关性

（F）血清miR-27b-3p水平与NMDAS之间存在显著相关性

（G）血清miR-27b-3p水平与肌肉中A3243G突变负荷之间存在显著相关性

4.参考文献

Wang W, et al.(2017)Identifcation of miRNA, lncRNA and mRNA-associated ceRNA networks and potential biomarker for MELAS with mitochondrial DNA A3243G mutation. Scientific RepoRts.DOI: 10.1038/srep41639