老年大鼠大脑皮质、海马和小脑的线粒体DNA缺失突变
作者：项平 高国全 周丽华 姚志彬
单位：中山医科大学脑研究室， 广东 广州 510089
关键词：DNA，线粒体；遗传学；基因缺失；衰老；脑；生理学
中山医科大学学报000103摘 要：目的 测定老年大鼠脑缺失型mtDNA比例，探讨mtDNA缺失与脑衰老的关系，为研究其分子机制提供基础资料。方法用碱裂解法抽提青年(3个月)SD大鼠10只和老年(24个月)SD大鼠17只的大鼠皮质、海马和小脑的mtDNA。稀释PCR法测mtDNA的缺失比例。结果 青年鼠和老年鼠大脑皮质、海马和小脑均存在缺失型mtDNA，缺失片段为4 834 bp。青年鼠各脑区缺失型mtDNA比例分别为0.000 156%、0.000 148%、0.000 152%；老年鼠上述3个脑区缺失型mtDNA比例分别是0.001 446%、0.001 484%、0.000 987%，是青年鼠的9、10和6.5倍。结论 衰老时脑缺失型mtDNA比例增多，以海马的mtDNA缺失增多最为显著。提示mtDNA缺失可能是神经元衰老性退变的主要因素之一。
, 百拇医药
分类号：R 338 文献标识码：A
文章编号：1000-257X(2000)01-0010-03
Mitochondrial DNA Deletion in the Cerebral Cortex, Hippocampus
and Cerebellum of the Aged Rats
XIANG Ping
(Brain Research Unit, Sun Yat-sen University of Medical Sciences; Guangzhou, 510089,China)
GAO Guo-quan
, 百拇医药 (Brain Research Unit, Sun Yat-sen University of Medical Sciences; Guangzhou, 510089,China)
ZHOU Li-hua
(Brain Research Unit, Sun Yat-sen University of Medical Sciences; Guangzhou, 510089,China)
YAO Zhi-bin
(Brain Research Unit, Sun Yat-sen University of Medical Sciences; Guangzhou, 510089,China)
Abstract：Objective By measuring the ratio of mtDNA deletion of brain tissue, the relationship between mtDNA deletion and brain aging would be found in order to explain the molecular mechanism of aging. Method The mtDNA of the cerebral cortex, hippocampus and cerebellum of ten young (3 months) and seventeen aged (24 months) SD rats were isolated by alkaline extraction. The ratio of mtDNA deletion was measured by serial dilution PCR. Result The 4 834 bp deletion in mtDNA was found in the brain tissue of young and aged rats. The ratios of deleted mtDNA were similar in the cerebral cortex, hippocampus, cerebellum of young rats (0.000 156%,0.000 148%,0.000 152%). The ratios of aged rats increased by 9,10 and 6.5-fold in the three brain regions over young rats. Conclusions mtDNA deletion also accumulated in the aged rat brain. It suggests that the accumulation of deleted mtDNA may be one of important factors of neuronal degeneration with aging.
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Key words：DNA, mitochondria/genetics; gene deletion; aging; brain/physiology ▲
线粒体DNA(mtDNA)是一双链环状分子，长度约为16碱基对[1]。线粒体DNA编码线粒体内膜60个多肽中的13个多肽，2个rRNA及22个tRNA，编码的多肽是细胞内电子传递和氧化磷酸化的酶复合物。机体高分化及需氧量多的组织如脑、肌肉等，由于存在大量的氧自由基，易损伤mtDNA，使其发生突变，点突变和缺失突变是mtDNA突变的两种主要形式[2]。最常见的缺失片段包括编码部分ATP合酶亚单位8，ATP合酶亚单位6，COⅢ，ND1-ND5基因。由于衰老时机体能量代谢失控[3]，为此，本研究用PCR方法检测老年大鼠脑组织mtDNA缺失突变，以探讨线粒体DNA缺失与脑衰老的关系，为研究其分子机制提供基础资料。
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1 材料与方法
1.1 实验动物
清洁级雄性健康SD大鼠，青年鼠(3月龄)10只，老年鼠(24月龄)17只，同一环境饲养，由中山医科大学动物中心提供。
1.2 线粒体DNA提取[4]
断头杀死大鼠，立即取出大脑，用GTE缓冲液(500 mmol/L葡萄糖、10 mmol/L EDTA、25 mol/L Tris-HCl,pH 8.0)匀浆，匀浆液离心，500 g×5 min，取上清离心，800 g× 10 min，沉淀物为线粒体。用NS溶液(0.2 mol/L NaOH、1% SDS)裂解线粒体，加入3 mol/L乙酸钾，1 000×g离心20 min，去除沉淀。上清液用等体积苯酚-氯仿抽提两次，加入RNase Ⅰ(100 μg/L)去除RNA。用含150 mmol/L NaCl的乙醇沉淀mtDNA，沉淀物真空干燥后，溶解在适量的TE(10 mmol/L Tris-HCl, pH 8.0, 1 mmol/L EDTA)中。
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1.3 稀释PCR[5]
参照大鼠线粒体DNA全序列[6]，自行设计，由中国科学院上海细胞所合成两对引物(表1)。
表1 引物设计参数
Table 1 The standard of primer Primer
Location
Sequence(5'-3')
Products(bp)
P1
L7687-7709
, 百拇医药
GCTTAGAGCGTTAACCTTTTAAG
5 430(normal)
P2
H13117-13099
AAGCCTGCTAGGATGCTTC
596(deleted)
P3
L15758-15777
ACAGGCATCTGGTTCTTACT
657(non-deleted)
, 百拇医药
P4
H117-98
CATGTCTAATCTTACCTCCA
引物P1、P2横跨mtDNA常见缺失区，扩增出5 430 bp产物为正常mtDNA以及596 bp产物(代表缺失型mtDNA)。引物P3、P4位于无缺失区，扩增出657 bp产物代表总的mtDNA。引物P1、P2 PCR 50 μL反应体系：mtDNA 100 ng，引物浓度各为100 pmol，dNTPs 200 μmol/L,Mg2+ 1.8 mmol/L,Taq酶2.5 U(加拿大真达公司)，10×buffer 5.0 μL，石蜡油40 μL。PCR反应条件94 ℃变性10 min，加Taq酶。94 ℃ 1 min→56 ℃ 1 min→72 ℃ 5 min,共30循环，末次10 min延伸。
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为了消除5 430 bp带对扩增596 bp带的影响，模板先用TaqⅠ酶(Promega公司)消化，TaqⅠ酶切点为TCGA，位于mtDNA缺失区，TaqⅠ酶消化反应50 μL体系：mtDNA 1 μg、TaqⅠ 3 U、Buffer 5.0 μL。65 ℃孵育4 h，94 ℃灭活5 min。PCR扩增仅有596 bp的50 μL同P1、P2。引物P3、P4 PCR反应体系：mtDNA 50 ng，其余条件同扩增仅有596 bp带的条件。取PCR扩增产物(8.0 μL)经含EB的15 g/L琼脂糖凝胶电泳分离，在紫外灯下观察并拍照记录实验结果。用IBAS Rel 2.0全自动图像分析系统(德国OPTON公司)，对底片进行定量分析。
缺失型mtDNA比例即缺失型mtDNA占总的mtDNA的百分比例。稀释PCR法对缺失型mtDNA比例定量是以同一样本mtDNA为模板按一定稀释梯度稀释，分别用P1、P2和P3、P4进行PCR扩增，P1、P2扩增产物596 bp代表缺失型mtDNA含量，P3、P4扩增产物657 bp代表总mtDNA含量，二者扩增产物光密度相等时的最小mtDNA模板量的比例即代表缺失型mtDNA比例。计算能扩增出596 bp和657 bp带的最小mtDNA浓度比例以及它们的条带积分光密度(integrated optical density)比例，从而得出缺失型mtDNA的比例。2 结 果
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2.1 mtDNA片段缺失的检测
青年鼠和老年鼠脑mtDNA均存在缺失，缺失片段为4 834 bp(5 430-596=4 834)，如图1。
图1 引物P1、P2 PCR扩增产物电泳图谱
Fig.1 The electrophoresis of the PCR products ofprimer P1 and P2
M1：DNA marker(1 543，994，695，515，377，237 bp)； M2：λDNA/HindⅢ marker(23 130, 9 416,6 557,4 361,2 322,2 027,564,125 bp). 1: cerebral cortex; 2:hippocampus; 3: cerebellum of young rats. 4,7:cerebral cortex of aged rats; 5,8:hippocampus of aged rats; 6,9:cerebellum of aged rats
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2.2 缺失型mtDNA PCR扩增产物积分光密度比较
取50 ng mtDNA，PCR扩增596 bp产物，测得各脑区的PCR产物积分光密度(表2)。可见老年大鼠大脑皮质、海马和小脑缺失型mtDNA明显多于青年鼠，老年大鼠小脑缺失型mtDNA明显少于大脑皮质和海马，青年组3个脑区无差异。
表2 两组大鼠脑mtDNA缺失产物(4 834 bp)积分光密度比较
Table 2 The integrated optical density of 4 834 bp deletion of mtDNA products of young and aged rats
(OPTDI)
Young rats(n=10)
, 百拇医药
Aged rats(n=17)
Cortex
17.5±1.5
41.41)
Hippocampus
15.7±0.3
38.41)
Cerebellum
17.2±1.6
23.72)
Compared with young rats: 1) P<0.01; 2) P<0.0012.3 两组大鼠各脑区缺失型mtDNA比例
, 百拇医药
用上述各脑区缺失型mtDNA PCR产物积分光密度接近均数的模板行稀释PCR，算出缺失型mtDNA的比例，以代表该脑区的缺失型mtDNA的比例(图2)。结果表明，老年鼠大脑皮质、海马和小脑缺失型mtDNA比例较青年鼠分别增高9、10和6.5倍。
图2 两组大鼠大脑皮质mtDNA模板稀释PCR产物
Fig.2 Dilute PCR products of cerebral mtDNA of young and aged rats
A:young rats; B:aged rats; M1：marker; Concertration of mtDNA:1～6 were 2.5×102～(-3)ng by 10-1 times, 7～12 were 2.5×10-2～(-7)ng by 10-1 times; integrated optical density/OPTDI in A1,A2,B1,B2,B3,B7,B8,B9,B10 were 19.24，11.47，45.52，29.73，20.25，40.46，28.10，18.45，14.00，respectirely.
, 百拇医药
3 讨 论
缺失型mtDNA在心脏、肌肉和肝脏等组织随年龄递增而增多[6]。本研究证实了衰老时脑组织缺失型mtDNA比例也增多，这可能是由于氧自由基损伤mtDNA而引起的，并随年龄递增进行性加重[7]。神经元的线粒体呼吸链是脑内氧自由基生成的主要场所。正常情况下氧自由基一边生成，一边被清除。当氧自由基累积后，氧自由基就“攻击”神经元的生物物质(膜、蛋白质、核酸等)，导致线粒体DNA缺失突变、线粒体膜结构破坏以及其他亚细胞结构损害[8]。由于mtDNA缺失编码的大多数是细胞电子传递和氧化磷酸化酶复合物，线粒体DNA发生缺失突变，必将导致呼吸链功能进一步缺失，出现氧自由基增多和ATP生成减少，增多的氧自由基又“攻击”mtDNA和其他物质，结果缺失型mtDNA比例增高[9]。衰老时脑组织mtDNA缺失比例大幅度增加，其直接后果是神经元的能量代谢障碍，并进而损害神经元的结构和功能。此外，我们发现老年鼠小脑mtDNA缺失比例明显低于大脑皮质和海马，表明在正常衰老过程中各脑区对mtDNA缺失的易感性是不同的，小脑可能存在某种抗缺失突变机制。
, 百拇医药
我室以往研究及其他学者研究均证实，衰老导致神经元丢失及神经元内粗面内质网合成减少、高尔基复合体的分泌功能降低、溶酶体中的酶活性降低、线粒体崩溃、脂褐素沉积[10]。神经元这些改变与线粒体的结构和功能衰退(能量代谢降低，膜破坏等)密切联系。因此，我们认为脑组织缺失型mtDNA比例增高是导致神经元衰老性退变的重要因素之一。■
基金项目：国家自然科学基金资助课题(39670244)
作者简介：项平，男，安徽人，讲师，硕士，现在蚌埠医学院解剖教研室，邮编：233001).
参考文献：
[1]Cantatore P, Roberti M, Rainaldi G,et al. The complete nucleotid sequence, gene organization, and genetic code of the mitochondrial genome of Paracentrotus lividus[J]. J Biol Evol, 1989,264(19):10965.
, 百拇医药
[2]Gadaleta M N, Rainaldi G, Lessa AMS, et al. Mitochondrial DNA copy number and mitochondrial DNA deletion in adult and senescent rat[J]. Mutat Res, 1992,275(3～6)：181.
[3]Shigenaga M K, Hagen T M, Ames B N. Oxidative damage and mitochondrial decay in aging[J]. Pro Natl Acad Sci USA,1994,91(23):10771.
[4]Palva T K, Palva E T. Rapid isolation of animal mitochondrial DNA by alkaline extraction[J]. FEBS, 1985, 192(2):267.
, http://www.100md.com
[5]Hamblet N S, Castora F J. Mitochondrial DNA deletion analysis: a comparison of PCR quantitative methods[J]. Biochem Biophys Res Commun, 1995,207(2):839.
[6]Richter C, Park J W, Ames B N. Normal oxidative damage to mitochondrial and nuclear DNA is extensive[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 1988,85(17):6465.
[7]Lee H C, Pong C Y, Hsu H S, et al. Differential accumulation of 4 977 bp deletion in mitochondrial DNA of various tissues in human aging[J]. Biochem Biophys Acta, 1994,1226(1):37.
[8]姚志彬，陈以慈. 海马神经元和神经递质的衰老性变化及自由基分析[J]. 中山医科大学学报，1988，9(1)：5.
[9]Wei Y H. Mitochondrial DNA alterations as ageing-associated molecular events[J]. Mutat Res, 1992,275(3～6)：145
[10]洪 岸，姚志彬，陈以慈，等. 老年大鼠学习记忆减退与海马结构的突触改变[J]. 解剖学报，1996，27(2)：164.
收稿日期：1999-01-13, 百拇医药
单位：中山医科大学脑研究室， 广东 广州 510089
关键词：DNA，线粒体；遗传学；基因缺失；衰老；脑；生理学
中山医科大学学报000103摘 要：目的 测定老年大鼠脑缺失型mtDNA比例，探讨mtDNA缺失与脑衰老的关系，为研究其分子机制提供基础资料。方法用碱裂解法抽提青年(3个月)SD大鼠10只和老年(24个月)SD大鼠17只的大鼠皮质、海马和小脑的mtDNA。稀释PCR法测mtDNA的缺失比例。结果 青年鼠和老年鼠大脑皮质、海马和小脑均存在缺失型mtDNA，缺失片段为4 834 bp。青年鼠各脑区缺失型mtDNA比例分别为0.000 156%、0.000 148%、0.000 152%；老年鼠上述3个脑区缺失型mtDNA比例分别是0.001 446%、0.001 484%、0.000 987%，是青年鼠的9、10和6.5倍。结论 衰老时脑缺失型mtDNA比例增多，以海马的mtDNA缺失增多最为显著。提示mtDNA缺失可能是神经元衰老性退变的主要因素之一。
, 百拇医药
分类号：R 338 文献标识码：A
文章编号：1000-257X(2000)01-0010-03
Mitochondrial DNA Deletion in the Cerebral Cortex, Hippocampus
and Cerebellum of the Aged Rats
XIANG Ping
(Brain Research Unit, Sun Yat-sen University of Medical Sciences; Guangzhou, 510089,China)
GAO Guo-quan
, 百拇医药 (Brain Research Unit, Sun Yat-sen University of Medical Sciences; Guangzhou, 510089,China)
ZHOU Li-hua
(Brain Research Unit, Sun Yat-sen University of Medical Sciences; Guangzhou, 510089,China)
YAO Zhi-bin
(Brain Research Unit, Sun Yat-sen University of Medical Sciences; Guangzhou, 510089,China)
Abstract：Objective By measuring the ratio of mtDNA deletion of brain tissue, the relationship between mtDNA deletion and brain aging would be found in order to explain the molecular mechanism of aging. Method The mtDNA of the cerebral cortex, hippocampus and cerebellum of ten young (3 months) and seventeen aged (24 months) SD rats were isolated by alkaline extraction. The ratio of mtDNA deletion was measured by serial dilution PCR. Result The 4 834 bp deletion in mtDNA was found in the brain tissue of young and aged rats. The ratios of deleted mtDNA were similar in the cerebral cortex, hippocampus, cerebellum of young rats (0.000 156%,0.000 148%,0.000 152%). The ratios of aged rats increased by 9,10 and 6.5-fold in the three brain regions over young rats. Conclusions mtDNA deletion also accumulated in the aged rat brain. It suggests that the accumulation of deleted mtDNA may be one of important factors of neuronal degeneration with aging.
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Key words：DNA, mitochondria/genetics; gene deletion; aging; brain/physiology ▲
线粒体DNA(mtDNA)是一双链环状分子，长度约为16碱基对[1]。线粒体DNA编码线粒体内膜60个多肽中的13个多肽，2个rRNA及22个tRNA，编码的多肽是细胞内电子传递和氧化磷酸化的酶复合物。机体高分化及需氧量多的组织如脑、肌肉等，由于存在大量的氧自由基，易损伤mtDNA，使其发生突变，点突变和缺失突变是mtDNA突变的两种主要形式[2]。最常见的缺失片段包括编码部分ATP合酶亚单位8，ATP合酶亚单位6，COⅢ，ND1-ND5基因。由于衰老时机体能量代谢失控[3]，为此，本研究用PCR方法检测老年大鼠脑组织mtDNA缺失突变，以探讨线粒体DNA缺失与脑衰老的关系，为研究其分子机制提供基础资料。
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1 材料与方法
1.1 实验动物
清洁级雄性健康SD大鼠，青年鼠(3月龄)10只，老年鼠(24月龄)17只，同一环境饲养，由中山医科大学动物中心提供。
1.2 线粒体DNA提取[4]
断头杀死大鼠，立即取出大脑，用GTE缓冲液(500 mmol/L葡萄糖、10 mmol/L EDTA、25 mol/L Tris-HCl,pH 8.0)匀浆，匀浆液离心，500 g×5 min，取上清离心，800 g× 10 min，沉淀物为线粒体。用NS溶液(0.2 mol/L NaOH、1% SDS)裂解线粒体，加入3 mol/L乙酸钾，1 000×g离心20 min，去除沉淀。上清液用等体积苯酚-氯仿抽提两次，加入RNase Ⅰ(100 μg/L)去除RNA。用含150 mmol/L NaCl的乙醇沉淀mtDNA，沉淀物真空干燥后，溶解在适量的TE(10 mmol/L Tris-HCl, pH 8.0, 1 mmol/L EDTA)中。
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1.3 稀释PCR[5]
参照大鼠线粒体DNA全序列[6]，自行设计，由中国科学院上海细胞所合成两对引物(表1)。
表1 引物设计参数
Table 1 The standard of primer Primer
Location
Sequence(5'-3')
Products(bp)
P1
L7687-7709
, 百拇医药
GCTTAGAGCGTTAACCTTTTAAG
5 430(normal)
P2
H13117-13099
AAGCCTGCTAGGATGCTTC
596(deleted)
P3
L15758-15777
ACAGGCATCTGGTTCTTACT
657(non-deleted)
, 百拇医药
P4
H117-98
CATGTCTAATCTTACCTCCA
引物P1、P2横跨mtDNA常见缺失区，扩增出5 430 bp产物为正常mtDNA以及596 bp产物(代表缺失型mtDNA)。引物P3、P4位于无缺失区，扩增出657 bp产物代表总的mtDNA。引物P1、P2 PCR 50 μL反应体系：mtDNA 100 ng，引物浓度各为100 pmol，dNTPs 200 μmol/L,Mg2+ 1.8 mmol/L,Taq酶2.5 U(加拿大真达公司)，10×buffer 5.0 μL，石蜡油40 μL。PCR反应条件94 ℃变性10 min，加Taq酶。94 ℃ 1 min→56 ℃ 1 min→72 ℃ 5 min,共30循环，末次10 min延伸。
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为了消除5 430 bp带对扩增596 bp带的影响，模板先用TaqⅠ酶(Promega公司)消化，TaqⅠ酶切点为TCGA，位于mtDNA缺失区，TaqⅠ酶消化反应50 μL体系：mtDNA 1 μg、TaqⅠ 3 U、Buffer 5.0 μL。65 ℃孵育4 h，94 ℃灭活5 min。PCR扩增仅有596 bp的50 μL同P1、P2。引物P3、P4 PCR反应体系：mtDNA 50 ng，其余条件同扩增仅有596 bp带的条件。取PCR扩增产物(8.0 μL)经含EB的15 g/L琼脂糖凝胶电泳分离，在紫外灯下观察并拍照记录实验结果。用IBAS Rel 2.0全自动图像分析系统(德国OPTON公司)，对底片进行定量分析。
缺失型mtDNA比例即缺失型mtDNA占总的mtDNA的百分比例。稀释PCR法对缺失型mtDNA比例定量是以同一样本mtDNA为模板按一定稀释梯度稀释，分别用P1、P2和P3、P4进行PCR扩增，P1、P2扩增产物596 bp代表缺失型mtDNA含量，P3、P4扩增产物657 bp代表总mtDNA含量，二者扩增产物光密度相等时的最小mtDNA模板量的比例即代表缺失型mtDNA比例。计算能扩增出596 bp和657 bp带的最小mtDNA浓度比例以及它们的条带积分光密度(integrated optical density)比例，从而得出缺失型mtDNA的比例。2 结 果
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2.1 mtDNA片段缺失的检测
青年鼠和老年鼠脑mtDNA均存在缺失，缺失片段为4 834 bp(5 430-596=4 834)，如图1。
图1 引物P1、P2 PCR扩增产物电泳图谱
Fig.1 The electrophoresis of the PCR products ofprimer P1 and P2
M1：DNA marker(1 543，994，695，515，377，237 bp)； M2：λDNA/HindⅢ marker(23 130, 9 416,6 557,4 361,2 322,2 027,564,125 bp). 1: cerebral cortex; 2:hippocampus; 3: cerebellum of young rats. 4,7:cerebral cortex of aged rats; 5,8:hippocampus of aged rats; 6,9:cerebellum of aged rats
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2.2 缺失型mtDNA PCR扩增产物积分光密度比较
取50 ng mtDNA，PCR扩增596 bp产物，测得各脑区的PCR产物积分光密度(表2)。可见老年大鼠大脑皮质、海马和小脑缺失型mtDNA明显多于青年鼠，老年大鼠小脑缺失型mtDNA明显少于大脑皮质和海马，青年组3个脑区无差异。
表2 两组大鼠脑mtDNA缺失产物(4 834 bp)积分光密度比较
Table 2 The integrated optical density of 4 834 bp deletion of mtDNA products of young and aged rats
(OPTDI)
Young rats(n=10)
, 百拇医药
Aged rats(n=17)
Cortex
17.5±1.5
41.41)
Hippocampus
15.7±0.3
38.41)
Cerebellum
17.2±1.6
23.72)
Compared with young rats: 1) P<0.01; 2) P<0.0012.3 两组大鼠各脑区缺失型mtDNA比例
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用上述各脑区缺失型mtDNA PCR产物积分光密度接近均数的模板行稀释PCR，算出缺失型mtDNA的比例，以代表该脑区的缺失型mtDNA的比例(图2)。结果表明，老年鼠大脑皮质、海马和小脑缺失型mtDNA比例较青年鼠分别增高9、10和6.5倍。
图2 两组大鼠大脑皮质mtDNA模板稀释PCR产物
Fig.2 Dilute PCR products of cerebral mtDNA of young and aged rats
A:young rats; B:aged rats; M1：marker; Concertration of mtDNA:1～6 were 2.5×102～(-3)ng by 10-1 times, 7～12 were 2.5×10-2～(-7)ng by 10-1 times; integrated optical density/OPTDI in A1,A2,B1,B2,B3,B7,B8,B9,B10 were 19.24，11.47，45.52，29.73，20.25，40.46，28.10，18.45，14.00，respectirely.
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3 讨 论
缺失型mtDNA在心脏、肌肉和肝脏等组织随年龄递增而增多[6]。本研究证实了衰老时脑组织缺失型mtDNA比例也增多，这可能是由于氧自由基损伤mtDNA而引起的，并随年龄递增进行性加重[7]。神经元的线粒体呼吸链是脑内氧自由基生成的主要场所。正常情况下氧自由基一边生成，一边被清除。当氧自由基累积后，氧自由基就“攻击”神经元的生物物质(膜、蛋白质、核酸等)，导致线粒体DNA缺失突变、线粒体膜结构破坏以及其他亚细胞结构损害[8]。由于mtDNA缺失编码的大多数是细胞电子传递和氧化磷酸化酶复合物，线粒体DNA发生缺失突变，必将导致呼吸链功能进一步缺失，出现氧自由基增多和ATP生成减少，增多的氧自由基又“攻击”mtDNA和其他物质，结果缺失型mtDNA比例增高[9]。衰老时脑组织mtDNA缺失比例大幅度增加，其直接后果是神经元的能量代谢障碍，并进而损害神经元的结构和功能。此外，我们发现老年鼠小脑mtDNA缺失比例明显低于大脑皮质和海马，表明在正常衰老过程中各脑区对mtDNA缺失的易感性是不同的，小脑可能存在某种抗缺失突变机制。
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我室以往研究及其他学者研究均证实，衰老导致神经元丢失及神经元内粗面内质网合成减少、高尔基复合体的分泌功能降低、溶酶体中的酶活性降低、线粒体崩溃、脂褐素沉积[10]。神经元这些改变与线粒体的结构和功能衰退(能量代谢降低，膜破坏等)密切联系。因此，我们认为脑组织缺失型mtDNA比例增高是导致神经元衰老性退变的重要因素之一。■
基金项目：国家自然科学基金资助课题(39670244)
作者简介：项平，男，安徽人，讲师，硕士，现在蚌埠医学院解剖教研室，邮编：233001).
参考文献：
[1]Cantatore P, Roberti M, Rainaldi G,et al. The complete nucleotid sequence, gene organization, and genetic code of the mitochondrial genome of Paracentrotus lividus[J]. J Biol Evol, 1989,264(19):10965.
, 百拇医药
[2]Gadaleta M N, Rainaldi G, Lessa AMS, et al. Mitochondrial DNA copy number and mitochondrial DNA deletion in adult and senescent rat[J]. Mutat Res, 1992,275(3～6)：181.
[3]Shigenaga M K, Hagen T M, Ames B N. Oxidative damage and mitochondrial decay in aging[J]. Pro Natl Acad Sci USA,1994,91(23):10771.
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收稿日期：1999-01-13, 百拇医药