侵袭性牙周炎相关线粒体基因突变和功能的研究

Mitochondrial DNA muatations mainly include point mutation and large scale deletion. Genetic heterogeneity is an essential characteristic of mitochondrial DNA muatations. The study is designed to detect the total heterogenetic mitochondrial DNA point muations and large scale deletions in 100 patients with aggressive periodontitis (AgP) and 100 controls using methods of "PCR-TTGE" and Southern-blot respectively. It is found by our group that mitochondrial DNA 8701A/10398A allel is related to aggressive periodontitis and trans-mitochondrial cybrid system (cybrid) is to be established in this study to identify the biological function of 8701A/10398A. And mitochondrial function will be detected in cybrids of patients with AgP harboring 8701A/10398A and cybrids of controls harboring 8701G/10398G. In addition, mitochondrial dysfunction affects local tissues in the following way: lack of energy supply- - increased oxidative stress- - increased apoptosis- - tissue destruction. This study will evaluate the mitochondrial dysfuntion of gingival fibroblasts in 30 patients with AgP and 30 controls from the above aspects. Apart from it, relationship between mitochondrial dysfunction and mitochondrial mutations will be analysed to enrich the understanding for pathological mechanism of aggressive periodontitis.

线粒体DNA突变主要包括点突变和大片段缺失。遗传异质性是线粒体DNA突变的一个重要特点，本研究拟采用"PCR-TTGE"的方法,检测100例侵袭性牙周炎者和100例对照者血细胞和牙龈组织线粒体全基因组异质性点突变，用Southern-blot的方法检测大片段缺失。本课题组发现线粒体DNA 8701A/10398A基因型和侵袭性牙周炎相关，本研究拟建立转线粒体细胞系，评价侵袭性牙周炎者具有8701A/10398A和对照者具有8701G/10398G的转线粒体细胞系的线粒体功能，以明确8701A/10398A基因型的生物学功能。在局部组织中，线粒体功能障碍通常通过以下路径发挥作用：能量供应不足- - 氧化应激增强- - 凋亡增加- - 组织损伤。本研究从这些方面评价30例侵袭性牙周炎者和30例对照者牙龈成纤维细胞的线粒体功能障碍，并分析功能障碍和线粒体DNA突变的相关性，深化对侵袭性牙周炎发病机制的认识。

近年来，线粒体基因和疾病关系的研究逐渐成为热点。本研究采用二代测序的方法发现了和侵袭性牙周炎相关的线粒体基因单碱基位点改变，8860G-10400C (OR=2.528, P=0.012)，12705C-10398A (OR=2.683,P=0.010)，9540C ((OR=3.838, P=0.001))，14783T (OR=2.193, P=0.022)，10873T-15043G (OR=4.375, P=0.001)。采用一代测序的方法发现线粒体基因单倍群A可能为侵袭性牙周炎的危险因素。采用长距离PCR和巢式PCR筛选4,745bp和8,463bp两种新的与侵袭性牙周炎相关的大片段缺失。为筛查侵袭性牙周炎的基因危险因素。为高危人群的早预防、早诊断、开展精准治疗提供了一定的理论研究基础。发现侵袭性牙周炎患者的牙龈成纤维细胞存在线粒体功能障碍，具有与侵袭性牙周炎相关的线粒体基因单碱基位点改变的牙龈成纤维细胞线粒体功能障碍重于对照者。明确了mtROS是人牙龈成纤维细胞内的ROS的主要来源，并在LPS介导的人牙龈成纤维细胞炎症反应中发挥重要作用，可通过NF-KB等炎症通路放大炎症反应。为牙周病致病机制的研究提供新的视角并为牙周炎的药物治疗提供一定的理论依据。另外发现了一些潜在的研究领域，在北京市中老年人群中发现线粒体DNA A10398G位点改变 (OR=1.77, P=0.042)与代谢综合征相关。随着我国人口老龄化加剧，老年认知障碍的患病人数不断上升。年龄、性别、遗传因素、社会经济因素以及全身健康状况是认知水平的传统影响因素，然而还有部分影响因素有待发现。本研究对北京石景山区社区人群的缺牙数、牙周指标和线粒体非编码区基因多态性与认知水平的的相关性进行分析，发现缺牙数与认知水平间负相关（β= -0.043，95%CI= -0.062, -0.025，P<0.001）。进行基因检测的567人中，在校正传统因素后，线粒体基因D-loop区的两个单核苷酸多态性位点A189G (β=-1.520, 95%CI=-2.802,-0.238, P=0.020) ，A16164G(β=-1.084, 95%CI =-2.088,-0.079, P=0.035)及线粒体单倍群Y(β=-1.935, 95%CI=-3.828, -0.042, P=0.045)与认知水平负相关