线粒体替代疗法的主要应用方向为阻断线粒体基因病的遗传和改善高龄妇女的卵母细胞质量。线粒体基因病是线粒体基因组发生基因突变所导致的一类疾病,目前仍无治愈方法,线粒体替代疗法通过对含有突变型线粒体的卵母细胞进行线粒体置换,可阻断线粒体遗传病向子代传递。此外,线粒体替代或补充能增加老化卵母细胞的能量供应,有望用于改善高育龄妇女辅助生殖的临床结局。本文对线粒体替代疗法的研究进展及存在的问题进行综述。
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哺乳动物细胞中线粒体DNA(mitochondrial DNA, mtDNA)为双链环形致密结构,线粒体基因组全序列约为16.6 kb,共编码37个基因,包括组成线粒体内膜上的氧化磷酸化酶复合体I、III、IV和V亚基的13个蛋白质,参与转录及翻译的2个rRNA及22个tRNA基因[1]。线粒体基因病是线粒体基因组发生基因突变所导致的一类疾病,主要累及依赖氧化磷酸化提供能量的组织器官,如脑、心脏、骨骼肌等,表现为肌无力、痴呆、耳聋、失明、大脑供血异常等,最终可使患者严重致残或致死,目前仍无有效治愈方法。线粒体基因遗传性疾病在人群中发病率为0.5%,每200名新生儿中就可能有1名携带突变型mtDNA[2]。线粒体替代治疗(mitochondrial replacement therapy, MRT)包括原核移植(pronuclei transfer, PNT)、GV期生发泡移植(germinal vesicle transfer, GVT)、纺锤体移植(spindle transfer, ST)和极体移植(polar body transfer, PBT)等方案,通过对含有突变型线粒体或线粒体功能受损的卵母细胞或受精卵进行线粒体置换,阻断线粒体遗传病向子代传递[3]。世界首例"三亲婴儿"于2016年在墨西哥诞生,该案例采用ST技术、胚胎植入前遗传学筛查(PGS)和下一代测序技术(NGS)技术,帮助线粒体基因缺陷女性产下健康后代[4]。
