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OPA1 基因突變造成視神經膠細胞(retinal ganglion cell, RGC)萎縮，
直至目前其致病機制仍是大家最想知道的答案。雖然OPA1 廣泛的分 部在全身細胞，但據研究指出，相較於其他細胞，OPA1 在視神經膠 細胞分佈是最多的(Aijaz et al, 2004; Bette et al, 2005; Kamei et al, 2005;
Pesch et al, 2004)，而視神經膠細胞是能量需求極高的一種細胞，它必 須藉由足夠的能量供給作為訊息傳導之用。因此有科學家推測，或許 ATP 的合成(Lodi et al, 2004)。因此為了驗證以上假說，先前便有學者 以視神經萎縮症病人的fibroblast 作為研究工具，測試其 ATP 合成能 力及粒線體膜電位的變化，但都未在病人的fibroblast 發現有明顯下 降的情形(Spinazzi et al, 2008)。或許是因為 fibroblast 富含粒線體，因 此看不到 OPA1 基因突變在能量代謝上有明顯的影響。因此在我們的 實驗則改以淋巴球細胞，作為研究的細胞模式。首先，在我們建立的 視神經萎縮症病人的淋巴球細胞發現，OPA1 基因突變除了造成 OPA1 蛋白(Fig. 5)及 mRNA(Fig. 6)表現量降外(其降幅 70~80%)，其細胞粒
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線體總數(mitochondrial mass) (Fig. 10)及粒線體 DNA copy number(Fig. 9)都是減少的狀態。
這點發現相類似於 Dr. Kim 的研究，他們在病人血液中看到粒線體 DNA 是減少的現象(Kim et al, 2005)。這樣的現象則可能與我們後來 的發現相關聯。
另外，不同於先前研究團隊針對病人fibroblasts、muscle cells、
myotubes、或是 lymphoblasts 的研究(Mayorov et al, 2008; Spinazzi et al, 2008)，我們更在病人的淋巴球細胞中發現，粒線體膜電位(Fig. 8)、
ATP 合成能力(Fig. 11)、耗氧率(Fig. 14)等粒線體功能都是屬於低落的 情形，且有統計學上的意義。除了使用細胞不同外;所使用的培養液 也不同，為避免病人細胞長期處在mtDNA 合成不足造成細胞提早老 化或是死亡的情況，平時我們以培養Rho-zero(ρ0)細胞的培養液培養 細胞，讓細胞也可以藉由salvage pathway 來維持細胞能量和成及存活，
彌補mtDNA 的不足，在這樣的情況下更能表現 OPA1 影響粒線體的
48 細胞大多呈現大量的片段以及碎裂型(Fig. 13)，跟 control 相比增加了 約有50%，與其他研究中使用不同種病人細胞如: fibroblasts、myotubes 均有相類似的結果。這可能和 OPA1 本身最主要的功能，調控粒線體 融合有關，因此當 OPA1 基因產生突變時，最先也最直接影響到的即 是粒線體動態網絡(mitochondrial network dynamics)，因此在視神經萎 縮症病人其他細胞裡也都可以發現這樣的現象(Spinazzi et al, 2008;
Zanna et al, 2008)。在 Dr. Spinazzi 的文章中他也提到，ADOA 患者的 myotubes 可觀察到粒線體有分佈不均的現象，但在 fibrobalsts 則看不 到同樣的現象，他也推論這樣的情形可能和細胞特異性相關。在我們
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ADOA Family Ι 病人(F1P)表現量均少於 ADOA Family ΙΙ 病人(F2P1、
F2P2)的表現，但我們也發現這不一定與我們其他的實驗結果呈正相 關，例如：雖然F1P 表現較少量的蛋白質及 mRNA，但在粒線體膜 電位、粒線體總數量、mtDNA copy number 及耗氧量上並不是都低於 F2P1、F2P2 的表現；此外 F2P1 跟 F2P2 在粒線體相關實驗結果的表 現也不盡相同。我們推測視神經萎縮症病人細胞中，細胞的異常、缺 損，不只是由於wt-OPA1 不足所導致(haploinsufficiency)的，也可能 是由於表現mut-OPA1 所造成，所以在各方面的影響程度才會不盡相 同。
在本篇研究中，我們目前可以確認的是， OPA1 基因突變在視神經 萎縮症病人的淋巴球細胞中會造成(1)粒線體總數量及粒線體 DNA copy number 減少(2) 粒線體網絡、型態的改變(3)細胞能量和成、代
50 細胞增加對staurosporine 引起細胞凋亡反應的敏感度(Olichon et al, 2007b)，這樣的說法有則又與 OPA1 調控粒線體 cristae 開關 、 cytochrome c 釋放有關，雖然在我們實驗中並沒有做到這部分，但也 很有可能是造成疾病的原因之一。
在未來的研究中，我們計畫分別以 wild type-OPA 1 與 mutant type-OPA1 transfect 到細胞，若細胞是由於正常 OPA1 不足所引發疾 病(haploinsufficiency)，那麼在 transfect wild type-OPA 1 後，則可因補 足OPA1 量使得細胞及粒線體功能得到補償、回復的作用；但如果細
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胞是由於存在突變型的OPA1 所導致疾病(dominant negative effect)，
在transfect mutant type-OPA1 後，便會使細胞及粒線體功能缺失更加 嚴重。以這樣的方式我們期望能夠釐清 OPA1 基因突變造成視神經膠 細胞萎縮的機制，初步確定是由haploinsufficiency 還是 dominant negative effect 所造成，往後才能更進一步針對這個疾病加以治療。
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