粒線體 DNA 變異與嬰兒猝死症候群相關性之研究
粒線體 DNA 變異與嬰兒猝死症候群相關性之研究
研究所名稱:台北醫學大學生物醫學技術研究所
研究生姓名:黃純英
畢業時間:九十四學年度第二學期
指導教授:高淑慧助理教授 生物醫學技術研究所
嬰兒猝死症候群( Sudden Infant Death Syndrome, SIDS )至目前為止,確切的原因仍不明,回溯許多文獻報告, SIDS 的發生可能與粒線體 基因( mitochondrial DNA, mtDNA )突變有關,本篇研究即針對嬰兒猝死症候群( SIDS )、非嬰兒猝死症候群( non-SIDS )及正常對照 組( live health control )探討粒線體 DNA 變異與 SIDS 之間的相關性。另外也探討 DNA 修補機制有關的酵素 hOGG1 基因多型性與 SIDS 之間的相關性。本研究中我們收集 7 位 SIDS 及 19 位 non-SIDS 的個案。死亡個案採取血液、骨骼肌及心肌組織,正常對照組則採取正常嬰 兒的唾液檢體( buccal epithelial sample ),利用聚合 ? 鏈鎖反應( polymerase chain reaction, PCR )、 Long-extension PCR 、 Primer-shift P CR 及即時定量 PCR ( Real-time Quantitative PCR )技術,分析 mtDNA hypervariable region I ( HVR I )、 HVR II 變異情形、 mtDNA 斷 損突變( large-scale deletion )及相對 mtDNA 拷貝數( relative amount of mtDNA copy number )。實驗結果發現, SIDS 、 non-SIDS 及 live health control 三組之 mtDNA HVR I 、 HVR II DNA 序列變異情形,包括鹼基的取代( DNA substitution )種類、位置及數目並無顯著差異。
於本研究中檢測有三種 mtDNA deletion 於 SIDS 及 non-SIDS 檢體中,分別為 4977 bp 、 5335 bp 及 7599 bp deletion 。 live health control 的 b uccal epithelial sample 中僅發現一位有 7599 bp deletion 。 4977 bp deletion 僅出現在一位 non-SIDS 死於先天性心臟畸形的心肌樣品中。比較 SIDS 於不同組織的 mtDNA deletion 發生率,發現骨骼肌的 5335 bp deletion 發生率高出心肌及血液有 1.5 及 2 倍,另骨骼肌的 7599 bp deleti on 發生率高出血液及心肌有 1.6 倍。比較 SIDS 與 non-SIDS 之間 5335 bp 及 7599 bp deletion 發生率的差異,發現 SIDS 血液 5335 bp deletion 高出 non-SIDS 血液 4 倍, SIDS 骨骼肌 5335 bp deletion 高出 non-SIDS 骨骼肌 1.8 倍。 SIDS 血液中 7599 bp deletion 高出 non-SIDS 血液有 2 倍。 SIDS victims 於血液及骨骼肌的 multiple deletion 發生率高出 non-SIDS 血液及骨骼肌有 4 倍及 2 倍。利用費雪精準檢定 (Fishers’ Exact T est) 比較 SIDS 與 non-SIDS 之間於血液、骨骼肌及心肌的 mtDNA deletion ,發現並沒有顯著性差異 (p>0.05) ,其中骨骼肌 5335 bp deletion 之 p 值為 0.093 ,趨近於 0.05 。統計 SIDS 與 non-SIDS 於血液、骨骼肌及心肌 multiple deletion 的比率,兩組之間亦沒有顯著性差異,其中 骨骼肌之 p 值為 0.085 ,趨近於 0.05 。 SIDS victims 骨骼肌與心肌的相對 mtDNA copy number 均高於 non-SIDS victims 約 0.4 倍,但 SIDS v ictims 其血液的相對 mtDNA copy number 反而比 non-SIDS victims 低。比較 SIDS 與 non-SIDS victims 在血液、心肌及骨骼肌中相對 mtDNA copy number ,並無顯著性差異, p 值分別為 0.25 、 0.28 及 0.14 。 SIDS 的骨骼肌及心肌比 non-SIDS 有較高的 deletion 發生率及較高的相 對 mtDNA 數目,此現象可能係因帶有 mtDNA 缺損的粒線體因生物能量不足,所產生的補償機制,使粒線體增殖, mtDNA copy number 相 對的升高。而 SIDS group 血液的 mtDNA deletion 發生率高於 non-SIDS ,但相對 mtDNA 數目卻比 non-SIDS group 低,此種不同於骨骼肌及 心肌代償作用的結果,是否與 mtDNA deletion 引發 apoptosis 作用於骨髓幹細胞有關,仍有待進一步研究。另外,分析 SIDS 、 non-SIDS 及 live health control 的 hOGG1 基因型, SIDS victims 的 1245G allelic frequency 為 0.786 ,較 non-SIDS 的 0.611 及正常對照組的 0.450 高,比 較 SIDS 與 live health control 及 non-SIDS 與 live health control 三種 hOGG1 基因型,發現並沒有顯著性差異, p 值分別為 0.062 及 0.246 。 雖然 SIDS 及 non-SIDS 與 live health control 之唾液檢體來源不同,但整體而言 SIDS 及 non-SIDS 之斷損突變發生率比 live health control 高出 許多倍。 mtDNA 斷損除了使細胞內的生物能量產生危機外,也可能會促進細胞 apoptosis 。過去的研究指出許多 SIDS 在腦幹的病理檢查發 現有 apoptosis ,而這些 apoptosis 被認為與缺氧有關。綜合實驗結果,我們的結論認為 mtDNA deletion 本身並非直接與 SIDS 的死因有關係
,但或許可能當嬰兒處於發育階段的脆弱時期,由於 mtDNA deletion ,嬰兒易受到能量不足或缺氧的間接的作用下,導致嬰兒有猝死發生 的傾向。
Mitochondrial DNA Variations in Sudden Infant Death Syndrome