冯兆森，王华伟，方 育

(昆明医科大学第一附属医院，云南 昆明 650032)

线粒体通过氧化呼吸链产生高达90%的细胞能量，是重要的细胞器。线粒体除有氧氧化供能外，还参与其他关键的细胞内过程，如维持钙稳态，触发凋亡性细胞死亡以及调节活性氧(reactive oxygen species,ROS)的代谢。上述线粒体功能的正常运作依赖于正常的线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)，人类的mtDNA是个双链DNA分子，两条链分别称为重链(H)和轻链(L)，结构为闭合的环状。MtDNA相对独立于核基因组，参与编码4种呼吸酶复合物。由于mtDNA没有结合组蛋白、DNA修复系统效率低下，mtDNA容易受到致病因素损伤发生突变，影响线粒体的正常功能。线粒体功能的运作不仅依赖于正常的mtDNA分子，还与细胞中mtDNA拷贝数息息相关。MtDNA拷贝数即mtDNA分子的复制数量，不同的组织细胞根据各自的能耗需求，具有相适应的拷贝数，与细胞能耗需求呈正比，在病理情况下拷贝数可能发生变化。目前研究发现部分病变组织mtDNA拷贝数发生了改变，且与疾病发生机制密切相关。另外，mtDNA拷贝数对于预测疾病发病风险及预后具有价值。下面，本文将对mtDNA拷贝数变异机制及其影响疾病的机制进行论述。

1 MtDNA的复制过程

哺乳动物mtDNA通过线粒体中唯一的DNA聚合酶γ(polymerase γ，Polγ)进行复制和修复。人类的Polγ全酶分为催化亚基和辅助亚基，二者组成二聚体。催化亚基具有DNA聚合酶、3'-5'核酸外切酶和5'脱氧核糖磷酸裂解酶活性；辅助亚基为Polγ与mtDNA紧密结合所必需。Polγ全酶与具有mtDNA解旋酶活性的Twinkle蛋白以及mtDNA单链结合蛋白(mtSSBP)结合，形成mtDNA复制体。另外，具有5'-3'核酸外切酶活性的线粒体基因组维持外切酶1(mitochondrial genome maintenance exonuclease 1，MGME1)亦参与mtDNA复制[1]。……