Молекулярно-генетическая характеристика болезней дыхательной цепи митохондрий у детей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.07, кандидат биологических наук Цыганкова, Полина Георгиевна

• Цыганкова, Полина Георгиевна
• кандидат биологических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Цыганкова, Полина Георгиевна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 .Митохондрии.

1.1.1. Строение и функции митохондрий.

1.1.2. Строение и функции дыхательной цепи митохондрий.

1.1.3. мтДНК. Репликация, транскрипция, трансляция.

1.2.Митохондриальные заболевания.

1.2.1. История изучения митохондриальных заболеваний.

1.2.2. Современная классификация митохондриальных заболеваний.

1.2.3. Принцип наследования митохондриальных болезней. Феномен гетероплазмии.

1.2.4. Патогенез мутаций мтДНК.

1.3.Общая клиническая характеристика БДЦМ.

1.4.Клиническая и биохимическая характеристика БДЦМ у детей.

1.4.1. Клиническая и биохимическая характеристика синдрома Ли.

1.4.2. Клиническая и биохимическая характеристика синдрома Альперса.

1.4.3. Клиническая и биохимическая характеристика синдрома истощения мтДНК.

1.4.4. Клиническая и биохимическая характеристика синдрома Пирсона.

1.5.БДЦМ у детей. Биохимические маркеры и их значение в диагностике.

1.6.Молекулярно-генетическая характеристика БДЦМ у детей.

1.6.1. Молекулярно-генетическая характеристика синдрома Ли (СЛ).

1.6.2. Молекулярно-генетическая характеристика болезни Альперса.

1.6.3. Молекулярно-генетическая характеристика синдрома истощения мтДНК.

1.6.4. Молекулярно-генетическая характеристика синдрома Пирсона.

1.7.Существующие алгоритмы дифференциальной диагностики БДЦМ у детей.

1.8.Подходы к лечению БДЦМ у детей.

1.9.Медико-генетическое консультирование в семьях с БДЦМ.

ГЛАВА 2 ХАРАКТЕРИСТИКА БОЛЬНЫХ И МЕТОДЫ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.¡.Характеристика выборки больных.

2.2.Материал для исследования.

2.3.Метод выделения ДНК.

2.4.Условия полимеразной цепной реакции.

2.5.Метод электрофореза в ПААГ.

2.6.Метод SSCP.

2.7.Определение нуклеотидной последовательности ДНК.

2.8.Анализ полиморфизма длин рестрикционных фрагментов (ПДРФ-анализ).

2.9.МЬРА-анали з.

ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.

3.1.Спектр и частота мутаций при синдроме Ли.

3.1.1. Спектр и частота мутаций в гене SURF1.

3.1.2. Новые мутации в гене SURF1.

3.1.3. Полиморфизмы в гене SURF1.

3.1.4. Разработка системы детекции частых мутаций в гене SURF1.

3.1.5. Поиск мутаций в других ядерных генах синдрома Ли.

3.1.6. Спектр мутаций в мтДНК.

3.1.7. Новые мутации мтДНК.

3.1.8. Анализ клинических, биохимических и нейрорадиологических данных в группе пациентов с синдромом Ли.

3.2.Спектр и частота мутаций при болезни Альперса и МГС.

3.2.1. Анализ клинических, биохимических и нейрорадиологических данных в группе пациентов с болезнью Альперса и МГС.

3.3.Мутации при синдроме Пирсона.

3.4.Алгоритм лабораторной диагностики БДЦМ у детей.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Молекулярно-генетическая характеристика болезней дыхательной цепи митохондрий у детей»

Актуальность исследования.

Болезни дыхательной цепи митохондрий (БДЦМ) - гетерогенная группа заболеваний, относящаяся к классу наследсвенных болезней обмена веществ (НБО). БДЦМ характеризуются нарушением электронтранспортной цепи митохондрий и снижением уровня окислительного фосфорилирования. Вследствие этого уменьшается продукция АТФ - основного источника клеточной энергии, что приводит к гибели клеток и повреждению различных тканей и органов. Часть полипептидов КДЦМ кодируется митохондриальной ДНК (мтДНК), однако большая часть - ядерными генами [Rotig A., Munnich А., 2003]. Распространенность самой частой детской формы митохондриального заболевания, синдрома Ли, оценивается как 1:40000 живых новорожденных [Rahman S., et al., 1996]. А по данным нескольких независимых исследований мутаций мтДНК в больших популяциях суммарная частота БДЦМ составляет ~ 1:5000 живых новорожденных [Chinnery P.F. et al., 2000; Schaefer A.M. et al., 2008]. Патогенные аллели мтДНК встречаются у 1 на 200 живых новорожденных, мутации de novo - , по крайней мере, у 1 на 1000 живых новорожденных [Elliott H.R. et al., 2008]. Многие из этих мутаций передаются потомкам по материнской линии и могут вызвать у них прогрессирующие, инвалидизирующие мультисистемные заболевания с поражением нервной системы. Лечение митохондиальных заболеваний в данное время основано лишь на симптоматической терапии [Stacpoole P.W., 2011].

В группу БДЦМ входят более 30 различных нозологических форм, при этом наибольшее их число манифестирует в раннем детском возрасте

Wallace D.C, Fan W, Procaccio V., 2010]. Диагностика митохондриальных болезней у детей осложняется большим числом ядерных генов, наличием большого числа фенокопий среди других ИБО и первичных нервно-мышечных заболеваний, а также отсутствием однозначных диагностических лабораторных критериев [Suomalainen А., 2011]. Несмотря на большую ценность анализа последовательности мтДНК и ядерных генов митохондриальных заболеваний, накопленных на сегодняшний день молекулярно-генетических данных об особенностях спектра и частот мутаций при младенческих и детских формах БДЦМ не достаточно для формирования эффективных диагностических алгоритмов.

Предполагается, что более глубокое и масштабное исследование первичного молекулярно-генетического дефекта с использованием новых высокотехнологичных методов молекулярной генетики позволит переломить эту ситуацию [Koene S., Smeitink J., 2011].

Изучение ядерных генов, вовлеченных в обеспечение работы дыхательной цепи митохондрий, началось сравнительно недавно и на сегодняшний день открыто более 100 генов, ответственных за БДЦМ [Smeitink J., et al., 1999; DiMauro S., et al., 2001; Hinttala R., et al, 2005; Horvath R., et al., 2006; Kollberg G., et al., 2009; Naess K., et al., 2009; Spinazzola A., et al., 2009]. Характеристика спектра мутаций в этих генах, изучение их роли в формировании разных клинических форм заболеваний является одним из важных направлений в области митохондриальной медицины и, в перспективе, создает базу для разработки методов эффективного лечения этих заболеваний [Chiaratti M.R., et al., 2011; Saada A., 2011].

Разработка быстрых и точных методом молекулярной диагностики митохондриальных болезней также даст возможность врачам вовремя назначить специфическую антиоксидантную терапию, которая во многих случаях приводит к стабилизации состояния пациента или даже значительному его улучшению [Enns G.M., et al., 2012]. 8

С практической точки зрения установление первичного молекулярно-генетичского дефекта позволяет точно определить тип наследования и в ряде случаев прогноз по заболеванию. Цель работы.

Целью данного исследования является молекулярно-генетическая характеристика частых форм БДЦМ у детей и разработка алгоритмов дифференциальной диагностики данной группы заболеваний. Задачи исследования.

1. Сформировать выборку пациентов с БДЦМ, манифестирующих в раннем детском возрасте.

2. Охарактеризовать спектр и частоту мутаций в основных ядерных генах (SUR.F1, РОЬв) и митохондриальной ДНК при разных формах БДЦМ.

3. Оценить вклад мутаций мтДНК в развитие синдрома Ли.

4. Создать алгоритм лабораторной диагностики основных форм БДЦМ у детей.

Научная новизна.

Впервые для российских больных с детскими формами БДЦМ проведено молекулярно-генетическое исследование митохондриальной ДНК и ядерных генов, позволившее выявить первичный молекулярно-генетический дефект у

34% пациентов из 4 клинических групп (синдром Ли, болезнь Альперса, митохондриальный гепатоцеребральный синдром, синдром Пирсона). На репрезентативной выборке из 50 пациентов выявлены клинические особенности синдрома Ли, обусловленного мутациями гена SUR.F1.

Охарактеризован спектр мутаций в гене SUR.F1 при синдроме Ли у российских пациентов, установлена высокая частота мутации с.845846<1е1СТ по сравнению со странами Западной Европы. Впервые проведен анализ всей последовательности митохондриальной ДНК пациентов с синдромом Ли, что позволило оценить вклад мутаций митохондриального генома в развитие данной патологии. В результате работы обнаружено 3 мутации мтДНК, ранее не описанные в литературе, изучено их семейное накопление. Впервые 9 в практике отечественной медицины был установлен молекулярно-генетический дефект при болезни Альперса и охарактеризован спектр мутаций в гене POLG, ответственном за развитие данной патологии. Показана высокая частота двух мутаций p.W748S, р.А467Т в гене POLG у пациентов с разными клиническими формами митохондриальных гепатопатий. У 4 пациентов с редкими клиническими формами БДЦМ выявлены мутации в генах MPV17, DGUOK, PDHA1, NDUFV1, ранее не изучавшихся отечественными исследователями. Теоретическая и практическая значимость.

Описание в работе множества вновь выявленных мутаций в генах, ответственных за работу дыхательной цепи митохондрий, вносит вклад в изучение разнообразия первичных генетических дефектов, связанных с нарушением биоэнергетических процессов в клетке и приводящих к митохондриальным болезням. На основании полученных данных о спектре и частоте мутаций в митохондриальной ДНК и ядерных генах митохондриальных заболеваний разработаны простые ДНК-тесты, позволяющие в кратчайшие сроки провести детекцию наиболее частых мутаций при младенческих и детских БДЦМ. Разработанные лабораторные методики могут применяться во всех молекулярно-диагностических лабораториях, специализированных на наследственных болезнях. Установленные клинические особенности отдельных нозологических форм БЦДМ позволяют сформировать критерии, по которым возможно сузить дифференцильно-диагностический поиск. Разработанный алгоритм лабораторной диагностики БДЦМ у детей, основанный на последовательном анализе генов, существенно уменьшает сроки подтверждения диагноза и создает основу для медико-генетической помощи семьям с больными детьми. Основные положения, выносимые на защиту.

1. Распределение пациентов с подозрением на болезни дыхательной цепи митохондрий, манифестирующие в раннем детском возрасте, в одну из 4 клинических групп (синдром Ли, болезнь Альперса, митохондриальный

10 гепатоцеребральный синдром, синдром Пирсона) на основе клинических и биохимических данных является эффективным приемом для начального этапа диагностики данной группы заболеваний.

2. Самое частое митохондриальное заболевание у детей - синдром Ли -является генетически гетерогенным, В выборке российских больных представлены варианты с аутосомно-рецессивным (при мутациях в генах SURF1, NDUFV1), Х-сцепленным (при мутациях в гене PDHA1) и материнским (мутации митохондриальной ДНК) наследованием.

3. В 27% случаев при синдроме Ли наблюдаются нарушения в гене SURF1, 59% мутантных аллелей приходится на долю мажорной мутации c.845846delCT. На долю мутаций митохондриальной ДНК при синдроме Ли приходится 7%. Самой частой мутацией митохондриальной ДНК является мутация m.T8993G/C в районе АТР6 (38% случаев).

4. При митохондриальных гепатопатиях (болезни Альперса и митохондриальном гепатоцеребральном синдроме) выявлены мутации генов, вовлеченных в репликацию митохондриальной ДНК (POLG, DGUOK, MPV17). Мутации p.W748S, р.А467Т в гене POLG составляют 42% мутантных аллелей.

5. Разработанные тесты на частые мутации и алгоритм лабораторной диагностики данной группы заболеваний позволили выявить первичный генетический дефект у 34% обследованных больных.

Заключение диссертации по теме «Генетика», Цыганкова, Полина Георгиевна

выводы.

1. Сформулированы клинические и биохимические критерии включения пациентов в одну из 4 клинических групп болезней дыхательной цепи митохондрий, манифестирующих в раннем детском возрасте: синдром Ли, болезнь Альперса, митохондриальный гепатоцеребральный синдром, синдром Пирсона) на основе анализа литературы и клинических данных 250 пациентов.

2. Охарактеризованы спектр и доли мутаций ядерных и митохондриальных генов при самом частом митохондриальном заболевании у детей - синдроме Ли на выборке 182 больных. Подтверждена большая генетическая гетерогенность синдрома Ли: мутации обнаружены в генах SURF1, NDUFV1 (аутосомно-рецессивное наследование; 51 пациент), PDHA1 (Х-сцепленное наследование; 1 пациент) и митохондриальной ДНК (материнское наследование; 13 пациентов).

3. Самыми частыми при синдроме Ли являются нарушения в гене SURF1 (27% случаев). Выявлена мажорная мутация в гене SURF1 - c.845846delCT (59% мутантных аллелей) и 12 ранее не описанных мутаций.

4. Вклад мутаций митохондриальной ДНК в развитие синдрома Ли составил 7%. Самой частой мутацией митохондриальной ДНК является мутация m.T8993G/C в районе АТР6 (38% случаев). Выявлено 3 новых мутации митохондриальной ДНК (m.8839G>C, m,14441T>C, m.3945C>A), приводящих к развитию заболевания.

5. Установлены молекулярно-генетические нарушения у пациентов с митохондриальными гепатопатиями. У 11 пациентов с болезнью Альперса и у 2 пациентов с митохондриальным гепатоцеребральным синдромом выявлено 11 различных мутаций в гене POLG. Показано, что мутации p.W748S, р.А467Т являются самыми частыми и составляют 42% мутантных аллелей. У 2 пациентов определены мутации в других генах биогенеза митохондриальной ДНК - DGUOKhMPV17.

6. На основе анализа клинических данных, а также полученных результатов молекулярно-генетического исследования пациентов с младенческими и ранними детскими формами болезней дыхательной цепи митохондрий разработаны ДНК-тесты на частые мутации и сформирован алгоритм лабораторной диагностики данной группы заболеваний.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Болезни дыхательной цепи митохондрий - одна из самых обширных и довольно трудных для дифференциальной диагностики групп наследственных болезней обмена веществ. Известно большое число ядерных и митохондриальных генов, изменения в которых могут приводить к БДЦМ, кроме того, все эти болезни чрезвычайно разнообразны по своим клиническим проявлениям и характеру течения.

В представленной работе впервые в России проведено исследование вклада мутаций в основных ядерных генах БДЦМ у детей. В рамках одного исследования не представляется возможным проанализировать все гены, поэтому были выбраны гены мтДНК, а также ядерные гены SURF1, POLG , мутации в которых вносят существенный вклад в структуру митохондриальной патологии. В результате многолетней работы была сформирована выборка больных (250 пациентов), которая была преимущественно представлена клиническим фенотипом синдром Ли (СЛ) п=182, а также в исследование включены пациенты с крайне редкими формами митохондриальных заболеваний - болезнью Альперса п=40 и другими митохондриальными гепатопатиями п=15. При С Л мутации обнаружены у 36% пациентов. Наибольшее число пациентов имеют мутации в гене SURF1, кодирующем белок-сборщик IV КДЦМ. В данном гене обнаружено 12 новых мутаций, включая две крупные перестройки. Выявлена наиболее частая мутация - c.845846delCT (59% мутантных аллелей) , тестирование на которую является высокоинформативным. Данная мутация встречается с большой частотой в странах Восточной Европы и, возможно, имеет славянское происхождение. Клинические проявления этой формы болезни специфичны ранним и подострым началом, поражением базальных ганглиев, тяжестью бульбарных нарушений и высокой частотой встречаемости гипертрихоза. По совокупности данных клинических проявлений эту форму CJI можно дифференцировать среди других БДДМ.

Мутации мтДНК встретились у 13 пациентов с синдром Ли. Мутации мтДНК обнаружены в районах, кодирующих субъединицы I КДЦМ (ND1-ND6). Выявлено три ранее не описанных мутации в мтДНК (т.14441Т>С в ND6, m.8839G>C в АТР6, ш.3945С>А в ND1). Самой частой мутацией мтДНК является m.8993T>G/C в АТР6, встретившаяся у 5 пациентов (38%). Показано, что пороговый эффект мутации мтДНК индивидуален для каждой мутации и для каждого отдельного клинического случая.

Впервые в России проведены молекулярно-генетические исследования пациентам с болезнью Альперса и митохондриальным гепатоцеребральным синдромом. У 11 из 40 пациентов (27,5%) с подозрением на болезнь Альперса обнаружены мутации в гене POLG, кодирующем митохондриальную полимеразу гамма. Выявлено 10 различных мутаций в гене POLG, 2 из которых ранее не описаны (p.L311P, c.3632dell2). Двумя самыми частыми мутациями в гене POLG являются W748S и А467Т (42 % мутантных аллелей).

У 4 из 15 пациентов (26%) с подозрением на митохондриальный гепатоцеребральный синдром обнаружены мутации в генах POLG (2 пациента), DGUOK {1 пациент) и MPV17 (1 пациент).

Сравнение клинических данных подтвержденных пациентов из двух групп - БА и МГС - позволило сделать вывод, что для пациентов с БА более характерно преобладание неврологической симптоматики: миоклонических генерализованных судорог и эпи-активности на ЭЭГ; а у пациентов из группы МГС в клинической картине превалируют симптомы поражения печени: повышение ACT,AJ1T, гепатомегалия, цирроз, гипогликемия, повышение альфа-фетопротеина. Выявленные особенности помогают различить две группы заболеваний на клиническом уровне.

Среди 13 пациентов с подозрением на синдром Пирсона частая крупная делеция мтДНК (4977) обнаружена в 4 случаях (31%).

Для всех исследуемых патологий разработаны быстрые и надежные тесты на частые мутации современными молекулярно-генетическими методами: SSCP, ПЦР-ПДРФ, MLP А. Тесты на частые мутации позволили выявить 82% пациентов от общего числа пациентов с обнаруженными мутациями.

Самое большое количество подтвержденных случаев приходится на долю синдрома Ли (77%). Пациенты с болезнью Альперса составляют 13%; пациенты с митохондриальным гепатоцеребральным синдромом - 5%; пациенты с синдромом Пирсона - 5% . Для 166 пациентов (66%), направляемых в лаб.НБО МГНЦ РАМН, не удалось обнаружить молекулярного дефекта, что подтверждает чрезвычайную генетическую гетерогенность и широкий клинический полиморфизм данной группы заболеваний. При этом разработанный алгоритм лабораторной диагностики, позволяет без проведения инвазивных биохимических методов верифицировать диагноз у 1/3 пациентов, что существенно для педиатрического контингента больных. Кроме того это позволяет при медико-генетическом консультировании семей с большей точностью рассчитывать генетические риски и информировать семью о прогнозах заболевания и возможностях пенатальной диагностики. При этом совершенно очевидно, что для повышения выявляемое™ БДЦМ у детей необходимо применение дополнительных биохимических тестов, а также разработка протоколов для молекулярной диагностики данных патологий методами секвенирования нового поколения.

Рис.42. Феиотипический состав выборки пациентов с БДЦМ с выявленными мутациями.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Цыганкова, Полина Георгиевна, 2012 год

1. Бакеева /I.E., Ченцов Ю.С. Митохондриальный ретикулум: Строение и некоторые функции // М., Итоги науки. Общие проблемы биологии. -1989.

2. Дегтярева A.B., Захарова Е.Ю., Цыганкова П.Г., Чеглецова Е.В., Готье C.B., Цырюльникова О.М. Недостаточность митохондриальной деоксигуанозинкиназы // М., «Вестник Российского государственного медицинского университета». — 2009 — №1. — 27-30.

3. Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика // Новосибирск: Сибирское университетское издательство. — 2007. — 480 с.

4. Захарова Е.Ю., Повалко Н.Б., Цыганкова П.Г. Особенности ДНК-диагностики болезней дыхательной цепи митохондрий // Медицинская генетика. — 2006. — т.5, № 10. — С. 38-43.

5. Захарова Е.Ю., Цыганкова П.Г. Митохондриальное наследование и митохондриальные болезни. // В кн. Наследственные болезни: национальное руководство. Под ред. Н.П. Бочкова, Е.К. Гинтера, В.П. Пузырева. М. «ГЭОТАР-Медиа». — 2012. — С. 499-510

6. Краснопольская К.Д. Наследственные болезни обмена веществ. Справочное пособие для врачей. // M., РОО «Центр социальной адаптации и реабилитации детей «Фохат» — 2005. — С.81.

7. Международная база по мутациям в гене POLG. http://tools.niehs.nih.gov/polg.

8. Мутации в митохондриальной ДНК при синдроме Ли http://www.mitomap.org/bin/view/MITOMAP/ClinicalPhenotypesPolypeptide

9. Михайлова С. В., Захарова Е. Ю., Петрухин А. С. Нейрометаболические заболевания у детей и подростков: диагностика и подходы к лечению // М., Литтера. — 2011. — С.341.

10. Ю.Николаева Е. А., Яблонская М. И., Барсукова П. Г., Захарова Е. Ю., Новикова И. М., Новиков П. В. Болезнь Лея, обусловленная мутацией гена SURF1: диагностика и подходы к терапевтической коррекции // Педиатрия. — 2006. — № 2. С.27-31.

11. И.Скулачев В.П. Энергетика биологических мембран // М., 1989.

12. Феничел Джеральд М. Педиатрическая неврология. Основы клинической диагностики: перевод с англ. // М: Медицина. — 2004. — 640 с.

13. Alpers, В. J. : Diffuse progressive degeneration of gray matter of cerebrum // Arch, eurol. Psychiat. — 1931. — V.25. — P. 469-505.

14. Andrews RM, Kubacka I, Chinnery PF, Lightowlers RN, Turnbull DM, Howell N. Reanalysis and revision of the Cambridge reference sequence for human mitochondrial DNA // Nat Genet. — 1999. — V.10;23(2). — P.147.

15. Benit P., Chretien D., Kadhom N.; et al.: Large-scale deletion and point mutations of the nuclear NDUFV1 and NDUFS1 genes in mitochondrial complex I deficiency // Am. J. Hum. Genet. 2001. - Vol.68. - P.1344-1352.

16. Benit P., Slama A., Cartaul, F., et al. Mutant NDUFS3 subunit of mitochondrial complex I causes Leigh syndrome //J. Med. Genet. — 2004. — V. 41. — p.14-17.

17. Bourgeron, Т., Rustin, P., Chretien, D., et al. Mutation of a nuclear succinate dehydrogenase gene results in mitochondrial respiratory chain deficiency // Nature Genet. — 1995. — V. 11. p.144-149.

18. Brown GC. Control of respiration and ATP synthesis in mammalian mitochondria and cells // Biochem J. 1992. - Vol.284 ( Pt 1). - P.l-13.

19. C. Scriver A.L., Beaudet W.S., Sly D.Valle The Metabolic basis of inherited metabolic disease// 1997. —V.l. — P.869.

20. C. Scriver A.L., Beaudet W.S., Sly D.Valle The Metabolic basis of inherited metabolic disease // 2001. — V.ll. — P.2368

21. Calvo S.E., Compton A.G., Hershman S.G., et al., Molecular diagnosis of infantile mitochondrial disease with targeted next-generation sequencing// Sci Transl Med. — 2012. — Jan. — V. 25;4(118). P.118.

22. Casademont J., Barrientos A., Cardellach F., et al. Multiple deletions of mtDNA in two brothers with sideroblastic anemia and mitochondrial myopathy and in their asymptomatic mother// Hum. Molec. Genet. — 1994. — V.3. — P.1945-1949.

23. Chan S.S, Copeland W.C. DNA polymerase gamma and mitochondrial disease: understanding the consequence of POLG mutations // Biochim Biophys Acta. — 2009. — May. — V.1787(5). P.312-9.

24. Chan S.S., Naviaux R.K., Basinger A.A., Casas K.A., Copeland W.C. De novo mutation in POLG leads to haplotype insufficiency and Alpers syndrome // Mitochondrion. — 2009. — Sep. Vol.9(5). - P.340-5.

25. Chiaratti M.R., Meirelles F.V., Wells D., Poulton J., Therapeutic treatments of mtDNA diseases at the earliest stages of human development // Mitochondrion. — 2011. — Sep. Vol.11(5).,- P.820-8.

26. Chinnery P.F., Johnson M.A., Wardell T.M., Singh-Kler R., Hayes C., Brown D.T., Taylor R.W., Bindoff L.A., Turnbull D.M. Epidemiology of pathogenic mitochondrial DNA mutations. //Ann. Neurol. 48 — 2000. — P.188-193.

27. Cohen BH, Naviaux RK. The clinical diagnosis of POLG disease and other mitochondrial DNA depletion disorders // Methods. — 2010. — Vol.8;51(4). — P.364-73.

28. Dahl, H. Getting to the nucleus of mitochondrial disorders: identification of respiratory chain-enzyme genes causing Leigh syndrome. //Am. J. Hum. Genet. — 1998. —V. 63 — p.1594-1597. \

29. DiMauro; S.; De Vivo, D. Genetic heterogeneity in Leigh syndrome // (Letter) Ann. Neurol. — 1996. V. 40. - p.5-7.

30. Edgar D, Trifunovic A. The mtDNA mutator mouse: Dissecting mitochondrial involvement in aging // Aging (Albany NY). — 2009. — Dec. — Vol.ll;l(12). — P.1028-32.

31. Elliott H.R., Samuels D.C., Eden J.A., Relton C.L., Chinnery P.F. Pathogenic mtDNA mutations are common in the general population // Am. J. Hum. Genet. — 2008. — Vol.80. P.254-260.

32. Ferrari G, Lamantea E, Donati A, et al. Infantile hepatocerebral syndromes associated with mutations in the mitochondrial DNA polymerase-gammaA // Brain. — 2005. — Apr. — P.128(Pt 4). P.723-31.

33. Finsterer J. Leigh and Leigh-like syndrome in children and adults // Pediatr Neurol. — 2008., Oct. — Vil.39(4). - P.223-35.

34. Funalot B, Reynier P, Vighetto A, Ranoux D, Bonnefont JP, Godinot C, Malthiery Y, Mas J.L. Leigh-like encephalopathy complicating Leber's hereditary optic neuropathy // Ann Neurol. 2002. - Sep. - Vol.52(3). — P.374-7.

35. Gauthier-Villars M., Landrieu P., Cormier-Daire V., et al. Respiratory chain deficiency in Alpers syndrome // Neuropediatrics. — 2001. — Vol.32. — P.150-152.

36. Gibson KM, Bennett MJ, Mize CE, et al. 3-Methylglutaconic aciduria associated with Pearson syndrome and respiratory chain defects // J Pediatr. — 1992. — Dec. — Vol.121(6). — P.940-2.

37. Gilbert, E.; Arya, S., Chun, R., Leigh's necrotizing encephalopathy with pyruvate carboxylase deficiency//Arch. Path. Lab. Med. — 1983. — V. 107. — P.162-166.

38. Gordon, N.; Marsden, H., Lewis, D. Subacute necrotizing encephalomyelopathy in three siblings // Dev. Med. Child Neurol. — 1974. — V. 16. — p.64-78.

39. Gropman A, Chen T.J, Perng CL, Krasnewich D, Chernoff E, Tifft C, Wong L.J. Variable clinical manifestation of homoplasmic G14459A mitochondrial DNA mutation // Am J Med Genet. — 2004. Feb. - Vol.l;124A(4). - P.377-82.

40. Hakonen A.H, Isohanni P., Paetau A., Herva R., Suomalainen A.; Lönnqvist T. Recessive Twinkle mutations in early onset encephalopathy with mtDNA depletion // Brain. — 2007. Nov. - Vol.l30(Pt 11). — P.3032-40.

41. Hinttala R., Uusimaa J., Remes A.M., Rantala H, Hassinen IE, Majamaa K. Sequence analysis of nuclear genes encoding functionally important complex I subunits in children with encephalomyopathy // J Mol Med. — 2005. — Oct. — Vol.83(10). — P.786-94.

42. Holt I. J., Harding A. E., Petty R. K. H., Morgan-Hughes J. A. A new mitochondrial disease associated with mitochondrial DNA heteroplasmy // Am. J. Hum. Genet. — 1990. — Vol. 46. P.428-433.

43. Hommes F., Polman H., Reerink J. Leigh's encephalomyelopathy: an inborn error of gluconeogenesis. //Arch. Dis. Child. — 1968. — Vol. 43. — p.423-426.

44. Horvath R., Hudson G., Ferrari G., Fütterer N., Ahola S., Lamantea E., et al. Phenotypic spectrum associated with mutations of the mitochondrial polymerase gamma gene // Brain. — 2006. — Jul. — Vol.l29(Pt 7). — P.1674-84.

45. Horvath R., Scharfe C., Hoeltzenbein M., et al.: Childhood onset mitochondrial myopathy and lactic acidosis caused by a stop mutation in the mitochondrial cytochrome c oxidase III gene //J. Med. Genet. — 2002. — Vol.39. — P.812-816.

46. Huttenlocher P. R., Solitare G. B., Adams G. Infantile diffuse cerebral degeneration with hepatic cirrhosis // Arch. Neurol. — 1976. — Vol.33. — P.186-192.

47. Kadenbach B, Schneyder B, Meli O, Stroh S, Reimann A. Respiratory chain proteins // Rev Neurol (Paris). 1991. - Vol.147(6-7). - P.436-42.

48. Kao S., Chao H.T., Wei Y.H. Mitochondrial deoxyribonucleic acid 4977-bp deletion is associated with diminished fertility and motility of human sperm // Biol Reprod. — 1995. — Apr. — Vol.52(4). — P.729-36.

49. Kirby D.M., Boneh A., Chow C.W., Ohtake A., Ryan M.T., Thyagarajan D., Thorburn D.R. Low mutant load of mitochondrial DNA G13513A mutation can cause Leigh's disease // Ann Neurol. 2003. - Oct. - Vil.54(4). - P.473-8.

50. Koene S, Smeitink J. Mitochondrial medicine // J Inherit Metab Dis. — 2011. — Vol.34(2). — P.247-8.

51. Kollberg G., Darin N., Benan K., et al. A novel homozygous RRM2B missense mutation in association with severe mtDNA depletion // Neuromuscul Disord. — 2009. — Feb. -Vol.19(2). — P.147-50.

52. Kustermann-Kuhn B., Harzer K., Schroder R., et al. Pyruvate dehydrogenase activity is not deficient in the brain of three autopsied cases with Leigh disease (subacutenecrotizing encephalomyelopathy, SNE) // Hum. Genet. — 1984. — Vol. 68. — P.51-53.

53. Kyriakouli D.S., Boesch P., Taylor R.W., Lightowlers R.N. Progress and prospects: gene therapy for mitochondrial DNA disease // Gene Ther. — 2008. — Jul. — Vol.15(14). — P.1017-23.

54. Larsson N.G., Holme E., Kristiansson B. Progressive increase of the mutated mitochondrial DNA fraction in Kearns-Sayre syndrome // Pediatr Res. —1990. — Vol.28 P.131-6.

55. Lee H.F., Lee HJ., Chi C.S., et al. The neurological evolution of Pearson syndrome: case report and literature review // Eur J Paediatr Neurol. — 2007. — Jul. — Vol.11(4). P.208-14.

56. Lee Way S., Sokol R.J. Mitochondrial hepatopathies: Advances in genetics and pathogeneses // Hepatology. — 2007. — Jun. — Vol.45(6). — P.1555-65.

57. Leigh, D. Subacute necrotizing encephalomyelopathy in an infant // J. Neurol. Neurosurg. Psychiat. — 1951. — Vol.14. — P.216-221.

58. Lestienne P., Ponsot G., Kearns-Sayre syndrome with muscle mitochondrial DNA deletion // (Letter) Lancet. — 1988. — Vol.331. — P.885

59. Lightowlers R.N., Chinnery P.F., Turnbull D.M., et al. Mammalian mitochondrial genetics: heredity, heteroplasmy and disease // Trends Genet. —1997. — Vol.13. — P.450-455.

60. Lim B.C, Park J.D, Hwang H, Kim K.J, et al. Mutations in ND subunits of complex I are an important genetic cause of childhood mitochondrial encephalopathies // J Child Neurol. 2009. - Jul. - Vol.24(7). — P.828-32.

61. Loeffen J., Smeitink J., Triepels, R., et AI. The first nuclear-encoded complex I mutation in a patient with Leigh syndrome //Am. J. Hum. Genet. — 1998. — V. 63. — P.1598-1608.

62. Manwaring N, Jones MM, Wang JJ, Rochtchina E, Howard C, Mitchell P, Sue CM. Population prevalence of the MELAS A3243G mutation Mitochondrion // 2007. — Vol.5;7(3). — P.230-3.

63. Marin-Garcia J., Goldenthal M.J. Mitochondrial cardiomyopathy: Molecular and biochemical analysis // Pediatr Cardiol. — 1997. — Vol.18. — P.251.

64. Mineri R., Pavelka N., Fernandez-Vizarra E., et al How do human cells react to the absence of mitochondrial DNA? // PLoS One. — 2009. — May. — Vol.28;4(5). — P. e5713.

65. Morris A. A. M., Leonard J. V., Brown G. K.; Bidouki S. K., Bindoff L. A., et al. Deficiency of respiratory chain complex I is a common cause of Leigh disease // Ann. Neurol. Vol.40. - P.25-30.

66. Naess K., Freyer C.; Bruhn H., et al.: MtDNA mutations are a common cause of severe disease phenotypes in children with Leigh syndrome // Biochim Biophys Acta. — 2009. — May. — Vol.1787(5). — P.484-90.

67. Naviaux R. K., Nguyen K. V. POLG mutations associated with Alpers1 syndrome and mitochondrial DNA depletion // Ann. Neurol. — 2004. — Vol.55. — P.706-712.

68. Naviaux R. K., Nguyen K. V. POLG mutations associated with Alpers syndrome and mitochondrial DNA depletion. // (Letter) Ann. Neurol. — 2005. — Vol.58. — P. 491.

69. Naviaux R. K., Nyhan W. L., Barshop B. A. et al. Mitochondrial DNA polymerase gamma deficiency and mtDNA depletion in a child with Alpers1 syndrome //Ann. Neurol. — 1999. — Vol.45. — P.54-58.

70. Ostergaard E.; Bradinova I., Ravn S. H., et al. Hypertrichosis in patients with SURF1 mutations // Am. J. Med. Genet. — 2005. — Vol.l38A. — P.384-388.

71. Parfait B., Chretien D., Rôtig A.; et al. Compound heterozygous mutations in the flavoprotein gene of the respiratory chain complex II in a patient with Leigh syndrome // Hum Genet. — 2000. — Feb. — Vol.106(2). — P.236-43.

72. Parikh S., Saneto R.; Falk MJ A Modern Approach to the Treatment of Mitochondrial Disease // Current Treatment Options in Neurology. — 2009. — Vol.11. — P.414-430.

73. Pearson, H. A.; Lobel, J. S.; Kocoshis, S. A.; et al.: A new syndrome of refractory sideroblastic anemia with vacuolization of marrow precursors and exocrine pancreatic dysfunction //J. Pediat. — 1979. — Vol.95: 976-984.

74. Péquignot MO, Dey R, Zeviani M, Tiranti V, Godinot C, Poyau A, Sue C, Di Mauro S, Abitbol M, Marsac C. Mutations in the SURF1 gene associated with Leigh syndromeand cytochrome C oxidase deficiency // Hum Mutat. — 2001. — Vol. 17(5). — P.374-81.

75. Phoenix C, Schaefer AM, Elson JL, Morava E, Bugiani M, Uziel G, Smeitink JA, Turnbull DM, McFarland R. A scale to monitor progression and treatment of mitochondrial disease in children // Neuromuscul Disord. — 2006. — Vol.16(12). — P.814-20.

76. Procaccio V, Wallace DC. Late-onset Leigh syndrome in a patient with mitochondrial complex I NDUFS8 mutations // Neurology. — 2004. — Vol.25;62(10). — P.1899-901.

77. Rahman S., Blok R., Dahl H., et AI. Leigh syndrome: clinical features and biochemical and DNA abnormalities. //Ann. Neurol. — 1996. — Vol. 39. — P.343-351.

78. Rajasimha HK, Chinnery PF, Samuels DC. Selection against pathogenic mtDNA mutations in a stem cell population leads to the loss of the 3243A->G mutation in blood // Am J Hum Genet. 2008. -Vol.2;82(2). - P.333-43.

79. Rodenburg RJ. Biochemical diagnosis of mitochondrial disorders // J Inherit Metab Dis. — 2011. — Vol.4;34(2). — P.283-92.

80. Rose L.V., Rose N.T., Elder J.E., et AI. Ophthalmologic presentation of oxidative phosphorylation diseases of childhood // Pediatr Neurol. — 2008. — Jun. — Vol.38(6). P.395-7.

81. Rotig A, Munnich A. Genetic features of mitochondrial respiratory chain disorders //J Am Soc Nephrol. 2003. - Vol.14(12). - P.2995-3007.

82. Rotig A., Bourgeron T., Chretien D., et al. Spectrum of mitochondrial DNA rearrangements in the Pearson marrow-pancreas syndrome // Hum Mol Genet. — 1995. — Vol.4. — P.1327.

83. Saada A. The use of individual patient's fibroblasts in the search for personalized treatment of nuclear encoded OXPHOS diseases // Mol Genet Metab. — 2011. — Sep. Oct. - Vol.104(1-2). — P.39-47.

84. Sacconi S., Salviati L., Sue C.M., Shanske S., Davidson M.M., Bonilla E., Naini A.B., De Vivo D.C., DiMauro S. Mutation screening in patients with isolated cytochrome c oxidase deficienc // Pediatr Res. — 2003. — Feb. — Vol.53(2). — P.224-30.

85. Salviat L., Sacconi S., Mancuso M., et al. Mitochondrial DNA depletion and dGK gene mutations // Ann. Neurol. — 2002. — Vol.52. — P.311-316.

86. Saneto R.P., Singh K.K. Illness-induced exacerbation of Leigh syndrome in a patient with the MTATP6 mutation, m. 9185 T>C // Mitochondrion. — 2010. — Aug. -Vol.10(5). P.567-72.

87. Sarzi E., G of fart S., Serre V., Chrétien D., et al. Twinkle helicase (PEOl) gene mutation causes mitochondrial DNA depletion // Ann Neurol. — 2007. — Dec. — Vol.62(6). P.579-87.

88. Schaefer A.M., McFarland R., Blakely E.L., Whittaker L. He, R.G., Taylor R.W., Chinnery P.F., Turnbull D.M. Prevalence of mitochondrial DNA disease in adults // Ann.Neurol. — 2008. — Vol.63. — P. 35-39.

89. Schouten JP, McElgunn CJ, Waaijer R, Zwijnenburg D, Diepvens F, Pals G. Relative quantification of 40 nucleic acid sequences by multiplex ligation-dependent probe amplification // Nucleic Acids Res. — 2002. — Vol.6,15. 30(12) — P.:e57.

90. Shanske S., Tang Y., Hirano M., et al. Identical mitochondrial DNA deletion in a woman with ocular myopathy and in her son with Pearson syndrome // Am. J. Hum. Genet. 2002. - Vol.71. - P. 679-683.

91. Shutt TE, Lodeiro MF, Cotney J, Cameron CE, Shadel GS. Core human mitochondrial transcription apparatus is a regulated two-component system in vitro // Proc Natl Acad Sei USA. — 2010. — Vol.6;107(27). — P. 12133-8.

92. Singh G., Lott M. T., Wallace D. C. A mitochondrial DNA mutation as a cause Leber's hereditary optic neuropathy // New Eng. J. Med. — 1989. — Vol.320. — P.1300-1305.

93. Smeitink J., van den Heuvel L. Human mitochondrial complex I in health and disease // Am. J. Hum. Genet. — 1999. — Vol.64. — P.1505-1510.

94. Spinazzola A., Invernizzi F., Carrara F., et al. Clinical and molecular features ofmitochondrial DNA depletion syndromes // J Inherit Metab Dis. — 2009. — Apr. —1. Vol.32(2). P.143-58.

95. Spinazzola A., Santer R., Akman O. H., et al. Hepatocerebral form of mitochondrial DNA depletion syndrome: novel MPV17 mutations // Arch. Neurol. — 2008. — Vol.65. — P.1108-1113.

96. Spinazzola A., Viscomi C., Fernandez-Vizarra E., et al. MPV17 encodes an inner mitochondrial membrane protein and is mutated in infantile hepatic mitochondrial DNA depletion // Nature Genet. — 2006. — Vol.38. — P. 570-575.

97. Stacpoole PW. Why are there no proven therapies for genetic mitochondrial diseases? // Mitochondrion. — 2011. — Vol.ll(5). — P.679-85.

98. Suomalainen A, Elo JM, Pietiläinen KH, Hakonen AH, Sevastianova K, Korpela M, et al. FGF-21 as a biomarker for muscle-manifesting mitochondrial respiratory chain deficiencies: a diagnostic study // Lancet Neurol. — 2011. — Vol.9;10(9). — P.806-18.

99. Suomalainen A. Biomarkers for mitochondrial respiratory chain disorders // J Inherit Metab Dis. 2011. — Vol.34(2). — P.277-82.

100. Taanman J.W., Rahman S., Pagnamenta A.T., Morris A.A.M., Bitner-Glindzicz, M., Wolf, N.I., et al. Analysis of mutant DNA Polymerase gamma in patients with mitochndrial DNA depletion // Human Mutation. — 2008. — Vol.30. — P. 248-254.

101. Tanaka H., Arakawa H., Yamaguchi T., Shiraishi K., Fukuda S., Matsui K., Takei Y., Nakamura Y. A ribonucleotide reductase gene involved in a p53-dependent cell-cycle checkpoint for DNA damage // Nature. — 2000. — Mar. — Vol.2;404(6773). — P.42-9.

102. Tatuch Y., Christodoulou J., Feigenbaum A., Clarke J. T. R., et al. Heteroplasmic mtDNA mutation (T-to-G) at 8993 can cause Leigh disease when the percentage of abnormal mtDNA is high // Am. J. Hum. Genet. — 1992. — Vol.50. — P. 852-858.

103. Tauskela J.S. MitoQ a mitochondria-targeted antioxidant // IDrugs. — 2007. — Jun. — Vol.10(6). - P.399-412.

104. Tiranti V., Corona P., Greco M., et al. A novel frameshift mutation of the mtDNA COIII gene leads to impaired assembly of cytochrome c oxidase in a patient affected by Leigh-like syndrome // Hum. Molec. Genet. — 2000. — Vol.9. — P. 2733-2742.

105. Tiranti V., Jaksch M., Hofmann S., et Al. Loss-of-function mutations of SURF-1 are specifically associated with Leigh syndrome with cytochrome c oxidase deficiency. //Ann. Neurol. 1999. - Vol. 46. - P.161-166.

106. Valente L., Piga D., Lamantea E., et al. Identification of novel mutations in five patients with mitochondrial encephalomyopathy // Biochim Biophys Acta. — 2009. May. — Vol.1787(5). - P.491-501.

107. Walker JE, Cozens AL, Dyer MR, Fearnley IM, Powell SJ, Runswick MJ. Structure and genes of ATP synthase // Biochem Soc Trans. — 1987. — Vol.15(1). — P.104-6.

108. Walker JE. Determination of the structures of respiratory enzyme complexes from mammalian mitochondria // Biochim Biophys Acta. — 1995. — Vol.1271(1). -221-7.

109. Wallace DC, Fan W, Procaccio V. Mitochondrial energetics and therapeutics // Annu Rev Pathol. 2010. - Vol.5. - P.297-348.

110. Wang S.B., Weng W.C., Lee N.C., Hwu W.L., Fan P.C., Lee W.T. Mutation of mitochondrial DNA G13513A presenting with Leigh syndrome, Wolff-Parkinson-White syndrome and cardiomyopathy // Pediatr Neonatol. — 2008. — Aug. — Vol.49(4). — P.145-9.

111. Wiltshire E., Davidzon G., DiMauro S., et al. Juvenile Alpers disease // Arch. Neurol. — 2008. — Vol.65., P.121-124.

112. Wong L.J., Naviaux R.K., Brunetti-Pierri N., et al. Molecular and clinical genetics of mitochondrial diseases due to POLG mutations // Hum Mutat. — 2008. — Jun. — Vol.l0;29(9). P.E150-E172.

113. Wong L.J., Naviaux R.K., Brunetti-Pierri N., Zhang Q., Schmitt E.S., Truong C., et al. Molecular and clinical genetics of mitochondrial diseases due to POLG mutations // Hum Mutat. — 2008. Jun. - Vol.l0;29(9). — P.E150-E172.

114. Yamashita S., Nishino I., Nonaka I., Goto Y. Genotype and phenotype analyses in 136 patients with single large-scale mitochondrial DNA deletions // Hum Genet. — 2008. — Vol.53(7). P.598-606.

115. Yang Y.L., Sun F., Zhang Y., Qian N., Yuan Y., Wang Z.X., et al. Clinical and laboratory survey of 65 Chinese patients with Leigh syndrome // Chin Med J (Engl). —2006. — Mar. — Vol.5;119(5). — P.373-7.

116. Zeviani M., Corona P., Nijtmans L., Tiranti V. Nuclear gene defects in mitochondrial disorders // Ital J Neurol Sei. — 1999 — Dec. — Vol.20(6). — P.401-8.

117. Zeviani M., Sevidei S., Gellera C., et al. An autosomal dominant disorder with multiple deletions of mitochondrial DNA starting at the D-loop region // Nature. — 1989. — Vol.339. — P.309-311.

118. Zhang Y., Yang Y.L., Sun F., Cai X., Qian N., Clinical and molecular survey in 124 Chinese patients with Leigh or Leigh-like syndrome et al. // J Inherit Metab Dis. —2007. — Apr. Vol.30(2). - P.265.

119. Zhu Z., Yao J., Johns T., et AI. SURF1, encoding a factor involved in the biogenesis of cytochrome c oxidase, is mutated in Leigh syndrome. // Nature Genet. — 1998. — Vol. 20. — P.337-343.