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目的： 1.建立快速筛查快速、准确、无创、低成本的线粒体糖尿病MT3243A＞G位点突变的筛查方法; 2.分析线粒体糖尿病患者外周血中MT3243A＞G突变对线粒体基因及线粒体功能的影响; 3.分析唐氏综合征(DS)患者外周血单个核细胞中线粒体基因及核编码的线粒体基因的表达变化。 方法： 1.1以采集自上海市儿童医院和上海市第六人民医院已确诊的6例线粒体糖尿病患者及50例正常对照为研究对象，采用焦磷酸测序方法检测并比较不同来源样本（血液、唾液及尿沉渣）中MT3243A＞G突变位点的杂合度水平。 1.2建立两步法MT3243A＞G突变位点快速筛查体系:应用高分辨率熔解曲线（high resolution melting curve analysis，HRM）技术对来自上海市4个社区的1070例糖尿病患者尿沉渣样本中的MT3243A＞G突变位点进行快速筛查，阳性样本进一步采用焦磷酸测序技术进行验证，并定量检测突变位点的杂合度水平。 2.研究线粒体糖尿病患儿线粒体功能的改变:采用qRT-PCR检测来自于上海市第六人民医院的4例线粒体糖尿病患者以及7例年龄配对的正常对照样本中线粒体基因表达;同时检测这些样本外周血单个核细胞中线粒体功能的改变情况（ATP含量、ROS含量及膜电位变化）。 3.研究唐氏综合征患儿线粒体功能的改变:采用qRT-PCR检测8例唐氏综合征患儿及6例正常对照外周血样本中线粒体DNA拷贝数及线粒体基因的表达;采用基因芯片技术检测2例DS双胞胎患者及2例正常对照外周血线粒体基因及能量代谢通路和氧化磷酸化通路中线粒体相关基因的表达;采用PCR-Array技术检测3例DS患者及3例正常对照外周血单个核细胞中的线粒体相关基因的表达。 结果： 1.建立了基于HRM和焦磷酸测序技术的线粒体糖尿病MT3243A＞G位点突变两步法快速筛查方法。 1.1对比实验发现，6例线粒体糖尿病患者尿沉渣中MT3243A＞G突变位点的杂合度均高于唾液和血液2-7倍，唾液中突变杂合度略高于血液;50例正常对照的血液、唾液及尿沉渣样本中均未检出MT3243A＞G位点突变。 1.2在1070例糖尿病尿沉渣样本的筛查实验中，应用HRM筛查出2例疑似MT3243A＞G位点突变的样本，经焦磷酸测序验证后确认为MT3243A＞G位点突变，两个患者尿沉渣样本中MT3243A＞G位点杂合度分别为33.32％和14.67％。 2.经qRT-PCR检测4例线粒体糖尿病患者以及7例正常对照样本外周血单个核细胞中13个线粒体基因的表达后发现，患者组的13个线粒体基因中ND3、ATP6、ATP8、COⅪ、COⅫ、COⅩⅢ基因的表达水平略高于正常对照组，其他基因表达略低于正常对照组，但均无统计学差异(P＞0.05);线粒体糖尿病患者外周血单个核细胞中空腹和餐后120min时平均ATP含量低于正常对照组(1.83E+04vs2.67E+04;1.32E+04 vs2.09E+04)，且差异显著(P＜0.05);线粒体糖尿病患者外周血单个核细胞中空腹和餐后120min时平均ROS含量高于正常对照组(0.114vs0.077，0.113 vs0.075)，且差异极显著(P＜0.01);与正常对照组相比，线粒体糖尿病患者外周血单个核细胞中膜电位受到一定的损伤。 3.采用RT-PCR检测8例DS及6例正常对照的外周血样本发现DS患者中mtDNA拷贝数明显高于正常对照组，且差异显著(P＜0.05);在两组13个线粒体基因表达的比较中，DS患者中COⅪ、COⅩⅢ、ATPase6的表达略低于正常对照组，其他基因表达略高于对照组，但均无统计学差异(P＞0.05);基因芯片检测分析，DS中13个线粒体基因的表达无显著变化，能量代谢通路中涉及的84个线粒体相关基因中只有TOMM40基因表达下调。氧化磷酸化复合物中的84个线粒体相关基因中ATP5J和ATP50表达上调;经PCR-Array技术检测的3例DS患者与3例正常对照相比，外周血单个核细胞中84个线粒体相关基因中共有49个基因表达下调。 结论： 1.尿沉渣样本取材方便、无创、突变杂合度高，可以作为人群中MT3243A＞G位点突变筛查的首选样本;HRM技术使用成本低，可以实现点突变的快速筛查，焦磷酸测序技术检测灵敏度高、定量精确。我们将两者的优势相结合，建立了两步法快速筛查检测线粒体糖尿病MT3243A＞G位点突变的新方法。 2.线粒体糖尿病MT3243A＞G突变对患者体内ATP水平、ROS及线粒体膜电位有一定的影响。 3.唐氏综合征患者外周血单个核细胞中线粒体基因的表达未受影响，但是部分线粒体相关基因表达受影响。