【目的】多囊卵巢综合征(Polycystic Ovary Syndrome,PCOS)是一种内分泌及代谢紊乱的疾病,该疾病影响着约20%育龄期妇女的生育。前期研究表明,核基因和环境均与PCOS的发病有着密切关系,但PCOS的发病机制尚不明确。本课题旨在探究线粒体DNA(Mitochondria DNA,mt DNA)单倍型类群(Haplogroup,HG)与PCOS发病的相关性,以及不同mt DNA单倍型类群对细胞线粒体功能的影响。【方法】(1)为了解PCOS对不孕不育患者的影响,选取2016年01月至Ipatasertib2019年12月在昆明医科大学第一附属医院生殖遗传科门诊就诊且行IVF-ET的PCOS患者347例和输卵管因素患者260例,分析和整理上述群体患者的激确认细节素水平、获卵数、卵子质量、胚胎质量等临床数据;(2)为进一步探讨不同mt DNA单倍型类群和PCOS家系的相关性,选取11个包含两个及以上PCOS患者的PCOS家系,对家系成员进行外周血标本的收集,选择其中一名代表性个体的外周血标本进行基因组DNA提取,mt DNA基因组全序列的扩增、纯化、测定、序列对比以及单倍型类群的划分,构建了PCOS患者家系的mt DNA全序列系统发育关系树。对11个PCOS患者家系所属的单倍型类群进行占比统计,并与前期课题组收集的数据(817个对照群体中49404例样本的mt DNA单倍型类群占比)进行对比分析;(3)为进一步在群体水平验证不同mt DNA单倍型类群对PCOS的影响,随机收集70例PCOS散发患者的外周血标本,进行基因组DNA的提取,mt DNA控制区(D-loop区)的扩增、纯化、序列测定及突变位点的输出和单倍型类群的划分,以不同单倍型类群的占比作为输入因子,与周边地区的对照群体进行聚类分析(Principle Component Analysis,PCA),探讨不同群体间的遗传关系,选择遗传结构相似的群体为对照,分析PCOS群群体中的mt DNA单倍型类群和D-loop区的突变位点和对照群体间的差异;(4)为进一步研究不同mt DNA单倍型类群对细胞能量供应的影响,考虑到线粒体功能的发挥受到线粒体和核基因的共同调控,为了减少核基因的影响,随机选取15名健康个体进行外周血样本采集,通过序列测定,确定每个个体所对应的单倍型类群;通过再次抽血,提取所需个体血小板,将之与不含线粒体DNA的143B rho0细胞融合,构建mt DNA不同,但核基因相同的融合细胞系,然后开展融合细胞系相关的线粒体功能和线粒体损伤检测,基于流式细胞技术,用JC-1对细胞进行染色,测定细胞线粒体膜电位水平;2′,7′-二氯荧光素二乙酸酯(DCFH-DA)对细胞进行染色,测定细胞ROS的生成量;壬基吖啶橙(NAO)对细胞进行染色,量化了细胞线粒体的质量。【结果】(1)根据临床数据分析结果提示PCOS群体较对照群体具有较高的BMI、AFC和AMH水平;且卵母细胞数、成熟卵母细胞数、受精胚胎数、正常受精数、卵裂数、可用胚胎数、优质D3胚胎数和囊胚数均高于对照组(P<0.05),但PCOS组患者的优质胚胎发生率和囊胚率显著低于对照组(P<0.05);(2)通过对PCOS患者家进行mt DNA全序列测定分析发现,11例PCOS家系分别可以划分到mt DNA单倍型类群A(2/11)、B(2/11)、D(4/11)、R9(2/11)、M7(1/11)之中,其中mt DNA单倍群D的个体约占PCOS家族的36.36%(4/11),且该类群在PCOS家系中的比例远高于前期研究中亚洲大陆上817个对照群体的49404例标本单倍型类群D的占比(13.1%);(3)进一步通过PCA聚类分析发现,PCOS群体和玉溪汉族群体存在相似的遗传结构,以玉溪汉族群体为对照,对PCOS群体和对照群体中不同mt DNA单倍型类群和高变区突变位点进行统计分析发现mt DNA单倍型类群D在上述群体中存在显著差异(P=0.000,P<0.01),研究结果进一步支持mt DNA单倍型类群D可能是导致PCOS发生的关键遗传因素,此外,在上述两群体间有统计学差异的共有8个变异,包括高变Ⅰ区的16164(P=0.011,OR=5.933),16182C(P=0.003,OR=2.385),16187(P=0.046,OR=8.687),16360(P=0.019,OR=4.843),和高变Ⅱ区的44+C(P=0.016,OR=24.971),150(P<0.001,OR=10.628),154(P=0.016,OR=24.971),193(P=0.012,OR=9.407);而值得一提的是,来自HVR-Ⅰ的mt DNA变异16182C和来自HVR-Ⅱ的mt DNA变异150位点是单倍型类群D及其分支D5的界定位点;(4)根据流式细胞术的数据:实验组中单倍型类群D4a、D4h的MMP荧光强度比值(PE/FITC)低于对照组的M9类群(P<0.05),实验组类群细胞的ROS荧光强度低于对照组水平(P<0.05),实验组类群细胞中MM荧光强度高于对照组(P<0.05),以上数据均具有统计学意义。【结论】相比对照组而言,PCOS患者具有更高的卵巢储备功能,但优质胚胎比率更低,提示PCOS患者具有更高的生育力,通过PCOS患者的家系的mt DNA全序构建的系统发育关系树提示mt DNA单倍型类群在PCOS群体中具有较高的频率,而PCOS散发个体组成的群体数据进一步支持单倍型类群D在PCOS群体和对照群体中存在显著差异,提示mttopical immunosuppression DNA单倍型类群D科恩那个对PCOS的发生和发展产生一定的影响,而基于融合细胞系实验结果提示,相对于mt DNA单倍型类群M9,mt DNA单倍型类群D在能量代谢方面具有一定的优势,而其线粒体氧化损伤则相对较低,提示mt DNA单倍型类群D相较M9类群而言更倾向于抵抗氧化损伤和细胞凋亡,可能对PCOS患者具有一定的优势。