長壽家系COMTVal158Met基因多態(tài)性及其與血壓和血脂水平的相關(guān)性

王藝苑，龐國防，羅 桓，胡才友，潘尚領(lǐng)，彭均華，劉承武*

(1.廣西醫(yī)科大學(xué) 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院 病理生理學(xué)教研室， 廣西 南寧 530021;2.廣西壯族自治區(qū)江濱醫(yī)院 神經(jīng)內(nèi)科， 廣西 南寧 530021)

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研究論文

長壽家系COMTVal158Met基因多態(tài)性及其與血壓和血脂水平的相關(guān)性

王藝苑1，龐國防2，羅 桓1，胡才友2，潘尚領(lǐng)1，彭均華1，劉承武1*

(1.廣西醫(yī)科大學(xué) 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院 病理生理學(xué)教研室， 廣西 南寧 530021;2.廣西壯族自治區(qū)江濱醫(yī)院 神經(jīng)內(nèi)科， 廣西 南寧 530021)

目的探討長壽家系COMTVal158Met(G>A)基因多態(tài)性與血壓、血脂水平的相關(guān)性，了解其在長壽中的作用。方法用PCR-RFLP方法對廣西紅水河流域長壽家系(HL) 及非長壽家系(HNL)、外地區(qū)(平果)長壽(PL)及非長壽家系(PNL)的COMTVal158Met進行基因分型，分析該多態(tài)與血壓和血脂水平的相關(guān)性。結(jié)果等位基因A及其基因型(GA/AA)頻率在HL和HNL間無差異，但高于PL和PNL(P<0.01)。HL和PNL的血壓、血脂水平在GA/AA和GG基因型攜帶者之間無差異，但HNL的GA/AA攜帶者的收縮壓、脈壓差、TC、TG及LDL-C水平明顯高于GG攜帶者(P< 0.05)，尤以女性為甚，PL的部分結(jié)果與此類似。COMTVal158Met多態(tài)與HNL及PL的TC和LDL-C水平呈負相關(guān)(P< 0.05)。結(jié)論COMTVal158Met雖然在紅水河流域人群中高頻出現(xiàn)，但其對血壓及血脂的影響主要在一般家系，對長壽家系的影響較小。

兒茶酚胺氧位甲基轉(zhuǎn)移酶；血壓；血脂；長壽

人類兒茶酚胺氧位甲基轉(zhuǎn)移酶(catechol-O-methyltransferase，COMT)基因位于22q11，其產(chǎn)物COMT酶可催化多巴胺(dopamine,DA)的降解,與認知功能關(guān)系密切[1]。COMT第4外顯子上472G>A(rs4680)變異，使158位的氨基酸Val變成Met，酶活性降低約40%[2]。Val可較快地降解腦組織DA，認知能力較差，而Met尤其是Met純合子個體的認知能力則較好[1,3]。其他資料顯示，阿爾茨海默病及帕金森病患者Val頻率比自然人群高，而認知良好的老年人則攜帶Met比較多[4]。

良好的腦血管功能是維持正常腦活性的基礎(chǔ)。高血脂、高血壓均可損害腦血管內(nèi)皮，導(dǎo)致粥樣硬化、狹窄，從而影響認知能力[3,5]。本研究探討該廣西紅水河地區(qū)長壽家系COMTVal158Met多態(tài)與血壓和血脂水平的相關(guān)性及其在該地區(qū)長壽中的作用。

1 材料與方法

1.1 研究對象

廣西紅水河流域長壽家系(HL)，家系中3代內(nèi)至少有1個成員年齡≥90歲，共1538人(年齡61.8±25.8歲)；紅水河流域非長壽家系(HNL)，3代內(nèi)無年齡≥90歲的成員，共 600人(年齡53.1±23.5歲)；右江流域(平果縣)長壽家系(PL) 組，共538人(年齡58.5±25.5歲)；平果縣非長壽家系(PNL) 組，共403人(年齡48.5±19.6歲)。

1.2 標本采集

空腹抽取靜脈血8 mL。其中3 mL用于DNA提取，另5 mL分離血清，用于血脂、血糖等指標的測定。該研究已獲得單位倫理委員會的審查批準書及受試者簽署的知情同意書。采血前測定血壓、身高、體重，計算體質(zhì)指數(shù)(BMI)，并排除冠心病、腦卒中等病。

1.3 血脂、血糖水平檢測

血清總膽固醇(TC)、三酰甘酯(TG)和血糖采用酶法，低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)和高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)采用酶聯(lián)免疫法。測定在廣西壯族自治區(qū)江濱醫(yī)院檢驗科進行。

1.4COMTVal158Met基因分型

用PCR-RFLP方法。引物：F：5′-GGAGCTGGG GGCCTACTGTG-3′，R：5′-GGCCCTTTTTCCAGGTCT GACA-3′。PCR體系為20 μL，包括Master Mix 10 μL，DNA 25 ng，10 pmol/μL引物各0.4 μL，ddH2O 8.2 μL。反應(yīng)條件：94 ℃ 30 s，62 ℃ 30 s，72 ℃ 30 s，×30循環(huán)。取5 μL 產(chǎn)物，加0.5 μL內(nèi)切酶Nla Ⅲ，37 ℃ 4 h。酶切產(chǎn)物在3%的瓊脂糖凝膠電泳。帶型判斷：GG：114、32、40 bp；AA：96、32、40和18 bp；GA：114、96、32、40和18 bp(圖1A，40 bp以下片段沒顯示)。每種基因型經(jīng)DNA測序，結(jié)果與RFLP-PCR分型完全一致(圖1B)。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 各家系臨床資料比較

HL的收縮壓、舒張壓均高于其他3組(P<0.01)；HL組的TC、TG和LDL-C均高于PL組和PNL組(P<0.01)；HNL的多項血壓、血脂指標也高于外地區(qū)普通家系(表1)。

2.2 COMT基因型頻率及等位基因頻率分布

4組的基因型及等位基因頻率分布的差異明顯(P<0.01)(圖2A),主要是HL高于其他3組；將AA與GA基因型合并為GA/AA，顯示4組人群的GG與GA/AA的頻率分布亦有差異(P<0.01)(圖2B)。此外，紅水河流域總體人群的GA/AA頻率、A等位基因頻率均較平果總體人群高(P<0.01)(圖2B，C)，但按家系及性別分層后差異消失。

A:M.100 bp marker; 1,3,5.GG; 2,4,6.GA; 7.AA; B:partial sequence of COMT Val158Met

groupHL(n=1538)HNL(n=600)PL(n=538)PNL(n=403)male/female870/668394/206342/196258/145 age(year)6175±258531±235??585±255?485±196??##BMI(kg/m2)2137±3412141±3202100±314?2163±368bloodglucose(mmol/L)475±134453±109?441±147??459±160SBP(mmHg)143±28137±25136±27??129±22??##DSP(mmHg)87±1285±1282±11??82±11??##pulsepressure(mmHg)57±2352±2155±2348±18TC(mmoL/L)516±105512±0984576±093??458±098??##TG(mmoL/L)106(077)108(082)094(068)??091(079)??#HDL?C(mmoL/L)160±043156±039157±037157±040LDL?C(mmoL/L)292±092294±087242±078??242±085??##

*P<0.05,**P<0.01 as compared with HL;#P<0.05,##P<0.01 as compared with HNL.

A.comparison of genotypes among groups,χ2=24.901，P<0.001, between regions,χ2=19.904，P<0.001；B.combined genotypes comparison among group，χ2=15.139，P<0.01, between region,χ2=10.288，P<0.01；C.allele comparison among group,χ2=21.010，P<0.001, between regions,χ2=17.337，P<0.001

圖2 各家系COMT Val158Met 基因型頻率及等位基因頻率分布

Fig 2 Distribution of COMT Val158Met genotype and allele among groups

2.3 COMT Val158Met多態(tài)性對血壓和血脂的影響

在總體、紅水河及平果人群中，未發(fā)現(xiàn)該多態(tài)對血壓的影響，但GA/AA 的TC和LDL-C明顯低于GG攜帶者(P分別<0.05)(表2)。GA/AA在HNL與低的收縮壓、脈壓、TC、TG及LDL-C水平有關(guān)(P<0.05)；而在PL，GA/AA卻提高收縮壓(P<0.05)。GA/AA對HNL血壓的影響主要在男性，而對血脂的影響主要在女性；在PL男性，GA/AA升高了舒張壓，降低了TC和LDL-C，在女性主要是影響脈壓差(表3)?？梢?，COMT基因型對紅水河人群血壓和血脂的影響主要在普通家系，對長壽家系的影響有限。

表2 兩地區(qū)COMT Val158Met基因型對血壓和血脂水平的影響Table 2 Impact of COMT Val158Met on blood pressure and serum lipid levels in the two regions

*P<0.05 compared with

表3 4組中COMT Val158Met基因型對血壓和血脂水平的影響Table 3 Impact of COMT Val158Met on blood pressure and serum lipid levels in the four groups

續(xù)表3

*P<0.05,**P<0.01 compared with GG.

2.4 多元線性回歸分析

COMT多態(tài)與HL的脈壓呈正相關(guān)，與HNL的收縮壓及舒張壓呈負相關(guān)，即HL攜帶GA/AA的脈壓較高，HNL攜帶GA/AA的收縮壓及舒張壓較低。在血脂方面，COMT多態(tài)與HNL及PL的TC和LDL-C水平呈負相關(guān)，HL及PNL沒發(fā)現(xiàn)該多態(tài)與血脂的相關(guān)性。

3 討論

本研究顯示，總體人群COMT Val158Met G及A等位基因頻率分別為0.76和0.24，與國內(nèi)其他群體及日本人群相似[6- 7]，而遠高于德國人(0.48)[8]。按地區(qū)分析發(fā)現(xiàn)，紅水河地區(qū)GA/AA的頻率顯著高于外地區(qū)家系。目前多認為A是不利突變，故其在長壽人群中的富集提示可能存在其他未知變異以緩沖其有害影響。

等位基因A使COMT酶的活性下降，腦內(nèi)DA的降解減少，對維持認知有好處，但外周DA水平增加可能導(dǎo)致高血壓。有研究發(fā)現(xiàn)Met純合子的收縮和舒張壓均高于另兩個基因型，認為Met減少了突觸DA的降解所致[9]。本研究發(fā)現(xiàn)HL的血壓水平明顯高于其余三組，但與COMT多態(tài)卻缺乏關(guān)聯(lián)，而在HNL發(fā)現(xiàn)Met可降低男性血壓。這種差異可能與群體的遺傳背景、樣本量、性別和年齡等不同有關(guān)[9]。

COMT多態(tài)對血脂影響的研究多基于疾病群體模型。例如，血清LDL水平較低的Met攜帶者慢性腎病的發(fā)病率較高[7]。本結(jié)果顯示，Met總體上與低TC及低LDL-C相關(guān)，但受所在的家系及性別的影響較大，且在HL中這種趨勢基本消失，提示該基因多態(tài)對紅水河長壽家系血脂的影響不大。

[1] Reinvang I, Deary IJ, Fjell AM,etal. Neurogenetic effects on cognition in aging brains: a window of opportunity for intervention [J]. Front Aging Neurosci, 2010, 2:143. doi:10.3389/fnagi.2010.00143.

[2] Chen J, Lipska BK, Halim N,etal. Functional analysis of genetic variation in catechol-O-methyltransferase (COMT): effects on mRNA, protein, and enzyme activity in postmortem human brain [J]. Am J Hum Genet, 2004, 75: 807- 821.

[3] Enoch MA, Waheed JF, Harris CR,etal. COMT Val158Met and cognition: main effects and interaction with educational attainment [J]. Genes Brain Behav,2009, 8: 36- 42.

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新聞點擊

做喜愛的活動可延緩阿爾茨海默病發(fā)生

據(jù)英國《BBC新聞》(BBC NEWS)2013年7月10日報道，近日一項研究發(fā)現(xiàn)大腦多活動可延緩認知能力衰退，專家認為進行喜愛的活動能起到更佳的效果。

芝加哥的拉什大學(xué)醫(yī)學(xué)中心(Rush University Medical Center)神經(jīng)和行為科學(xué)教授威爾遜羅伯特·威爾遜(Robert Wilson)研究表明，從童年至老年，經(jīng)常參與一些大腦鍛煉活動，對老年時期的腦健康至關(guān)重要。即使大腦中存在某些疾病，活躍的大腦能夠幫助腦功能有效運作。

長期以來，醫(yī)生們一直認為保持大腦的活躍性，尤其是老年人，是預(yù)防阿爾茨海默病和其他老年疾病的最佳保障。經(jīng)常腦部活動的人在晚年發(fā)生智力衰退的概率比正常人降低32%，腦力活動少的人智力衰退速度比正常人多50%。

這項研究發(fā)表于2013年7月3日發(fā)表在《神經(jīng)內(nèi)科》(Neurology)雜志。

高度加工碳水化合物易上癮

據(jù)英國《BBC新聞》(BBC NEWS)2013年7月8日報道，美國一項研究顯示，血糖生成指數(shù)(glycemic index)高的食物容易使人食欲大增，甚至?xí)袼幬镆粯由习a。限制這類食物的食用，可以幫助肥胖的人節(jié)食，避免暴飲暴食。

大腦中含多巴胺(dopamine)的愉悅中樞，會影響人吃食物的方式以及如何調(diào)節(jié)食量。白面包、薯片和薯條之類的高血糖生成指數(shù)食物，會使人出現(xiàn)一種愉悅的感覺，甚至類似藥物上癮的癥狀，一如A級毒品海洛因與香煙中的尼古丁。而高度加工的碳水化合物反易導(dǎo)致食欲大增，并刺激大腦區(qū)域中的獎賞中樞。

主導(dǎo)這項研究的美國波士頓兒童醫(yī)院研究人員路德維希(David Ludwig)說：“除了獎賞和渴求，愉悅中樞也與藥物濫用和依賴有關(guān)，這引起了是否某些食物可能導(dǎo)致上癮的問題?！?/p>

不同于先前的研究，此項研究除了食物的熱量或甜度之外，還特別發(fā)掘其他可能造成大腦出現(xiàn)不同作用，或?qū)е卤╋嫳┦车娘嬍骋蛩亍?/p>

在這項研究中，研究人員給實驗對像──12個超重或肥胖者，喝相同熱量、味道和甜度的兩種奶昔。這兩種奶昔基本上是相同的，唯一的不同點主要在于消化速度的快慢，一種是可快速消化的高血糖生成指數(shù)碳水化合物；另一種則為慢慢消化的低升糖指數(shù)碳水化合物。

研究人員采用MRI掃描觀察飯后4 h的大腦活動，同時測量血糖水平和饑餓感。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，實驗者在喝完血糖生成指數(shù)高的奶昔后，血糖數(shù)激增，再過4 h后便急劇下降。而血糖的降低導(dǎo)致食欲大增，并造成伏隔核(nucleus accumbens)的高強度活化作用，而伏隔核是頭腦內(nèi)部與上癮相關(guān)的區(qū)域。

上述研究成果發(fā)表于《美國臨床營養(yǎng)學(xué)期刊》(American Journal of Clinical Nutrition)。

Association ofCOMTVal158Metpolymorphism with blood pressure and serum lipid levels in long-lived families

WANG Yi-yuan1, PANG Guo-fang2, LUO Huan1, HU Cai-you2, PAN Shang-ling1, PENG Jun-hua1, LIU Cheng-wu1*

(1.Dept. of Pathophysiology, Guangxi Medical University, Nanning 530021; 2.Dept. of Neurology, Jiangbin Hospital of Guangxi, Nanning 530021, China)

Objective To explore the potential correlation between theCOMTVal158Metpolymorphism and blood pressure and serum lipid levels in a family-based long-lived population. Methods COMT Val158Met was genotyped with PCR-RFLP for long-lived families (HL) and non-long-lived families (HNL) from Guangxi Hongshuihe River Basin and two controls outside the Basin (Pingguo long-lived families [PL] and non-long-lived families [PNL]). The correlations among this polymorphism, blood pressure and lipids were then evaluated. Results No difference was found in the frequencies of allele A and its relevant genotypes (GA/AA) between HL and HNL, they however were significantly higher than that of PL and PNL (P< 0.01). While the blood pressure and lipid levels were similar between GA/AA and GG in HL and PNL, the systolic pressure,pulse pressure and levels of TC, TG and LDL-C of GA/AA were noted higher than that of GG in HNL. COMT Val158Met was negatively associated with TC and LDL-C levels in HNL and PL. Conclusions COMT 158Met mainly impact on blood pressure in the general families rather than the long-lived families in Guangxi Hongshuihe River Basin.

COMT gene; blood pressure; lipid; longevity

2014- 10- 09

2014- 12- 01

國家自然科學(xué)基金(31160209);廣西自然科學(xué)基金(2010GXNSFA013153，2011GXNSFA018278)

1001-6325(2015)04-0444-06

R394.5

A

*通信作者(corresponding author)：gxmulchw@126.com