SIRT1基因多態(tài)性和不同有氧運(yùn)動(dòng)與高膽固醇血癥的關(guān)聯(lián)性初探

牛戰(zhàn)斌，朱　玲，劉向云，魏玉琴，汪　陽，楊亞兵，周　儻，向玖琳，陳佩杰，王　茹

●研究報(bào)道Short Comunications

SIRT1基因多態(tài)性和不同有氧運(yùn)動(dòng)與高膽固醇血癥的關(guān)聯(lián)性初探

牛戰(zhàn)斌1，朱玲2，劉向云1，魏玉琴1，汪陽1，楊亞兵1，周儻1，向玖琳1，陳佩杰1，王茹1

目的：探討去乙?；窼IRT1基因多態(tài)性，與長期進(jìn)行不同方式有氧運(yùn)動(dòng)的老年人高膽固醇血癥的關(guān)聯(lián)性。方法：在上海市不同社區(qū)發(fā)放調(diào)查問卷，選取323名長期進(jìn)行不同方式有氧運(yùn)動(dòng)鍛煉的老年人及無長期習(xí)慣性體育鍛煉的老年人60名。采集空腹靜脈血，用膽固醇氧化酶法對(duì)總膽固醇含量進(jìn)行測定，根據(jù)測定結(jié)果分為高膽固醇血癥組（205人）和膽固醇水平正常組（178人）。應(yīng)用基質(zhì)輔助激光解吸附電離飛行時(shí)間質(zhì)譜檢測技術(shù)對(duì)SIRT1基因多態(tài)性進(jìn)行檢測。結(jié)果：高膽固醇血癥組和膽固醇水平正常組之間SIRT1基因rs3758391位點(diǎn)基因型分布存在顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05）。攜帶SIRT1變異基因的個(gè)體，患高膽固醇血癥的危險(xiǎn)性較低，比值比（Odd ratio，OR）為0.559（95%CI：0.344-0.909）。多因素邏輯回歸分析結(jié)果顯示，SIRT1野生基因型個(gè)體，長期進(jìn)行游泳鍛煉的受試者表現(xiàn)出較低的患病風(fēng)險(xiǎn)（P＜0.008）。結(jié)論：SIRT1基因rs3758391位點(diǎn)TT基因型可能是高膽固醇血癥的易感因素。對(duì)于TT基因型個(gè)體，相比乒乓球、廣場舞和太極拳，游泳鍛煉可能是改善高膽固醇血癥的最佳運(yùn)動(dòng)方式。

運(yùn)動(dòng)方式；SIRT1；高膽固醇血癥

心腦血管疾病是目前世界上死亡率最高的疾病，占據(jù)了全球30%以上的死亡原因，并且呈現(xiàn)逐年增加的趨勢。隨著全球人口老齡化問題日趨嚴(yán)重，老年人在心血管疾病患者中所占的比例越來越高。有研究提示，血漿中的總膽固醇（Total cholesterol，TC）水平升高是冠心病死亡率增加的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，血總膽固醇每含量下降1%，則冠心病危險(xiǎn)下降2%~3%[1]。高膽固醇血癥的發(fā)生是遺傳因素和/或環(huán)境因素作用的結(jié)果。已有的橫斷面研究表明[2-3]，長期有氧運(yùn)動(dòng)能夠有效改善機(jī)體血脂代謝。近年來隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，基因組學(xué)和代謝組學(xué)等新工具的介入使得研究能夠更加深入。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)引起膽僅有1.4%為CC基因型；而膽固醇正常組中，TT、CT和CC 3種基因型頻率分別為66.3%，30.3%和3.4%，3種基因型在兩組間的分布具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P<0.05）。T和C兩等位基因的頻率在膽固醇正常組為0.815和0.185，在高膽固醇血癥組中為0.880和0.120，差異也具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。由于C等位基因的純合基因型攜帶者人數(shù)相對(duì)較少（僅有9例），同時(shí)根據(jù)功能基本相同的原則，將CC基因型與CT基因型合并，以分析C等位基因在膽固醇代謝中所起的作用（見表3）。

3　討　論

本研究基于遺傳因素基因多態(tài)性，同時(shí)將乒乓球、太極拳、廣場舞及游泳這4種較見常見的運(yùn)動(dòng)健身方式結(jié)合起來，研究其與高膽固醇血癥風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同運(yùn)動(dòng)方式對(duì)高膽固醇血癥患病風(fēng)險(xiǎn)的改善作用受SIRT1基因多態(tài)性的影響。

3.1rs3758391與高膽固醇血癥的關(guān)聯(lián)性分析

SIRT1是一種依賴于NAD+的去乙?；福軌蛲ㄟ^去乙?；M蛋白來對(duì)糖、脂代謝進(jìn)行調(diào)節(jié)[10]，其基因位于染色體10q21.3上，包含9個(gè)外顯子和8個(gè)內(nèi)含子，全長33 kb。rs3758391是位于SIRT1啟動(dòng)子上游的功能性多態(tài)位點(diǎn)，其基因頻率在不同人群中變異較大。本研究中無論在高膽固醇血癥組還是在膽固醇正常組，T等位基因均為常見等位基因，基因頻率分別為88.2%和81.1%，與ZHANG[11]和HU[12]等在中國人群中的研究比例相近。目前，關(guān)于rs3758391的研究主要集中在人體衰老方面，如在墨西哥[13]和漢族人群[11]中發(fā)現(xiàn)該位點(diǎn)基因多態(tài)與糖尿病、冠心病等衰老性疾病有所關(guān)聯(lián)。然而，在德國[14]和荷蘭[15]人群中卻發(fā)現(xiàn)了相異的研究結(jié)果，認(rèn)為該位點(diǎn)與人體衰老并無關(guān)聯(lián)。對(duì)于以上研究中出現(xiàn)的不同結(jié)果，原因可能有以下2點(diǎn)：（1）不同的人群的遺傳背景不同；（2）研究中所選取的老年受試者年齡差異較大，德國和荷蘭研究中的老年受試者平均年齡要高于其他研究。2015年最新一篇關(guān)于SIRT1基因多態(tài)的報(bào)道[16]顯示，rs3758391基因多態(tài)可能是通過影響血脂的代謝而對(duì)人體衰老間接產(chǎn)生作用的，這一結(jié)論在我們的研究中也得到了證實(shí)，我們研究發(fā)現(xiàn)了rs3758391基因多態(tài)與高膽固醇血癥存在顯著的關(guān)聯(lián)性。為排除肥胖、糖尿病及心腦血管疾病對(duì)結(jié)果的干擾，我們將這些混雜因素進(jìn)行調(diào)整后仍發(fā)現(xiàn)，攜帶C等位基因的人群相比TT基因型人群，高膽固醇的患病風(fēng)險(xiǎn)顯著降低（OR=0.559，P=0.019），結(jié)果提示，SIRT1基因rs3758391位點(diǎn)的野生基因型（TT型）可能是高膽固醇血癥的易感因素。目前，支持該結(jié)果的研究較少，僅有的相關(guān)研究表明TT基因型個(gè)體雖呈現(xiàn)出了TC升高的趨勢，但未表現(xiàn)出統(tǒng)計(jì)學(xué)差異[17]。SIRT1對(duì)脂質(zhì)的調(diào)節(jié)作用，可能是通過肝臟X受體（liver X receptor，LXR）來實(shí)現(xiàn)的。LXR是膽固醇的重要感受器，可與視黃醛衍生物受體（retinoid X receptor，RXR）結(jié)合成異二聚體的形式發(fā)揮作用進(jìn)而調(diào)節(jié)機(jī)體脂代謝。LI[18]等發(fā)現(xiàn)SIRT1通過脫乙?；饔糜贚XR的K432位點(diǎn)的賴氨酸，促進(jìn)異二聚體LXR/RXR從靶基因上的DR4序列位點(diǎn)（LXR反應(yīng)元件）上脫落使LXR恢復(fù)活性，從而加快膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)，降低膽固醇濃度。本研究中發(fā)現(xiàn)TT基因型個(gè)體的高膽固醇血癥風(fēng)險(xiǎn)較高，推測可能是由于T等位基因的存在，降低了SIRT1和LXR的活性而導(dǎo)致的。

3.2不同運(yùn)動(dòng)形式與高膽固醇血癥的關(guān)聯(lián)性分析

有氧運(yùn)動(dòng)作為改善膽固醇水平的環(huán)境影響因素之一[19]，可以有效降低高膽固醇血癥的患病風(fēng)險(xiǎn)。隨著國內(nèi)外分子流行病學(xué)的發(fā)展，有學(xué)者開始結(jié)合遺傳因素基因多態(tài)性來個(gè)性化的評(píng)估運(yùn)動(dòng)對(duì)血脂的改善作用。目前，有關(guān)基因多態(tài)性影響運(yùn)動(dòng)與血脂關(guān)系的研究中，所涉及到的運(yùn)動(dòng)因素多為運(yùn)動(dòng)量或運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。結(jié)果[4,20-21]顯示，有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)不同基因型的血脂異常人群的調(diào)節(jié)作用呈現(xiàn)出了運(yùn)動(dòng)量及運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的差異，但相關(guān)的作用機(jī)制尚不清楚，而不同運(yùn)動(dòng)方式與基因多態(tài)性的交互作用對(duì)血脂有無影響的研究也未見有報(bào)道。本研究將乒乓球、太極拳、廣場舞及游泳這4種被上海市老年人群廣為采納的運(yùn)動(dòng)健身方式進(jìn)行橫向比較，研究發(fā)現(xiàn)4種有氧運(yùn)動(dòng)與對(duì)照組相比，僅在TT基因型的游泳組個(gè)體中表現(xiàn)出了顯著差（OR=0.246，P= 0.002）。結(jié)果提示，不同運(yùn)動(dòng)方式改善高膽固醇血癥風(fēng)險(xiǎn)的差異受SIRT1基因rs3758391多態(tài)性的影響。查閱相關(guān)文獻(xiàn)，未有直接證據(jù)證明SIRT1多態(tài)性能夠與不同運(yùn)動(dòng)方式結(jié)合來共同影響高膽固醇血癥風(fēng)險(xiǎn)。我們推測SIRT1基因可能與其他基因相互作用而引發(fā)不同運(yùn)動(dòng)形式的效益差異。如圖1所示以SIRT1為中心獲得基因網(wǎng)絡(luò)圖譜，其中所出現(xiàn)的5個(gè)基因，是根據(jù)我們?cè)O(shè)定的選擇5個(gè)與SIRT1基因相互作用關(guān)系較為密切的基因所篩選獲得的。其中，過氧化物酶體增殖受體α（peroxisome proliferator-activated receptor α,PPARα）與SIRT1基因的關(guān)系最為密切（關(guān)聯(lián)性評(píng)分為0.999），SIRT1的脫乙酰基作用可直接影響PPARα的活性[22-23]。PPARα又可通過2條途徑[24]來促進(jìn)膽固醇的逆轉(zhuǎn)運(yùn)：一是通過對(duì)其下游的載脂蛋白-A I基因直接調(diào)控，二是通過LXR的間接調(diào)控作用來實(shí)現(xiàn)。我們推測rs3758391的T等位基因通過降低SIRT1的活性從而抑制了PPARα對(duì)膽固醇的逆轉(zhuǎn)運(yùn)作用。而PPARα與運(yùn)動(dòng)的相關(guān)研究[24]表明，長期進(jìn)行中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練可使PPARα的活性發(fā)生適應(yīng)性上調(diào)。老年人所進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)鍛煉多以中低強(qiáng)度為主，比較4種運(yùn)動(dòng)方式，游泳的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度要高于太極拳、廣場舞和乒乓球[25]，這在一定程度上抵消了T等位基因所引起的高膽固醇血癥易感風(fēng)險(xiǎn)，因此在游泳組中表現(xiàn)出了較低的患病風(fēng)險(xiǎn)。

圖1　與SIRT1基因相關(guān)聯(lián)的基因網(wǎng)絡(luò)Figure1　gene networks associated with SIRT1

需要指出的是，本研究受到樣本量的限制，尤其在CC和CT基因型中，出現(xiàn)總樣本量不足40例的情況。另外，在按照不同運(yùn)動(dòng)方式對(duì)受試者進(jìn)行分組時(shí)，各運(yùn)動(dòng)組內(nèi)難免會(huì)有混雜運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目鍛煉對(duì)結(jié)果產(chǎn)生影響。所以，從某種程度上本研究可以作為一個(gè)初步的研究假設(shè)，可以為日后的隊(duì)列研究提供參考和思路。

4　結(jié)論

綜上，本次研究首次發(fā)現(xiàn)了SIRT1基因rs3758391位點(diǎn)的TT基因型可能是高膽固醇血癥的易感因素。對(duì)于TT基因型的高膽固醇血癥個(gè)體，長期進(jìn)行游泳鍛煉來降低高膽固醇血癥風(fēng)險(xiǎn)的效果要優(yōu)于乒乓球、廣場舞和太極拳。

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The Relationship between Hypercholesterolemia and Different Aerobic Exercise Modes with SIRT1 Gene Poly?morphism

NIU Zhanbin，ZHU Ling，LIU Xiangyun，WEI Yuqin，WANG Yang，YANG Yabing，ZHOU Tang，XIANG Jiulin，CHEN Peijie，WANG Ru
（1.School of Kinesiology，Shanghai University of Sport，Shanghai 200438，China；2.Table Tennis College，Shanghai University of Sport，Shanghai 200438，China）

Objective To Explore the correlation between the acetylated enzyme SIRT1 ge-ne polymorphism and hypercholesterolemia among the long-term aerobic exercise old peop-le.Methods 323 elderly people with regular exercise habits and 60 with no exercise habi-ts（control group）in Shanghai were select?ed based on questionnaires.Fasting venous blood were collected，the TC was measured by GOD-PAP methods.The subjects were divided into hypercholester?olemia group（205）and normal group（178）according to the result of cholesterol level.The SIRT1 gene polymorphism was analyzed using the matrix assisted l-aser desorption ionisation-time of flight mass spectrometry method.Results There were significant differences for distributions of SIRT1 genotype（Rs3758391）between hypercholester-olemia groups and normal TC groups（P＜0.05）.The individual who carried SIRT1 negativegenotype had a lower risk for hypercholesterolemia，the odd ratio（OR）were 0.559 95%CI:0.344-0.909），respectively.Multivariate logistic regression showed that，for TT genotype subjects，swimming had the lowe-st risk（P＜0.008）.Conclusions The TT genotype of SIRT1variant is susceptibility factors of hypercholesterolemia.For TT genotype hypercholestero-lemia subjects，swimming may be superior to table tennis，square dancing，and Taichi in reducing the risk of hypercholesterolemia.

exercise modes；SIRT 1；hypercholesterolemia

10.13297/j.cnki.issn1005-0000.2016.04.013

G 804.7

A

1005-0000（2016）04-346-05

2016-01-10；

2016-06-10；錄用日期：2016-06-11

上海市科委部分地方院校能力建設(shè)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：13490503500）

牛戰(zhàn)斌（1988-），男，河南偃師人，在讀碩士研究生，研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)生物化學(xué)；通信作者：王茹（1976-），女，河南新鄉(xiāng)人，博士，副教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)免疫學(xué)、運(yùn)動(dòng)分子生物學(xué)、低氧健康促進(jìn)。

1.上海體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)科學(xué)學(xué)院，上海200438；2.上海體育學(xué)院中國乒乓球?qū)W院，上海200438。

表2rs3758391SNP不同基因型和等位基因在人群中的分布情況
Table2Distribution of different genotypes and alleles of rs3758391 SNP in population.

P組別膽固醇正常組高膽固醇血癥組基因型TT 118 159 CT 54 43 CC c2P Cc26 3 6.4450.040等位基因T 290 361 66 49 6.4820.011

表3rs3758391的基因型分布與高血脂的風(fēng)險(xiǎn)分析
Table3Risk analysis of the distribution of rs3758391 genoypes and the relation with hyperlipidemia.

注：*為調(diào)整了年齡、性別、肥胖、糖尿病及心血管疾病等混雜因素的結(jié)果。

P* 0.019基因型TT CT+CC膽固醇正常組118 60高膽固醇血癥組159 46 OR (95%CI) 1 0.559（0.344-0.909）

利用logistic回歸模型進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，在調(diào)整了年齡、性別、肥胖、糖尿病及心血管疾病等混雜因素后，攜帶C等位基因個(gè)體的高膽固醇血癥風(fēng)險(xiǎn)顯著降低（P<0.05），較TT基因型攜帶者風(fēng)險(xiǎn)降低約44%（95%CI:0.344—0.909）。

2.3SIRT1 rs3758391基因型和不同運(yùn)動(dòng)方式與高膽固醇血癥風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系

表4rs3758391基因多態(tài)及不同運(yùn)動(dòng)方式和高膽固醇血癥風(fēng)險(xiǎn)的分層分析
Table4Stratified analysis of rs3758391 polymorphism and exercise mode and their relation with hyperlipidemia.

注：*為調(diào)整了年齡、性別、肥胖、糖尿病及心血管疾病等混雜因素的結(jié)果。&，雙側(cè)檢驗(yàn)，與對(duì)照組相比，P＜0.008。

95%CI—0.231-1.235 0.171-1.156 0.459-2.570 0.100-0.601—0.397-4.925 0.286—5.519 0.599—9.580 0.100—2.530基因型TT膽固醇正常組13 31 17 20 37 10 15高膽固醇血癥組31 33 24 51 20 6 12 10 13 5運(yùn)動(dòng)方式對(duì)照組乒乓球組廣場舞組太極拳組游泳組對(duì)照組乒乓球組廣場舞組太極拳組游泳組P*—CT+CC 9 8 1 8 0.143 0.096 0.850 0.002&—0.512 0.762 0.200 0.404 OR*1 0.534 0.445 1.086 0.246 1 1.018 1.257 1.834 0.502

在調(diào)整了年齡、性別、肥胖、糖尿病及心血管疾病等混雜因素后，TT基因型中，各運(yùn)動(dòng)組與對(duì)照組相比，只有游泳組的風(fēng)險(xiǎn)值顯著低于對(duì)照組，OR值為0.246（95%CI:0.100-0.601）（P< 0.008）。在4種運(yùn)動(dòng)方式之間進(jìn)行兩兩比較后發(fā)現(xiàn)，僅在太極拳組和游泳組之間存在顯著性差異（P<0.007）（數(shù)據(jù)未列出）。而在CC和CT基因型中，各運(yùn)動(dòng)組和對(duì)照組相比，患病風(fēng)險(xiǎn)均未見顯著性差異。