ACTN3基因rs1815739位點多態(tài)性與BMI的關(guān)系

高鵬華,徐席斌,吳宏江,張志明

(1.西北大學(xué) 體育部,陜西 西安 710069;2.咸陽師范學(xué)院 體育學(xué)院,陜西 咸陽 712000;3 西安市中心醫(yī)院 檢驗科,陜西 西安 710003)

?

·生命科學(xué)·

ACTN3基因rs1815739位點多態(tài)性與BMI的關(guān)系

高鵬華1,徐席斌2,吳宏江1,張志明3

(1.西北大學(xué) 體育部,陜西 西安 710069;2.咸陽師范學(xué)院 體育學(xué)院,陜西 咸陽 712000;3 西安市中心醫(yī)院 檢驗科,陜西 西安 710003)

探索ACTN3基因rs1815739位點多態(tài)性與體質(zhì)指數(shù)(BMI)之間的關(guān)系。應(yīng)用實時熒光定量PCR法檢測ACTN3基因rs1815739位點基因型,測量RR，RX，XX基因型女大學(xué)生身高和體重,計算出體質(zhì)指數(shù),采用單因素方差(One-Way ANOVA)分析ACTN3基因rs1815739位點基因型與年齡和體質(zhì)指數(shù)間的關(guān)系。女大學(xué)生ACTN3基因RR，RX，XX基因頻率分別為39.48%，49.12%，11.4%,經(jīng)Hardy-Weinberg平衡檢驗具有群體代表性(P>0.05),RR，RX，XX基因型平均年齡分別為22.84±1.49歲,22.73±1.52歲,22.68±1.37歲(P>0.05),但RR，RX，XX不同基因型間BMI分別為21.48±2.37,23.52±2.84,21.57±2.33(P<0.05)。ACTN3基因rs1815739位點多態(tài)性與女大學(xué)生體質(zhì)指數(shù)有關(guān),該因素可能為導(dǎo)致體質(zhì)指數(shù)差異的內(nèi)在原因之一。

α-肌動蛋白-3;大學(xué)生;體質(zhì)指數(shù);肥胖

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人民生活習(xí)慣的改變,肥胖癥也呈現(xiàn)出逐年上升趨勢,我國肥胖癥的發(fā)生率已超過了10%[1],肥胖癥是由遺傳、運動、生活習(xí)慣等多因素影響而引起的代謝性疾病之一,其主要表現(xiàn)為體內(nèi)脂肪細(xì)胞堆積過多,并常常伴有其他系統(tǒng)的慢性疾病[2],患有肥胖癥的女大學(xué)生不僅影響著其身體形態(tài)、體質(zhì)健康測試的成績,而且還影響著其身心健康的發(fā)展[3]。體質(zhì)指數(shù)(Body Mass Index,BMI)是篩查人類肥胖的首選客觀指標(biāo),其與人體脂肪密切相關(guān)[4]。α-肌動蛋白-3(ACTN3)是與人體運動能力有關(guān)的基因,ACTN3基因rs1815739位點存在著基因多態(tài)性,影響著肌肉纖維的類型和細(xì)胞代謝信號的傳遞[5],本研究目的是探討ACTN3基因rs1815739位點多態(tài)性與女大學(xué)生體質(zhì)指數(shù)的關(guān)系。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

以西北大學(xué)和咸陽師范學(xué)院2014～2015級737例漢族女大學(xué)生為研究對象,年齡為19～24歲,平均年齡為22.76±1.43歲, 均排除患有急、慢性肝臟、腎病及心腦血管系統(tǒng)疾病患者。

1.2 主要設(shè)備和試劑

主要設(shè)備:北京清華同方體測儀(BCA-1B)，ABI 7300 PCR擴(kuò)增儀(美國應(yīng)用生物系統(tǒng)公司)、DNA提取液、TaqMan 通用PCR擴(kuò)增預(yù)混試劑(美國應(yīng)用生物系統(tǒng)公司)。

2 方 法

2.1 人體學(xué)指標(biāo)測定

根據(jù)教育部《國家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》(2014年修訂),使用體質(zhì)測試儀器測量身高和體重,分別以m和kg為單位,BMI=體重/身高2(kg/m2),結(jié)果小數(shù)點后保留兩位有效數(shù)字。

2.2 ACTN3基因rs1815739位點多態(tài)性測定

2.2.1 基因組DNA 提取 采集測試者外周靜脈血2mL,采用煮沸法提取全基因組DNA,-20℃冰箱儲存?zhèn)溆谩?/p>

2.2.2 基因型檢測 參考文獻(xiàn)[6-7]設(shè)計引物和探針均由大連寶生物工程有限公司合成。PCR反應(yīng)體系:全基因組DNA 2μL, TaqMan 通用PCR擴(kuò)增預(yù)混試劑13.75μL,上、下游引物及檢測探針各0.5μL,最后用雙蒸水補(bǔ)足總反應(yīng)體積為25μL。反應(yīng)條件:50℃ 2min,95℃ 10min共1個循環(huán),92℃ 15s,60℃ 1min共40個循環(huán),熒光檢測期為60℃ 1min。

2.3 統(tǒng)計學(xué)方法

3 結(jié) 果

3.1 一般人體指標(biāo)結(jié)果

737例女大學(xué)生年齡為19～24歲,平均年齡22.76±1.43歲,身高1.45～1.81m,平均身高160.68±5.34m,體重40.4～88.2kg,平均體重53.57±6.82kg,體質(zhì)指數(shù)BMI(Kg/m2) 16.37～33.24,平均21.98±2.46。

3.2 ACTN3基因型判定及Hardy-Weinberg平衡檢驗

ACTN3基因rs1815739位點RR，RX，XX基因型結(jié)果判定見圖1,737例漢族女大學(xué)生RR基因頻率 39.48% (291/737),預(yù)計頻數(shù)302,RX基因頻率49.12% (362/737),預(yù)計頻數(shù)339,XX基因頻率11.40% (84/737),預(yù)計頻數(shù)95,R，X等位基因頻率分別為64%(944/1474)和36(530/1474)經(jīng)Hardy-Weinberg平衡檢驗(χ2=3.26;df=1,P=0.071),表明研究組ACTN3基因rs1815739位點基因頻率分布達(dá)到遺傳平衡,研究對象具有群體代表性。

3.3 ACTN3基因型與女大學(xué)生BMI關(guān)系

291例女大學(xué)生 RR型平均年齡為22.84±1.49歲,362例RX型平均年齡為22.73±1.52歲,84例XX型平均年齡為22.68±1.37歲,總的平均年齡為22.76±1.43歲,年齡間無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。女大學(xué)生RR，RX，XX基因型間BMI存在著統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05),其中RX型BMI最大為23.52±2.84,XX型最小為21.57±2.33,RR型居中為21.48±2.37,具體見表1。

圖1 ACTN 3基因RR，RX，XX基因型,其中NC為無模板對照Fig.1 ACTN 3 gene RR, RX, XX genotype, NC is no template control

Tab.1 The relationship between rs1815739 gene ACTN3 genotype and BMI of female college students

變量RR型RX型XX型合計P年齡2284±1492273±1522268±1372276±143084BMI2148±2372352±2842157±2332198±2460013

4 討 論

如何切實提升大學(xué)生的體質(zhì)健康素質(zhì),是我國教育界乃至整個社會共同關(guān)心的一個熱點話題,大學(xué)生體質(zhì)素質(zhì)的健康發(fā)展關(guān)系著民族和國家的發(fā)展[8]。BMI是一個客觀評價個體身體素質(zhì)的指標(biāo),其大小是一個復(fù)雜的遺傳、環(huán)境等多因素影響的結(jié)果,2014年周亞茹[9]研究表明大學(xué)生BMI指數(shù)與50m跑、立定跳遠(yuǎn)等一些耐力素質(zhì)成績呈負(fù)相關(guān),即體重越大其耐力素質(zhì)成績則越低,其原因可能由于肥胖，BMI指數(shù)增大，使得耗氧量增加，結(jié)果導(dǎo)致耐力素質(zhì)水平降低。

ACTN3基因定位在人類第11號染色體,該基因16外顯子rs1815739位點(R577X)存在著點突變,野生型(R) 胞嘧啶突變成了胸腺嘧啶就變成了突變型(X),其編碼的原577位精氨酸也就變成了一個終止碼, 結(jié)果導(dǎo)致了ACTN3的缺失,卻不會引起肌肉疾病[10],該位點與運動能力及代謝疾病間的關(guān)系已成為目前的研究熱點,2011年楊賢罡[11]通過薈萃分析發(fā)現(xiàn)，ACTN3基因R577X位點多態(tài)性產(chǎn)生了明顯的生化效應(yīng), RR基因是速度力量素質(zhì)的保護(hù)因素,2015年Deschamps CL[12]對年齡為23±4.2歲的98例健康男性和102例健康女性研究發(fā)現(xiàn)，ACTN 3基因型與心肌健康有關(guān)。另外學(xué)者[13-14]研究表明，ACTN3基因rs1815739位點多態(tài)性還與糖原貯積?、跣汀⒓顾钃p傷、衰老、心衰、糖代謝等多種疾病有關(guān)。

目前研究群體遺傳學(xué)的理想樣本一般都在500人以上,但由于各種原因大多都在150人左右(這也是其最低限度)[15],本課題設(shè)計中為了避免群體大小影響基因頻率和等位基因頻率的狀態(tài),同時也為了避免種族、性別、年齡因素的影響,研究對象選取了西北大學(xué)和咸陽師范學(xué)院2014～2015級737例漢族女大學(xué)生,年齡為19～24歲,年齡跨度較小的理想?yún)⒄杖巳?。本研究結(jié)果表明，ACTN3基因rs1815739位點RR，RX，XX基因型間年齡無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05),RX雜合子基因型體質(zhì)指數(shù)高于RR和XX純合子基因型(P<0.05),其機(jī)制研究還需在今后多基因、多位點以及不同種族和人群中進(jìn)一步研究。

5 結(jié) 論

本文報道了ACTN3基因rs1815739位點不同基因型與女大學(xué)生間BMI是存在統(tǒng)計學(xué)差別,從基因水平闡明了人群不同體質(zhì)的內(nèi)在機(jī)制,為進(jìn)一步研究多基因、多因素對不同種族、不同地域群體的體質(zhì)研究奠定基礎(chǔ)。

[1] 董剩勇,王曼柳,孫曉楠,等.體脂肪率評估心血管危險因素研究[J].中國全科醫(yī)學(xué)，2015，18(36)：4416-4421.

[2] 沈友青,宋濤,龐秋,等.大強(qiáng)度間歇運動在肥胖癥及其相關(guān)慢性病干預(yù)中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].中國運動醫(yī)學(xué)雜志，2013，32(8)：741-748..

[3] 張靜.健美操對肥胖大學(xué)生身體成分、體脂分布及心肺功能的影響[J].右江民族醫(yī)學(xué)院學(xué)報,2015,37(4):619-620.

[4] 楊國標(biāo).西安地區(qū)高校大學(xué)生在校期間BMI 指數(shù)的研究[J].當(dāng)代體育科技,2013,3(1):15-16.

[5] SILVA M S, BOLAM W, ALVES C R, et al. Elimination of influences of the ACTN3 R577X variant on oxygen uptake by endurance training in healthy individuals[J]. International Journal of Sports Physiology Performance，2015，10(5):636-641.

[6] LNES S, AUGUSTO S, DIAS S E, et al. Simple Method to Genotype the ACTN3 r577x Polymorphism[J]. Genetic Testing and Molecular Biomarkers，2015;19(5):253-257.

[7] DONNIKOV A.ACTN3 genotype is associated with testosterone levels of athletes[J].Biol Sport，2014，31(2)：105-108.

[8] 張偉, 呂玉軍.南京高校學(xué)生身心健康水平調(diào)查[J].中國健康教育，2013，29(12)：1092-1097.

[9] 周亞茹. 不同BMI水平下大學(xué)生身體素質(zhì)的比較研究——以華東師范大學(xué)為例[J].當(dāng)代體育科技，2014,27(4):68-69.

[10] 高鵬華,張志明.ACTN3基因多態(tài)性與運動能力和基因選材的研究[J].西北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2015,45(4):602-605.

[11] 楊賢罡, 李燕春,胡 揚. ACTN3 基因R577X 多態(tài)性與運動能力的關(guān)聯(lián)性研究:Meta分析[J].體育科技，2011,31(3):44-52.

[12] CHELSEA L, KIMBERLY E, MATHIAS S, et al. The ACTN3 R577X Polymorphism Is Associated with Cardiometabolic Fitness in Healthy Young Adults[J]. PLoS One，2015，10(6):e0130644.

[13] LSABELLE R, OSLER M E, BOUBACAR B, et al. Association of the ACTN3 R577X polymorphism with glucose tolerance and gene expression of sarcomeric proteins in human skeletal muscle [J]. Physiol Rep，2015，3(3): e12314.

[14] BERNARDEZ-PEREIRA S, SANTOS P C, KRIEGER J E, et al. ACTN3 R577X polymorphism and long-term survival in patients with chronic heart failure[J]. BMC Cardiovasc Disorder，2014，14(1):90-94.

[15] 黃昌林,尚旭亞.ACTN3，ADRA2A、睫狀神經(jīng)營養(yǎng)因子基因多態(tài)性與士兵速度、耐力、力量素質(zhì)的相關(guān)性[J].中國組織工程研究與臨床康復(fù)，2008，37(12):7341-7345.

(編 輯 徐象平)

Relationship between ACTN3 gene rs1815739 polymorphism and BMI

GAO Penghua1, Xu Xibin2, Wu Hongjiang1, ZHANG Zhiming3

(1.Department of Physical Education, Northwest University, Xi′an 710069, China;2.Institute of Physical Education, Xianyang Normal University, Xianyang 712000, China;3.Department of Clinical Laboratory, Xi′an Central Hospital, Xi′an 710003, China)

To explore the relationship between ACTN3 gene rs1815739 polymorphism and Body Mass Index (BMI), ACTN3 gene rs1815739 locus polymorphism were detected by real-time fluorescence quantitative PCR, RR, RX, XX genotype of female college students, whose height and weight were measured and was Body Mass Index calculated. To analyze the relationship between ACTN3 gene rs1815739 locus genotype age and Body Mass Index by One-Way ANOVA.The ACTN3 gene RR, RX, XX allele frequency were 39.48%, 49.12%, 11.4%, the hardy-Weinberg equilibrium test has a representative group (P>0.05), the average age of RR, RX, XX genotype were 22.84 ±1.49 years, 22.73 ±1.52 years, 22.68± 1.37 years old (P>0.05), but BMI of RR, RX, XX different genotype were respectively 21.48± 2.37, 23.52± 2.84 and 21.57±2.33 (P<0.05). The rs1815739 locus polymorphism of ACTN3 gene was related to the Body Mass Index of the female college students, which may be one of the internal reasons for the differences in Body Mass Index.

ACTN3; college students; body mass index; obesity

2016-06-11

陜西省社會發(fā)展攻關(guān)計劃基金資助項目(2011K12-01-05)；陜西省高等教育教學(xué)改革研究基金資助項目(2015-56)；陜西省體育局常規(guī)課題基金資助項目(15019)

高鵬華，女，山西太原人，從事運動人體科學(xué)研究。

R131

A

10.16152/j.cnki.xdxbzr.2016-06-013