NNMT基因多態(tài)性與運(yùn)動(dòng)能力的關(guān)聯(lián)分析

邱禮強(qiáng)　廖上桂

摘要：隨著生物信息技術(shù)的發(fā)展，基因工程技術(shù)被廣泛運(yùn)用于運(yùn)動(dòng)員選材中，被相關(guān)研究人員所關(guān)注與重視。文章以分析煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶（NNMT）基因多態(tài)性與運(yùn)動(dòng)能力的關(guān)聯(lián)為研究目的，選取了700名年齡段在18～21歲的漢族男性為研究對(duì)象，通過測(cè)試他們的一千米跑步成績(jī)，并結(jié)合所選取的標(biāo)簽單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)進(jìn)行分析，總結(jié)煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶（NNMT）基因與運(yùn)動(dòng)能力的關(guān)聯(lián)性。

關(guān)鍵詞：NNMT基因多態(tài)性；運(yùn)動(dòng)能力；關(guān)聯(lián)

一、煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶（NNMT）簡(jiǎn)介

近年來，越來越多的體育科研相關(guān)工作者開始關(guān)注基因變化對(duì)運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)能力所造成的影響，并進(jìn)行了許多關(guān)于基因多態(tài)性與運(yùn)動(dòng)能力方面的研究，煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶（NNMT）基因多態(tài)性與運(yùn)動(dòng)能力的關(guān)聯(lián)也逐漸成為了體育科研相關(guān)人員的重點(diǎn)研究對(duì)象[1]。

煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶（NNMT）是人體中重要的甲基化酶，能夠參與肝組織的解毒反應(yīng)，在肝臟中具有較高的活性，同時(shí)在心、腦、骨骼肌、腎、肺等多個(gè)器官組織中均有表現(xiàn)。NNMT的生理作用是以S-腺苷甲硫氨酸為甲基供體，經(jīng)過催化的作用，形成煙酰胺的甲基化，進(jìn)而生成甲基煙氨酸。因?yàn)樗且訬AD+的方式，直接參加糖、脂肪、蛋白質(zhì)這三大能量物質(zhì)的代謝過程，它的表現(xiàn)水平會(huì)對(duì)有機(jī)的能量代謝，產(chǎn)生重要的作用和影響。通過一系列的研究表明，它的甲基化速率與和身體成分的新陳代謝，有著一定的關(guān)聯(lián)性。同時(shí)，煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶（NNMT）因其能夠參與眾多藥物與外源性化合物的生物轉(zhuǎn)化，是腫瘤疾病相關(guān)研究人員的重點(diǎn)研究對(duì)象之一，被廣泛應(yīng)用于腫瘤及代謝相關(guān)性疾病的治療中，發(fā)揮著重要的作用[2]。

二、煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶（NNMT）基因多態(tài)性與運(yùn)動(dòng)能力的關(guān)聯(lián)實(shí)驗(yàn)研究

（一）研究對(duì)象

研究選取了來自全國(guó)不同省份或直轄市的身體健康，非體育專業(yè)的且沒有受到過專門的體育訓(xùn)練的700名普通男性學(xué)生，年齡在18～21歲之間，身高在172～178cm之間，體重在65～77kg之間，且所有參與研究的男性學(xué)生均為漢族。

（二）儀器的選取

研究主要選取的實(shí)驗(yàn)儀器有：Norwalk，CT.06859 USA生產(chǎn)的型號(hào)為MJ PTC-200以及Gene Amp PCR system 9600的PCR儀、上海復(fù)日科技有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為FR-200A的全自動(dòng)紫外與可見分析裝置與生物電泳圖像分析系統(tǒng)、北京君意東方電泳設(shè)備有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為JY600+的電泳儀、ABI生產(chǎn)的型號(hào)為PRISM 3730的測(cè)序儀，以及-80°冰箱一臺(tái)。

（三）研究方法

首先，讓700名參與研究的男性學(xué)生進(jìn)行1000米與50米跑步測(cè)試，并記錄跑步成績(jī)，將跑步成績(jī)按照名次的前后進(jìn)行排序，分別分為1000米較好組、1000米對(duì)照組、50米較好組、50米對(duì)照組。1000較好組中成員為1000米跑步成績(jī)排名中前25%，1000米對(duì)照組中成員為1000米跑步成績(jī)排名的前25%～75%中隨機(jī)抽取的119名，75%以后的成績(jī)較差的學(xué)生被淘汰，50米較好組與對(duì)照組與1000米較好組與對(duì)照組的分組方法相同。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)，1000米較好組中成員的1000米跑步時(shí)間為220.33秒～235.34秒，1000米對(duì)照組中成員的1000米跑步時(shí)間為266.21秒～290.11秒，50米較好組中成員的50米跑步時(shí)間為6.45秒～7.21秒，50米對(duì)照組中成員的50米跑步時(shí)間為7.30秒～7.90秒。最終確認(rèn)CC112人，GG116人，CG119人，CC+GG118人，CC+CC120人，GG + CG115人。

運(yùn)用基因多態(tài)性研究的常見方法，通過千人基因組計(jì)劃數(shù)據(jù)庫查詢，獲取CHS與CHB的煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶（NNMT）基因的單核苷酸多態(tài)性數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選，將最小等位基因頻率大于0.05的單核苷酸多態(tài)性數(shù)據(jù)制成連鎖不平衡圖譜，通過圖譜中的數(shù)據(jù)對(duì)比選取每個(gè)單倍域中r2≥0.8，同時(shí)LOD>3的單核苷酸多態(tài)性數(shù)據(jù)，并將其中r2最大的單核苷酸多態(tài)性作為單倍域標(biāo)簽單核苷酸多態(tài)性。最終共選取的19個(gè)標(biāo)簽單核苷酸多態(tài)性作為研究的基因性分析目標(biāo)位點(diǎn)，大體上能夠反應(yīng)漢族煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶（NNMT）基因的DNA序列中所有的單核苷酸多態(tài)性信息。

對(duì)單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)的基因型進(jìn)行檢測(cè)，通過聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)進(jìn)行含有待檢測(cè)突變位點(diǎn)基因片段的獲取，再進(jìn)行連接酶檢測(cè)反應(yīng)，識(shí)別基因多態(tài)性位點(diǎn)，并根據(jù)測(cè)序儀電泳獲取檢測(cè)結(jié)果。多重聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)與多重連接酶檢測(cè)反應(yīng)具體數(shù)據(jù)如表1、表2所示。

對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并利用心肺功能分析儀測(cè)試，通過二次負(fù)荷跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)法相對(duì)最大攝氧量，運(yùn)用X-SCAN PLUS體成分分析儀測(cè)試身體成分，以得到參與研究人員身體肌肉比與肌肉發(fā)達(dá)程度，最終利用相關(guān)的軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。

（四）研究結(jié)果與分析

在1000米較好組與1000米對(duì)照組的基因型與等位基因頻率分布比較中發(fā)現(xiàn)，rs2256292是唯一與運(yùn)動(dòng)能力關(guān)聯(lián)顯著的煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶（NNMT），通過對(duì)1000米跑步成績(jī)進(jìn)行對(duì)比得知，運(yùn)動(dòng)能力由好到差排序?yàn)镃C>GG>CG，且CC+CG與CG之間存在顯著差異（P<0.05），由此可明顯地看出rs2256292位點(diǎn)與1000米的運(yùn)動(dòng)能力之間具有關(guān)聯(lián)性。rs2256292不同基因型的1000米跑步測(cè)試成績(jī)對(duì)比表如表3所示。

然而，研究中并沒有找到與50米的運(yùn)動(dòng)能力顯著關(guān)聯(lián)的單核苷酸多態(tài)性位，出現(xiàn)這種情況的原因可能是因?yàn)闊燉０種-甲基轉(zhuǎn)移酶（NNMT）基因?qū)τ跈C(jī)體具有較強(qiáng)的有氧代謝調(diào)控作用。由于煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶（NNMT）基因有轉(zhuǎn)移SAM甲基的生理作用，能夠催化Nam的甲基化并產(chǎn)生NAD+的前提物質(zhì)Me-Nam，而Nad+作為機(jī)體能量代謝的關(guān)鍵輔酶，能夠直接參與有氧氧化的全過程，當(dāng)Nam甲基化對(duì)其水平造成影響時(shí)，會(huì)導(dǎo)致機(jī)體的能量代謝受到影響。另外，SAM除了作為煙酰胺的甲基供體，還是DNA發(fā)生甲基化時(shí)的甲基主要提供者，當(dāng)煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶（NNMT）基因水平出現(xiàn)變化時(shí)，也會(huì)對(duì)多種蛋白的基因表達(dá)造成影響。由此可見，煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶（NNMT）基因多態(tài)性對(duì)1000米跑步運(yùn)動(dòng)能力的影響較為明顯，而對(duì)50m跑步運(yùn)動(dòng)能力的影響較小，其中rs2256292變異而造成的相對(duì)最大攝氧量以及身體成分變化時(shí)影響1000米運(yùn)動(dòng)能力的重要因素。

三、總結(jié)

綜上所述，通過對(duì)700名普通男性學(xué)生測(cè)試1000米與500米跑步能力，并進(jìn)行基因多態(tài)性研究發(fā)現(xiàn)，煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶（NNMT）基因多態(tài)性與運(yùn)動(dòng)能力的關(guān)聯(lián)性中，對(duì)1000米運(yùn)動(dòng)能力有顯著的關(guān)聯(lián)，并很可能是由于rs2256292變異所發(fā)生變化導(dǎo)致。文榮等人指出NNMT參加了脂肪酸的代謝過程及ATP的合成；Parsongs等人，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)帕金森病人的腦神經(jīng)細(xì)胞之中，NNMT的表現(xiàn)顯著上升，而且ATP的合成與ATP/ADP的比例，發(fā)生了顯著的變化。由此可見，對(duì)煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶的研究，便顯得尤為重要。為此文章對(duì)NNMT基因多態(tài)性與運(yùn)動(dòng)能力的關(guān)聯(lián)進(jìn)行了深入分析，但因研究不夠全面，需要相關(guān)的研究人員共同探索，使該領(lǐng)域的研究前景更加廣闊。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊若愚，王予彬，沈勛章，等.基因多態(tài)性與杰出運(yùn)動(dòng)能力[J].中國(guó)組織工程研究，2014，18（07）：1121-1128.

[2]陳偉.煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶（NNMT）基因多態(tài)性與運(yùn)動(dòng)能力的關(guān)聯(lián)研究[D].江西師范大學(xué)，2016.

（作者單位：豫章師范學(xué)院）