Sirt1基因多態(tài)性與有氧耐力表型的關(guān)聯(lián)研究

金 晶，馮 燕，盧 健，陳彩珍，何子紅

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Sirt1基因多態(tài)性與有氧耐力表型的關(guān)聯(lián)研究

金 晶1,2，馮 燕1，盧 健1，陳彩珍1，何子紅3

1.華東師范大學(xué) 體育與健康學(xué)院, 上海 200241; 2 .浙江農(nóng)林大學(xué) 體軍部, 浙江 杭州 311300; 3.國(guó)家體育總局體育科學(xué)研究所, 北京 100061

目的：通過(guò)分析去乙?；窼irt1多態(tài)性與60名中國(guó)北方漢族女子專業(yè)長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能指標(biāo)的關(guān)聯(lián)性，探尋預(yù)測(cè)有氧耐力表型的分子標(biāo)記。方法：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(cè)技術(shù)對(duì)Sirt1基因8個(gè)SNP分型進(jìn)行檢測(cè)，采用聯(lián)合測(cè)試法測(cè)得無(wú)氧閾和最大攝氧量相關(guān)指標(biāo)，肺功能儀測(cè)得肺功能相關(guān)指標(biāo)。結(jié)果：1）rs11596401位點(diǎn)不同基因型運(yùn)動(dòng)員之間肺活量存在顯著性差異，TC基因型運(yùn)動(dòng)員顯著高于TT型和CC型運(yùn)動(dòng)員（＜0.05）；2）rs12778366-rs11596401-rs4746720組合的單體型（A/B組）與有氧耐力表型（最大攝氧量/體重、無(wú)氧閾攝氧量/體重等）有極其顯著性差異（＜0.01）；3）A組基因型的5 000 m和10 000 m成績(jī)極其顯著優(yōu)于B組單體型（＜0.01）。結(jié)論：1）rs11596401位點(diǎn)的TC基因型可作為預(yù)測(cè)中國(guó)北方漢族女子長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員肺活量的分子標(biāo)記；2）rs12778366-rs11596401-rs4746720組合的A組單體型可作為預(yù)測(cè)中國(guó)北方漢族女子長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員無(wú)氧閾攝氧量/體重、最大攝氧量/體重等指標(biāo)的分子遺傳學(xué)標(biāo)記；3）rs12778366-rs11596401-rs4746720組合的A組單體型可作為中國(guó)北方漢族女子5 000 m和10 000 m項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員選材的分子遺傳學(xué)標(biāo)記。

Sirt1基因多態(tài)性；有氧耐力表型；遺傳學(xué)標(biāo)記；表觀遺傳學(xué)；肺活量

運(yùn)動(dòng)員選材是競(jìng)技體育活動(dòng)的開(kāi)端，是挑選具有良好運(yùn)動(dòng)天賦及競(jìng)技潛力的兒童少年或后備力量參加運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的起始性工作。世界各國(guó)力求使用科學(xué)的測(cè)試和預(yù)測(cè)方法，努力提高選材的精準(zhǔn)度和成功率，分子遺傳學(xué)的選材近年來(lái)得到廣泛認(rèn)識(shí)，因此，探尋與項(xiàng)目特征相符的有效分子標(biāo)記是運(yùn)動(dòng)員選材的重要方式[9]。

Sir2（silent information regulator 2）與Sirt1（silent mating type information regulation2 homolog1）同源性最高，是NAD+依賴的組蛋白去乙?；?，以依賴NAD+的方式使組蛋白發(fā)生去乙?；饔茫悄壳把芯孔钌畹腟irtuin家族成員[18]。Sirt1與衰老及年齡性疾病都具有相關(guān)性[24,33]，擁有延長(zhǎng)細(xì)胞壽命的“長(zhǎng)壽作用”，文獻(xiàn)也報(bào)道Sirt1與調(diào)控能量代謝[12]和骨骼肌氧化能力有高度相關(guān)性[44]。

綜上所述，Sirt1與有氧運(yùn)動(dòng)能力可能存在很高的相關(guān)性，國(guó)內(nèi)報(bào)告Sirt1與有氧運(yùn)動(dòng)的關(guān)聯(lián)性研究主要集中于相關(guān)代謝疾病和動(dòng)物模型中[3-6]，鮮有報(bào)道Sirt1與有氧運(yùn)動(dòng)能力相關(guān)的人體實(shí)驗(yàn)研究[2,22]。本研究對(duì)Sirt1基因所有標(biāo)簽單核苷酸多態(tài)位點(diǎn)進(jìn)行分型，擬通過(guò)研究?jī)?yōu)秀耐力運(yùn)動(dòng)員生理指標(biāo)（肺活量、運(yùn)動(dòng)成績(jī)、身體機(jī)能）與Sirt1的基因單核苷酸多態(tài)性的相關(guān)性分析，探討其影響有氧耐力表型的相關(guān)性，試圖探索其作為中國(guó)北方漢族女子耐力項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員選材遺傳學(xué)標(biāo)記的可能性。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

中國(guó)北方漢族女子專業(yè)長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員，來(lái)自備戰(zhàn)2012年奧運(yùn)會(huì)的國(guó)家長(zhǎng)跑集訓(xùn)隊(duì)以及北京、山東、河南、河北、內(nèi)蒙古的?。ㄗ灾螀^(qū)）田徑隊(duì)運(yùn)動(dòng)員共60名（運(yùn)動(dòng)員等級(jí)均為一級(jí)以上，其中，國(guó)際健將15名、健將7名）。

1.2 研究方法

1.2.1 肘靜脈取血

用Wizard基因組DNA純化試劑盒（Promega）從全血中提取基因組DNA。

1.2.2 多態(tài)位點(diǎn)檢測(cè)

Sirt1基因全長(zhǎng)約為33.72 kb，上下游各擴(kuò)展2 kb后從hapmap網(wǎng)站（www.hapmap.org）下載Sirt1（中國(guó)北方漢族人）的SNPs，應(yīng)用Haploview軟件中的Tagger程序，根據(jù)Pair-wise方法，最小2=0.8，Maf≥0.1選擇出4個(gè)標(biāo)簽SNP-rs12778366、rs11596401、rs4746720、rs1022764。普遍認(rèn)為，基因外顯子的作用是編碼氨基酸，從而決定蛋白質(zhì)的性質(zhì)。因此，添加4個(gè)發(fā)生氨基酸改變的SNP-rs2273773（leu332leu）、rs116374368（His357Gln）、rs17855430（Ala91Asp）、rs114182972（Thr712Ala）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

1.3 基因分型

依據(jù)NCBI網(wǎng)站公布的人類Sirt1基因序列（NM_001142498.1），PCR引物和單堿基延伸引物都是用Assay Designer（Sequenom）軟件包設(shè)計(jì)。使用MassARRAY Nanodispenser將最終的分型產(chǎn)物點(diǎn)樣到spectroCHIP上，并用基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時(shí)間質(zhì)譜進(jìn)行分析。

表1 Sirt1基因SNP的引物及單堿基引物信息

注：延伸引物方向F表示正向，R表示反向。

1.4 生理指標(biāo)的測(cè)試方法

采集60名優(yōu)秀女子長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員的生理指標(biāo)，包括：5 000 m成績(jī)（s）、10 000 m成績(jī)（s）、馬拉松成績(jī)（min）、肺活量（L）、時(shí)間肺活量（L）、1 s用力呼出量（L）、每分通氣量（L/min）、無(wú)氧閾攝氧量/體重（mL/kg/min）、無(wú)氧閾心率（次/min）、無(wú)氧閾跑速（m/s）、最大攝氧量/體重（mL/kg/min）、最大心率（次/min）、最大跑速（m/s）、最大通氣量（L/min）。測(cè)試儀器為德國(guó)Cortex Metalyzer 3B氣體代謝分析儀、德國(guó)Cosmos跑臺(tái)和芬蘭Polar心率表。肺功能相關(guān)指標(biāo)使用TOKYO Chestgraph HI-101肺功能儀測(cè)得。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

所有數(shù)據(jù)處理采用SPSS 17.0軟件統(tǒng)計(jì)包完成。采用卡方檢驗(yàn)進(jìn)行H-W平衡檢驗(yàn)，即哈代-溫伯格平衡定律（Hardy-Weinberg equilibrium），又稱遺傳平衡定律，是指對(duì)于一個(gè)大且隨機(jī)交配的種群，基因頻率和基因型頻率在沒(méi)有遷移、突變和選擇的條件下會(huì)保持不變，＞0.05說(shuō)明該群體達(dá)到遺傳平衡，即數(shù)據(jù)可信。所測(cè)生理指標(biāo)數(shù)據(jù)先用K-S檢驗(yàn)是否符合正態(tài)分布。K-S檢驗(yàn)是檢驗(yàn)單一樣本是否來(lái)自某一特定分布的方法。檢驗(yàn)方法是以樣本數(shù)據(jù)的累計(jì)頻數(shù)分布和特定理論分布比較，若兩者間的差距很小，則推論該樣本取自某特定分布族。如果符合正態(tài)分布，則基因型之間各生理指標(biāo)的初始值指標(biāo)采用獨(dú)立樣本檢驗(yàn)或單因素方差分析，若不符合正態(tài)分布采用非參數(shù)檢驗(yàn)處理。顯著性水平設(shè)為＜0.05，非常顯著性水平設(shè)為＜0.01。

2 結(jié)果

2.1 各位點(diǎn)完成檢測(cè)樣本數(shù)

本實(shí)驗(yàn)對(duì)Sirt1基因的8個(gè)SNP進(jìn)行分型，結(jié)果rs114182972、rs1022764、rs2273773未能分型成功；另有rs11637436和rs17855430兩個(gè)SNP，分型結(jié)果均為AA基因型，沒(méi)有統(tǒng)計(jì)的意義；最終對(duì)rs12778366、rs11596401和rs4746720的結(jié)果進(jìn)行分析（表2）。

表2 Sirt1基因SNP的分型結(jié)果

2.2 Sirt1基因SNP位點(diǎn)與生理指標(biāo)的關(guān)聯(lián)性

2.2.1 Sirt1基因位點(diǎn)多態(tài)性與有氧耐力表型的關(guān)聯(lián)分析

經(jīng)獨(dú)立樣本檢驗(yàn)或單因素方差分析（表3、表4、表5），rs12778366（其中檢測(cè)出一個(gè)運(yùn)動(dòng)員為CC型，剔除處理）、rs11596401、rs4746720位點(diǎn)不同基因型運(yùn)動(dòng)員多態(tài)性與其他指標(biāo)之間均無(wú)關(guān)聯(lián)性（＞0.05）。

表3 rs12778366多態(tài)性與有氧耐力表型的相關(guān)性

2.2.2 Sirt1基因單個(gè)位點(diǎn)多態(tài)性與肺功能的關(guān)聯(lián)分析

經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析（表6），Sirt1基因rs12778366位點(diǎn)不同基因型運(yùn)動(dòng)員之間肺功能指標(biāo)（肺活量、時(shí)間肺活量、1 s用力呼出量）無(wú)顯著性差異（＞0.05）。

rs11596401位點(diǎn)不同基因型運(yùn)動(dòng)員之間肺活量存在顯著性差異，TC基因型運(yùn)動(dòng)員顯著高于TT型和CC型運(yùn)動(dòng)員（＜0.05）。TC基因型的時(shí)間肺活量和1 s用力呼出量均顯著高于CC型（＜0.05），而與TT型沒(méi)有差異性（＞0.05）。

rs4746720位點(diǎn)分析結(jié)果顯示，TT基因型的時(shí)間肺活量和1 s用力呼出量極其顯著高于TC型運(yùn)動(dòng)員（＜0.01）。

表4 rs11596401多態(tài)性與有氧耐力表型的相關(guān)性

注：P1表示TT基因型/CT基因型的相關(guān)性，P2表示TT基因型/CC基因型的相關(guān)性，P3表示CT基因型/CC基因型的相關(guān)性，下同。

表5 rs4746720多態(tài)性與有氧耐力表型的相關(guān)性

表6 Sirt1基因位點(diǎn)多態(tài)性與肺功能的相關(guān)性

注：*表示有顯著性差異＜0.05，**表示極顯著性差異＜0.01。

2.2.3 Sirt1基因多態(tài)性與運(yùn)動(dòng)成績(jī)的關(guān)聯(lián)分析

經(jīng)獨(dú)立樣本檢驗(yàn)或單因素方差分析（表3、表4、表5），rs12778366、rs11596401、rs4746720位點(diǎn)不同基因型運(yùn)動(dòng)員多態(tài)性與運(yùn)動(dòng)成績(jī)（5 000 m、10 000 m和馬拉松成績(jī)）沒(méi)有相關(guān)性（＞0.05），數(shù)據(jù)略。

2.3 Sirt1單體型與機(jī)能指標(biāo)的關(guān)聯(lián)分析

2.3.1 Sirt1基因單體型分型結(jié)果

本文對(duì)Sirt1基因rs12778366、rs11596401、rs4746720 3個(gè)位點(diǎn)多態(tài)性組成的單體型在測(cè)試的60名運(yùn)動(dòng)員中進(jìn)行分析，共存在11個(gè)單體型（表7）。數(shù)據(jù)顯示，rs12778366位點(diǎn)的CC型個(gè)體出現(xiàn)的頻率極低，僅分型得到1位運(yùn)動(dòng)員，其中3個(gè)位點(diǎn)都是TC型的單體型（TCTCTC）運(yùn)動(dòng)員未出現(xiàn)。

只有極少數(shù)擁有天賦的運(yùn)動(dòng)員才能獲得杰出運(yùn)動(dòng)能力，因而，本文將檢測(cè)樣本rs12778366-rs11596401-rs4746720組合的單體型分為n＜6人的單體型歸為A組（單體型類型a～fn≥6人的單體型歸為B組（g～k），進(jìn)行分析。

2.3.2 Sirt1單體型（A/B組）與有氧耐力表型的關(guān)聯(lián)性

經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)，本文發(fā)現(xiàn)，Sirt1單體型A組和B組之間與肺功能和有氧耐力表型有很強(qiáng)的相關(guān)性。本研究共檢測(cè)13個(gè)生理指標(biāo)，其中7個(gè)指標(biāo)顯示組間有相關(guān)性＜0.05（圖1 a～e）。

表7 Sirt1基因單體型分型結(jié)果

2.3.3 Sirt1單體型（A/B組）與運(yùn)動(dòng)成績(jī)的關(guān)聯(lián)性

本研究意外發(fā)現(xiàn)Sirt1單體型不同組間（A/B組）與有氧耐力表型的相關(guān)性后，嘗試著進(jìn)行與運(yùn)動(dòng)成績(jī)的相關(guān)性分析。由于運(yùn)動(dòng)員的專長(zhǎng)和項(xiàng)目不同，本研究5 000 m、 10 000 m和馬拉松成績(jī)數(shù)據(jù)的總?cè)藬?shù)不同，分別為44人、35人和21人。結(jié)果顯示，A組5 000 m成績(jī)（947.92±39.9 s）極其顯著高于B組（1 012.13±55.52 s），=0.001；10 000 m成績(jī)A組（1 995.5±87.00 s）優(yōu)于B組運(yùn)動(dòng)員（2 107.80±121.18 s），=0.006（圖1-f）；馬拉松成績(jī)上兩組間沒(méi)有差異性（＞0.05，圖1-g）。

圖1 Sirt1單體型（A/B組）與機(jī)能指標(biāo)的相關(guān)性分析

Figure1. Correlation between Sirt1 haplotype (A/B) and Function Index

注：a：?jiǎn)误w型與肺功能指標(biāo)的相關(guān)性，A組的1 s用力呼出量顯著高于B組（＜0.05），其他指標(biāo)沒(méi)有顯著性相關(guān)；b：兩組間最大攝氧量和無(wú)氧閾攝氧量沒(méi)有差異性；c：A/B組間最大攝氧量/體重有顯著性差異（＜0.05），無(wú)氧閾攝氧量/體重有極其顯著型差異（＜0.01）；d：最大跑速和無(wú)氧閾跑速有極其顯著性差異（＜0.01）；e：最大通氣量和每分通氣量在兩組間有極其顯著性差異=0.002；f：A組單體型的5 000 m成績(jī)（A組n=13/B組n=31）和10 000 m成績(jī)（A組n=13/B組n=22）極顯著優(yōu)于B組單體型成績(jī)（＜0.01）；g：馬拉松成績(jī)兩組間（A組n=11/B組n=10）沒(méi)有顯著性差異。*表示有顯著性差異＜0.05，**表示有極顯著性差異＜0.01。

3 討論

檢索Pubmed網(wǎng)站鮮有報(bào)告關(guān)于Sirt1基因的多態(tài)性與運(yùn)動(dòng)能力表型的關(guān)聯(lián)性研究，主要集中在肥胖研究[29,36]、體脂和血壓[41]，長(zhǎng)壽[24,30]和疾病[27,46]。本文報(bào)告單個(gè)多態(tài)位點(diǎn)與肺功能指標(biāo)有關(guān)聯(lián)性，雖然其他位點(diǎn)也顯示肺功能上部分基因型的優(yōu)越性，如rs4746720的TT基因型時(shí)間肺活量和1 s用力呼出量都極其顯著高于TC基因型，然而，所有位點(diǎn)多態(tài)基因型中rs11596401的TC基因型肺活量（4.01±0.43 L）為最高參數(shù)，rs11595401位點(diǎn)TC型的肺活量顯著高于TT基因型和CC基因型運(yùn)動(dòng)員（＜0.05，表6），因此認(rèn)為，該位點(diǎn)的TC基因型可作為預(yù)測(cè)中國(guó)北方漢族女子長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員肺活量的分子標(biāo)記。觀察時(shí)間肺活量和1s用力呼出量顯示rs11596401的TC基因型顯著高于CC型（＜0.05），但TT型與TC/CC沒(méi)有差異，只能說(shuō)明TC基因型在這兩個(gè)指標(biāo)上略高于其他基因型，并未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。本文統(tǒng)計(jì)Sirt1基因中rs12778366、rs11596401、rs4746720位點(diǎn)不同基因型運(yùn)動(dòng)員多態(tài)性與有氧運(yùn)動(dòng)能力和運(yùn)動(dòng)成績(jī)，結(jié)果均顯示沒(méi)有相關(guān)性，因而可以判斷，單個(gè)多態(tài)位點(diǎn)與有氧運(yùn)動(dòng)能力沒(méi)有相關(guān)性。

本研究中對(duì)3個(gè)位點(diǎn)不同基因型組成的單倍體與有氧耐力表型進(jìn)行分析，分型共得到11種單倍體（表7 a～k）。研究發(fā)現(xiàn)，k表示的TTCCTC基因型有20例，占據(jù)1/3的實(shí)驗(yàn)樣本總數(shù)，猜測(cè)是否這種基因型的個(gè)體更容易擁有杰出的運(yùn)動(dòng)能力，即成為優(yōu)秀耐力運(yùn)動(dòng)員。因此分析對(duì)照組（本文以文獻(xiàn)[2]作為先期研究基礎(chǔ)，因此不重復(fù)例舉）和運(yùn)動(dòng)員之間進(jìn)行卡方檢驗(yàn)，并未發(fā)現(xiàn)k基因型個(gè)體在運(yùn)動(dòng)員組和對(duì)照組之間有差異性。單倍體的分型中還發(fā)現(xiàn)rs12778366的CC基因型出現(xiàn)頻率較低，與之前報(bào)告的結(jié)果相一致[2,22]。觀察到rs12778366的T等位基因個(gè)體分型共有11/12種，筆者對(duì)先前樣本量統(tǒng)計(jì)未發(fā)現(xiàn)1例TCTCTC基因型，認(rèn)為漢族人群中可能沒(méi)有該基因型個(gè)體。

人類有氧運(yùn)動(dòng)能力受到環(huán)境與訓(xùn)練的敏感性在極大程度上是由遺傳因素所決定的，而且越接近于訓(xùn)練的極限，越依賴于基因遺傳表達(dá)[37]。本研究的測(cè)試者均為我國(guó)優(yōu)秀女子有氧耐力運(yùn)動(dòng)員，假設(shè)只有極少數(shù)的個(gè)體才擁有杰出運(yùn)動(dòng)能力的遺傳物質(zhì)，因此，本文將少于6例的單倍體劃為A組，反之劃分為B組，對(duì)有氧耐力表型和肺活量等指標(biāo)進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，A組單倍體基因型在最大攝氧量/體重、無(wú)氧閾攝氧量/體重、1 s用力呼出量、無(wú)氧閾跑速等有氧耐力的指標(biāo)上均顯著/極其顯著高于B組。單體型是核苷酸特定的組合形式，較單一的多態(tài)位點(diǎn)含有更多的SNPs的遺傳信息，與復(fù)雜形狀的相關(guān)分析后，單體型分析比單個(gè)位點(diǎn)分析具有更高的統(tǒng)計(jì)效能，是目前認(rèn)為比較有效的多位點(diǎn)聯(lián)合分析方法，特別適用于多基因調(diào)控表型的研究[45]。

圖1b和c分別顯示了最大攝氧量和無(wú)氧閾攝氧量的絕對(duì)值和相對(duì)值，研究報(bào)告最大攝氧量在A/B組之間沒(méi)有差異性（＞0.05），最大攝氧量/體重和無(wú)氧閾攝氧量/體重組間有極其顯著的差異（＜0.01）。最大攝氧量的結(jié)果與Howley等研究相一致，在訓(xùn)練的初始階段，最大攝氧量與成績(jī)呈線性正相關(guān)，在高水平的運(yùn)動(dòng)群體這種平行關(guān)系消失[23]，本研究對(duì)象均為我國(guó)高水平長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員，所以之間沒(méi)有相關(guān)性。最大攝氧量的利用率是耐力運(yùn)動(dòng)員取得成功的關(guān)鍵因素之一[26]，最大攝氧量與體重成正相關(guān)，最大攝氧量的相對(duì)值（最大攝氧量/體重）更能體現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員的有氧能力（A組相對(duì)值顯著高于B組運(yùn)動(dòng)員），無(wú)氧閾攝氧量/體重指標(biāo)亦然。因此認(rèn)為，rs12778366-rs11596401-rs4746720組合的A組單體型可作為預(yù)測(cè)中國(guó)北方漢族女子長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員無(wú)氧閾攝氧量/體重、最大攝氧量/體重等指標(biāo)的分子遺傳學(xué)標(biāo)記。

本文測(cè)試的13個(gè)指標(biāo)中有7個(gè)指標(biāo)均出現(xiàn)顯著性，顯示A組中的單體型基因型可能具有較高的有氧耐力表型，可能可以作為預(yù)測(cè)有氧耐力運(yùn)動(dòng)員的分子標(biāo)記。為了探究這種可能性，本文試探性的分析A/B組單體型基因型與運(yùn)動(dòng)成績(jī)之間是否存在關(guān)聯(lián)性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，5 000 m和10 000 m成績(jī)，A組單體型成績(jī)極其顯著高于B組（＜0.01），與有氧耐力表型中出現(xiàn)的有利因素相一致（圖1）。馬拉松成績(jī)沒(méi)有差異性，馬拉松運(yùn)動(dòng)是人類挑戰(zhàn)極限的運(yùn)動(dòng)，除了對(duì)身體素質(zhì)和技能有高要求外，其成績(jī)還受到外界環(huán)境影響[17]。另外，將A組基因型在運(yùn)動(dòng)員組和對(duì)照組進(jìn)行卡方檢驗(yàn)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有顯著性的分布差異，也就是說(shuō)，在運(yùn)動(dòng)員組和對(duì)照組中A組單體型分布情況基本相似。換句話說(shuō)，A組中的單體型個(gè)體在人群中的分布沒(méi)有差異性，而經(jīng)過(guò)訓(xùn)練后更有利于獲得訓(xùn)練的敏感性和潛能（遺傳基因）的激發(fā)，進(jìn)而使其獲得較高的生理機(jī)能和運(yùn)動(dòng)成績(jī)（5 000 m和10 000 m），成為更為“優(yōu)秀”的長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員。綜上所述，擁有較高有氧耐力表型的基因型（A組個(gè)體）同時(shí)也具有較好的運(yùn)動(dòng)成績(jī)，因此本研究認(rèn)為，A組（表7a～f）單倍體可作為我國(guó)漢族女子長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員選材的基因標(biāo)志。

研究的結(jié)果雖然是“偶然”的發(fā)現(xiàn)，但也并不“意外”。1）人作為生物有機(jī)體的存在，無(wú)時(shí)無(wú)刻不在進(jìn)行新陳代謝（氧化還原反應(yīng)），Sirt1通過(guò)誘導(dǎo)抗氧化酶，如超氧化物歧化酶和過(guò)氧化氫等，調(diào)控氧化應(yīng)激反應(yīng)[16]，Sirt1基因與人群長(zhǎng)壽的相關(guān)性已經(jīng)被證實(shí)[24, 33]，間接的說(shuō)明Sirt1調(diào)控長(zhǎng)壽ROS（活性氧）的侵?jǐn)_與增強(qiáng)氧化能力的關(guān)聯(lián)[32]。2）在骨骼肌細(xì)胞中，Sirt1主導(dǎo)NAD+的含量并調(diào)控氧化應(yīng)激反應(yīng)[32]。運(yùn)動(dòng)時(shí)通過(guò)激活A(yù)MPK，進(jìn)而大量激發(fā)Nampt[21]，運(yùn)動(dòng)員具有較高水平的Nampt且提示與有氧耐力的重要指標(biāo)最大攝氧量有相關(guān)性[13]，不同基因型的單體型有不同Sirt1基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)水平，可以解釋A/B組中出現(xiàn)有氧表型（最大攝氧量/體重、無(wú)氧閾攝氧量/體重等）現(xiàn)象。3）Sirt1基因的去乙?；饔迷诠趋兰≈械谋碛^遺傳學(xué)的研究熱點(diǎn)[38]，有氧耐力表型是否可通過(guò)表觀遺傳的方式傳遞有待考證。但許多實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明Sirt1能促進(jìn)有氧運(yùn)動(dòng)能力：槲皮黃酮是Sirt1的誘導(dǎo)因子[31]，經(jīng)過(guò)槲皮黃酮的喂養(yǎng)和跑臺(tái)訓(xùn)練，結(jié)果顯示，Sirt1和PGC-α的mRNA高表達(dá)，且短期喂食的小鼠運(yùn)動(dòng)能力提升，增加運(yùn)動(dòng)時(shí)間約36%[14]；Suwa等對(duì)小鼠進(jìn)行不同強(qiáng)度的14天跑臺(tái)訓(xùn)練，比目魚(yú)肌和跖肌中發(fā)現(xiàn)Sirt1的表達(dá)提高[42]；馬拉松訓(xùn)練后Sirt1的mRNA含量升高，依賴于Sirt1的轉(zhuǎn)錄因子如FOXO3a和目標(biāo)基因GADD45的mRNA也升高[35]。4）在有氧能力的基因組學(xué)研究實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，有許多基因都與最大攝氧量具有相關(guān)性[28,43]，Bouchard C等[8]應(yīng)用22對(duì)常染色體的324611SNPs進(jìn)行關(guān)聯(lián)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，39個(gè)SNPs與△最大攝氧量關(guān)聯(lián)，并且報(bào)道最強(qiáng)關(guān)聯(lián)位點(diǎn)是rs6552828，其位于乙酰輔酶A合成酶長(zhǎng)鏈1的第一內(nèi)含子上。乙酰輔酶A是三羧酸循環(huán)中重要的原料，循環(huán)中合成α酮戊二酸和琥珀酸過(guò)程大量消耗NAD+[38]，Sirt1是依賴于NAD+其也參與線粒體氧化反應(yīng)[47]。綜上所述，Sirt1與有氧能力有很強(qiáng)烈的相關(guān)性，所以判斷Sirt1在有氧運(yùn)動(dòng)能力可能有很大遺傳度，因此，本文得到的結(jié)果也具有“必然性”。

當(dāng)今世界競(jìng)技體育的水平已經(jīng)日益接近人類的生理極限，只有極具天賦的運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)系統(tǒng)科學(xué)的訓(xùn)練才會(huì)達(dá)到世界頂尖水平。如在運(yùn)動(dòng)選材中增加基因檢測(cè)的方法，能夠提高運(yùn)動(dòng)員成功的機(jī)率[9]?；蚨鄳B(tài)性與杰出運(yùn)動(dòng)能力的關(guān)聯(lián)性始終受到樣本量稀缺的困擾，而對(duì)于有氧能力與基因多態(tài)性的相關(guān)性研究，主要是通過(guò)Meta數(shù)理分析等方法[20]和年度總結(jié)陽(yáng)性結(jié)果報(bào)道[34,40]。本文所涉及的樣本為我國(guó)漢族優(yōu)秀女子耐力運(yùn)動(dòng)員，樣本量的稀少是存在的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，如果盲目擴(kuò)大樣本量（降低納入標(biāo)準(zhǔn)或增加其他人種的數(shù)據(jù)）將影響結(jié)果的可靠性，今后仍需經(jīng)過(guò)幾批人甚至幾代人堅(jiān)持不懈的努力，不斷完善和豐富我國(guó)優(yōu)秀長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員基因庫(kù)[1]。本文顯示，Sirt1與有氧耐力存在相關(guān)性，另有文獻(xiàn)對(duì)骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞進(jìn)行重塑過(guò)程中不同階段（激活、增殖、分化）的乙?；竭M(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)有很大的差異性[39]，因此，認(rèn)為去乙酰化作用是具有時(shí)相性。為了進(jìn)一步證實(shí)Sirt1對(duì)有氧耐力表型的作用，需要對(duì)有氧運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各階段Sirt1基因轉(zhuǎn)錄和表達(dá)水平進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。

4 結(jié)論

1. rs11596401位點(diǎn)的TC基因型可作為預(yù)測(cè)中國(guó)北方漢族女子長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員肺活量的分子標(biāo)記。

2. rs12778366-rs11596401-rs4746720組合的A組單體型可作為預(yù)測(cè)中國(guó)北方漢族女子長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員無(wú)氧閾攝氧量/體重、最大攝氧量/體重等指標(biāo)的分子遺傳學(xué)標(biāo)記。

3. rs12778366-rs11596401-rs4746720組合的A組單體型可作為中國(guó)北方漢族女子5 000 m和10 000 m項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員選材的分子遺傳學(xué)標(biāo)記。

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Association Study of Sirt1 Genes Polymorphisms with Aerobic Performance Phenotypes

JIN Jing1,2, FENG Yan1, LU Jian1, CHEN Cai-zhen1, HE Zi-hong3

1.East China Normal University, Shanghai 200241, China; 2.Zhejiang Agricultrure and Forestry University, Hangzhou 311300, China; 3.China Institute of Sport Science, Beijing 100061, China.

Objective: This study aimed to explore the genetic markers for aerobic phenotypes by analyzing the relationship between Sirt1 gene polymorphisms and physical performance in 60 female long-distance runners of China Han nationality. Methods: Application of matrix assisted laser desorption ionization time of flight mass spectrometry detection technology to test the Sirt1 gene eight SNPs. The anaerobic threshold and maximal oxygen intake were measured by joint test, pulmonary function indexes were tested by pulmonary function meter. Results: 1）significant difference between different genotypes of athletes (rs 11596401) (＜0.05), they were higher in TC genotype athletes than those in CC and TT genotype athletes．2）rs12778366 - rs11596401 - rs4746720 group A/B haplotype was extremely significant difference between aerobic endurance phenotype (Maximal oxygen uptake / body weight, anaerobic threshold oxygen uptake / body weight) (＜0.01). 3）The 5000m and 10000m scores of genotype A were significantly better than those of B group haplotypes (＜0.01). Conclusion: 1）The TC genotype of rs11596401 can be used as a molecular marker to predict the vital capacity of Chinese female long distance running athletes in northern China. 2）rs12778366-rs11596401-rs4746720 group A haplotype, that they can be predicted that China's northern Han Chinese woman runner anaerobic threshold of oxygen uptake/body weight, VO2Maxweight/body weight index of molecular genetic markers. 3）rs12778366 - rs11596401 - rs4746720 group A haplotype can be predicted that molecular genetic markers for athletes selection of 5000m and 10000m in northern Chinese Han women.

G804.2

Ａ

1002-9862(2018)02-0073-07

10.16470/j.csst.201802009

2017-10-24；

2018-02-11

國(guó)家體育總局體育科學(xué)研究所基本業(yè)務(wù)費(fèi)(16-01)

金晶,男,講師,在讀博士研究生,主要研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)與衰老, Email:jinjing12345@163.com。