中国北方地区汉族男性PPARGC1基因多态性与耐力训练效果的关联性研究.pdf
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1、 1 5 6中国运动医学杂志2 0 0 6 年 3 月第2 5 卷第2 期 C h i n J S p o rt s M e d , M a r 2 0 0 6 , V o l . 2 5 , N o . 2 中国北方地区汉族男性 P P A R G C 1 基因多态性 与耐力训练效果的关联性研究 何子红, 胡扬2 刘刚2 席翼3 文立3 1国家体育总局体育科学研究所生物中心( 北京1 0 0 0 6 1 ) 2北京体育大学运动人体科学学院3天津体育学院运动人体科学系 摘要目的: 探讨中国北方平原地 区汉族男子过氧化物酶体增殖受体 Y辅激活因子 a ( P P A R G C 1 ) 基因多态
2、性分布特点以及与耐力训练效果的关联性。方法: 1 0 2名无训练史的健康男 子进行 1 8周有氧耐力训练, 测试训练前后的最大摄氧量、 跑节省化。用 P C R - R F L P法分析 P P A R G C 1 基因的G 4 8 2 S , A 2 9 6 2 G和T 3 9 4 T多态性。结果: ( 1 ) 3 个多态位点分布频率均符合H- W 平衡, 且有显著的种族差异。( 2 ) A 2 9 6 2 G多态性与 V 0 2 m a x ( m l / m i n / w t ) 可能关联, G G基因型群体 显著性高于A G和A A , 但G G基因型频率仅为3 %; 未发现其他单点
3、多态性和单体型与训练敏感性 有较强的关联。结论: P P A R G C 1 基因的G 4 8 2 S 和T 3 9 4 T多态性不是预测个体耐力训练敏感性的基 因标记; 对于A 2 9 6 2 G , 则有必要加大样本进一步确认。 关键词过氧化物酶体增殖受体 Y辅激活因子a ; 基因多态性; 有氧能力 bet w e e n P P A R G C 1 G e n e a n d E n d u r a n c e T r a i n a b i li t y o f Ma l e H a n P o p u l a t i o n i n No r t h e r n Ch i n a H
4、 e Z ih o n g l , H u Y a n g 2 , L i u G a 褚 , X i Y i 3 , W e n 1 B i o l o g y C e n t e r ,C h i n a I n s t i t u t e o f S p o r t S c ie n c e ,B e ij i n g , L i 3 C h i n a 1 0 0 0 6 1 2 D e p a r t m e n t o f S p o r t a n d H u m a n S c i e n c e s , B e ij i n g S p o r t U n i v e r s
5、 i t y ,B e ij i n g ,C h i n a 1 0 0 0 8 4 3 T i a n j i n I n s t i t u t e o f P h y s i c a l E d u c a t i o n ,T ia n j i n, C h i n a 3 0 0 3 8 1 A b s t r a c t O b j e c t i v e T o e x p l o r e t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f p o l y m o r p h i s m s i n t h e P P A R G C I g e n
6、 e p h e n o t y p e s a n d t h e i r re s p o n s e t o t h e a e ro b i c t r a i n i n g . Me t h o d s O n e h u n d re d a n d t w o h e a l t h y m e n o f H a n n a t i o n a l i t y i n n o r t h e rn C h i n a w e re r e c r u i t e d t o u n d e r g o a e ro b i c t r a i n i n g p ro g r
7、 a m f o r 1 8 w e e k s . T h e g e n o t y p e w a s a n a l y z e d b y P C R 一 R F L P . R e s u l t s( 1 ) G e n o t y p e d i s t r i b u t i o n s w e r e i n H a r d y 一 W e i n b e r g e q u i l i b r i u m a t a ll t h r e e l o c i a n d t h e re w a s t y p e s w a s s i g n i f i c a n
8、t d i ff e r e n c e i n e t h n i c i t y . ( 2 ) A s i g n i f i c a n t d i f f e re n c e i n O V O z m a x ( m l / m i n ) a c ro s s g e n o - o b s e r v e d a t A 2 9 6 2 G , a n d m e n c a r ry i n g G G w a s T h e re w a s a t h i g h e r l e v e l t h a n t h o s e c a r ry i n g A G a
9、n d A A w h e re a s t h e f r e q u e n c y o f A A w a s o n l y 3 %s i y h i f i c a n t a s s o c i a t i o nb e t w e e n p h e n o t y p e s o f V O Z m a x a n d r u n n i n g e c o n o m y ( R E ) w i t h o t h e r s i n g l e p o l y m o r p h i s m a n d h a p l o t y p e s . T h e r e f o
10、 r e , i t w a s g e s t e d t h a t t h e G 4 8 2 S a n d T 3 9 4 T w e r e n o t g e n e m a r k e r s f o r p re d i c t i n g t r a i n a b i l i t y o f e n d u r a n c e c a p a c i t y t h e A 2 9 6 2 G p o l y m o r p h i s m n e e d e d t o b e e n s u re d b y e n l a r g i n g s a m p l e
11、 s s u g - a n d K e y w o r d s P P A R G C I , g e n e p o l y m o r p h i s m, a e ro b i c c a p a c i t y 过氧化物酶体增殖受体Y 辅激活因子。 ( p e ro x i - s o m e p ro l i f e r a t o r s一 a c t i v a t e d r e c e p t o r y c o a c t i v a t o r 1 a l p h a , P P A R G C I ) 由S p i e g e l m a n 研究小组于 1 9 9
12、8 年 发现, 是一个多核受体和转录因子的辅激活因子, 包 括核呼吸因子、 肌细胞增强因子2 C , P P A R y , P P A R a , 糖皮质激素受体、 甲状腺素受体、 盐皮质激素受体、 通讯作者: 胡扬, E m a i l : h y y r l C a) 1 6 3 . c o m ; T e l : 0 1 0 一 6 2 9 8 9 0 7 0 中国运动医学杂志2 0 0 6 年3 月第2 5 卷第2 期 C h i n J S p o r t s M e d , M a r 2 0 0 6 , V o l . 2 5 , N o . 2 1 5 7 雌激素受体 a 、
13、 视黄醇 X受体和维生素 D受体 等 1 - 3 , 它们以 不同的 方式与P P A R G C I 发生分子对 接, 参与脂肪酸氧化(4 ,5 、 肌纤维类型的转化6 - 9 线粒体生物合成 ” 一 ” 、 糖代谢 14 , 15 等多种代谢过 程。 长期耐力训练提高有氧运动能力, 在很多组织 引起一系列的适应性变化, 如脂肪酸利用增加, 线粒 体生物合成增快、 氧化磷酸化能力增强, I 型肌纤维 增多, 等等。这些适应性的变化与 P P A R G C 1 的生物 学功能类似, 故推测该基因可能是影响杰出耐力表 型的 候选基因 之一。 F r a n k , 等 16 对G ly 4 8
14、 2 S e r 多态 性进行了研究, 发现携带 S e r 4 8 2 S e r 纯合子的群体通 过体育活动更能提高心肺功能, 而L u c ia 等 17 对优 秀西班牙运动员的研究表明, 运动员组 S e r 4 8 2 等位 基因频率显著低于普通人群。上述研究结果的差异 可能与实验设计及种族不同有关。本研究通过 1 8 周的有氧耐力训练, 探讨中国北方平原地区汉族男 子P P A R G C l 基因多态性的分布特征以及与有氧耐 力训练敏感性的关联性, 以期为杰出耐力运动员选 材提供基因标记。 1 对象与方法 1 . 1 对象 1 0 2 名中国武装警察某部新兵, 籍贯为山东和 安徽
15、北部等北方平原地区, 全部为男性, 健康、 汉族。 所有士兵人伍前均无训练史, 也无由于生活环境而 导致的长期耐力性活动, 排除由此造成的训练初始 水平差异, 平均年龄 1 8 . 8 2 士 。 . 8 8 岁, 身高 1 7 1 . 6 7 士 5 . 8 3 c m , 体重6 0 . 2 7 t 6 . 5 4 k g 。所有研究对象均知 情同意。 1 . 2 研究方法 1 . 2 . 1 有氧训练计划 5 0 0 0 m有氧匀速跑, 每周 3次, 共 1 8 w 。强度通 过个体无氧阂强度( V T ) 对应的心率( H R ) 控制, 由 p o l a r 表( 芬兰) 监控(
16、V T H R 士 3 ) 。前l o w 为9 5 % 个体 V T H R , 后S w为1 0 5 %个体V T H R 。正式U 练前进行 2 w 适应性训练。实验期间, 受试者作息时间、 饮食 条件、 训练安排均保持一致。本实验安排的训练之 外不再进行其它耐力训练, 只进行一般的力量和军 事训练。训练地点在部队驻地。 1 . 2 . 2 生理学指标的测定 最大摄氧量( V 仇m a x ) 和跑节省化( R u n n i n g E - c o n o m y , R E ) 采用联合实验法 t s 3 o V O Z m a x 指标包括 最大摄氧量绝对值( m l / m i
17、n ) 和相对值( m l / m i n / w t , m l / m i n / L B W) , R E指标包括 R E / V 0 2 m a x ( m l / m i n , m l / m i n / w t , n tl / m i n / L B W) , R E / V E , R E / H R 。及其上 述指标推算的训练前后的变化率( 二【 ( 训练后 - A练前) / A练前 x 1 0 0 %) 0 1 . 2 . 3 基因多态性分析 采用 P ro m a g a公司试剂盒提取全血 D N A , P P A R G C I 位于4 p 1 5 . 1 , 选用
18、G 4 8 2 S , A 2 9 6 2 G和”9 4 T 作为多态分析位点。G 4 8 2 S是第 8外显子的一个 G / C多态产生的, 目前研究较多, 与多种机体代谢指 标关联 19 - 2 1 1 ; A 2 9 6 2 G 位于3 非翻译区, T 3 9 4 T 是一 个 A / G的同义突变, 二者的杂合度较高( 2 0 %) , 参考N M_ 0 1 3 2 6 1 . 2 序列, 自行设计引物, 采用P C R 一 R F L P的方法进行基因多态性分析( 表 I ) , 其中 A 2 9 6 2 G和T 3 9 4 T 通过修饰引物产生酶切位点, 修饰 的碱基用下划线标出。
19、 表1 引物序列和多态性分析条件 T a b l e 1 P r i m e r s a n d P C R一 R F L P c o n d i t i o n s f o r p o l y m o r p h i s m a n a l y s i s o f P P A R G C I g e n e 引物序列( 5 - 3 ) 上游: g c a a g c a a g c a g g tc t c ( 1 4 3 8 一 1 4 5 4 ) T游: ta a g g a t tt g g g t g g t g ( 1 7 9 1 一 1 7 7 5 ) 上游: c a a ta
20、a c a a c a a t g g t tt a c a t g a ( 2 6 8 1 一 2 7 0 4 ) 下游: c g a a c a t tt t g a a g t t c t a g g tt t t a c g ( 2 9 9 0 一 2 9 6 3 ) 上游: g c c a g t c a a t t a a tt c c a a a c c ( 1 2 8 0 一 1 3 0 1 ) 下游: tt g g a g c t g tt t tc t t g t g c ( 1 4 5 2 一 1 4 3 3 ) 位 1 T M M 扩 +内 切酶酶切后长度 胶浓度 ,刚
21、Ua 协Ml如 r s 8 1 9 2 6 7 8G 1 5 6 4 A ; G 4 8 2 S 6 0 9 0 2. 5 n M3 5 4 / 2 2 8 /1 2 6 2 % r s 6 8 2 1 5 9 13 端非翻译 6 2 C 区 :A 2 9 6 2 G 3 n M3 1 0 / 2 8 2 4 % r s 1 7 8 4 7 3 5 7A 1 3 0 2 G; T 3 9 4 T 5 3 C 2. 5 n M2 0 3 /1 8 0 4 % 1 . 3 统计学处理 采用 L I N K U T I L软件进行 H一W 平衡检验。 S H E s i s 软件计算L e w o
22、n t i n D 和 ; 2 2 2 。单个多态位 点不同基因型之间各生理指标的起始值和训练敏感 性的差异采用 S P S S f o r w i n d o w s 1 1 . 5软件进行 A N O - V A或 t - t e s t 。 采用R 一 平台下的h a p l o . s t a t s 的h a p - to . e m进行单体型估计, 采用h a p l o . s c o re统计单体型 与生理指标起始值和训练敏感性的关系 2 3 0显著 . 1 5 8. 中国运动医学杂志2 0 0 6 年3 月第2 5 卷第2 期 C h i n J S p o r ts M e
23、 d I M a r 2 0 0 6 , V o l . 2 5 , N o . 2 性水平为 P 0 . 0 5 ) , 说明所研究的对象具有群体代表性。G 4 8 2 S 与A 2 9 6 2 G配对的 L e w o n t i n D 和 ; 2 分别为 1 . 0 0 0 和 0 . 3 0 6 ; G 4 8 2 S 与T 3 9 4 T的D 和 r 2 分别为0 . 9 9 9 和 0 . 1 8 7 ; A 2 9 6 2 G与T 3 9 4 T的D 和 ; 2 分别为 1 . 0 0 0 和 0 . 6 1 0 , 说明这 3 个点两两之间未见强的连锁不平 衡。 经 h a
24、p lo . e m计算, 推测存在 4种单体型( 表 2 ) 。 表2 P P A R G C I 基因的单体型分布 T a b l e 2 T h e f r e q u e n c y o f P P A R G C I g e n e h a p l o t y p e s G 4 8 2 S A 2 9 6 2 G T 3 9 4 T h a p . fr e q A A G 0. 2 7 4 5 1 2 A 0. 1 7 6 4 7 0. 0 8 3 3 3 4G0. 4 6 5 6 9 2 . 2 P P A R G C I 基因单点多态性与耐力训练敏感性 的关联分析 2 . 2
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- 中国北方 地区 汉族 男性 PPARGC1 基因 多态性 耐力 训练 效果 关联性 研究
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