跳远运动员血管紧张素转化酶基因插入／缺失多态性研究＊

张 坤，江 雪，鲜贵平，胡小川，张俊英，杨 浩，余大伟，邓文骞，戴小珍△

（1.成都医学院生物医学系，成都610500；2.重庆市第一人民医院皮肤科400011；3.成都体育学院运动医学系，成都610041）

遗传因素影响人类的运动能力，并决定了运动训练的敏感性［1］。因此，寻找与运动能力相关的遗传标记对运动员的早期选材和科学训练具有重要的意义。现阶段，血管紧张素转化酶（ACE）是国内外最受关注的运动能力相关基因。许多研究表明，ACE基因第16 号内含子中有一段Alu 重复序列构成的插入（I）和缺失（D）多态性，ACE基因插入／缺失（I／D）多态不仅与人类心血管疾病相关，而且是运动训练敏感性的遗传标记［2-3］。目前，各人群ACE基因多态性相关研究较多，但国内跳远运动员这一特殊群体的相关基因多态性的研究尚未见报道。本研究目的在于研究国内汉族跳远运动员ACE基因I／D多态特点，为进一步探讨跳远运动员的群体遗传背景提供理论依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取成都体育学院跳远运动员75例为运动员组，男46例，女29例，年龄（22.0±1.4）岁，BMI（23.2±2.5）kg／m2，国家二级运动员以上，接受专业训练（6.0±1.5）年。另选取非体育专业在校大学生120例为对照组，男68例，女52例，年龄（22.0±1.2）岁，未经任何专业训练。受试人员均为汉族，身体健康，排除家族有心血管病史，随机抽取符合要求的受试者用于研究，抽样具有普遍性。

1.2 方法

1.2.1 DNA提取 取静脉空腹血4 m L 于2%乙二胺四乙酸（EDTA）的离心管（EP管）中，酚氯仿法提取DNA，检测符合聚合酶链反应（PCR）要求的DNA浓度和纯度（1.7＜OD260／OD280＜2.0），将提取的DNA 4 ℃保存待用。

1.2.2 PCR引物的设计与合成 引物序列由华大基因公司合成。ACE基因上游引物为5′-CTG GAG ACC ACT CCC ATC CTT TCT-3′，下游引物为5′-GAT GTG GCC ATC ACA TTC GTC AGA T-3′，序列长度49 bp。

1.2.3 PCR反应体系及条件 总体系25μL：dd H2O 17μL、d NTP 1μL、10 ×buffer 2.5μL、引物各1.0μL、模板2.0μL、Taq 酶0.5μL。反应条件94 ℃预变性4 min，94 ℃变性30 s，58 ℃退火30 s，72 ℃延 伸1 min，共30 个 循 环，72 ℃延 伸10 min，延伸循环完毕，取出EP 管，置于4 ℃冰箱待测。

1.2.4 琼脂糖凝胶电泳2%琼脂糖电泳，80 V电压，30 min，电泳后取出凝胶块放置于凝胶成像分析仪内，观察记录电泳条带并留取图片。

1.2.5 实验数据处理 采用基因型和等位基因频率经遗传平衡定律（Hardy-Weinberg）检验，以确认受试人群是否具有群体代表性。

1.3 统计学处理 采用SPSS16.0 统计软件进行分析，组间采用χ2检验，检验水准α＝0.05，以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1ACE基因型的鉴定ACE基因16 号内含子具有I／D多态性，存在II、DD、ID 3 种基因型，经上述PCR扩增，2%琼脂糖凝胶电泳后呈现3种条带：仅有490 bp 条带的为插入纯合子（II、DD、ID型），仅有190b p条带的为缺失纯合子（DD型），有490 bp 和190bp 两种条带的为插入缺失杂合子（ID型），见图1。

2.2ACE基因 多态分布 的Ha r dy-Wei nbe r g检 验Hardy-Weinberg 检验结果表明，本研究所选择的受试对象具有群体代表性（P＞0.05），见表1。

2.3 跳远运动员ACE基因多态分布与普通人群比较 跳远运动员和普通人群比较，ACE基因型和等位基因分布差异有统计学意义（χ2＝8.28，P＝0.016；χ2＝8.35，P＝0.004），跳远运动员DD基因型和D等位基因分布明显高于普通人群（χ2＝4.79，P＝0.029；χ2＝8.35，P＝0.004），见表2。

图1 ACE基因型电泳图

表1 ACE基因多态分布Hardy-Weinberg 检验［n（%）］

3 讨 论

3.1 跳远运动员ACE基因I／D多态与普通人群比较 随着现代分子生物学技术的不断发展，众多学者开始从基因水平去揭示人类运动能力存在差异的遗传学机制，以解决优秀运动员的早期选材问题［4-5］。ACE基因定位于17q23，第16 号内含子具有插入／缺失（I／D）多态，有II、DD和ID等3 种基因型［6-7］。有研究表明，ACE基因I／D多态不仅影响运动员的运动能力，还决定了运动训练的敏感性，是运动员科学选材的遗传标记［8-9］。跳远是田径竞技运动的重要项目，但是国内跳远运动员这一特殊群体的运动能力相关基因研究在国内尚未见报道。本研究旨在探明跳远运动员ACE基因I／D多态分布的特点，为跳远运动员科学选材提供理论依据。本研究结果显示，跳远运动员ACE基因型频率ID＞DD＞II，等位基因频率D＞I，与普通汉族人群相比ACE基因I／D多态具有显著差异，DD基因型和D等位基因明显高于普通人群，这提示DD基因型和D等位基因可作为跳远运动员科学选材的分子标记。

3.2 不同专项运动员ACE基因I／D多态分布 研究表明，ACE基因I／D多态分布与运动员专项运动能力相关。随着运动距离的增加，I 等位基因在长距离耐力型运动员中的出现频率明显高于对照组（P＜0.05）［10］。ACE基因I／D多态性不仅与运动耐力素质相关，与运动员速度力量素质也存在联系。Papadimitriou 等［11］研究发现，最大力量型和速度型运动员与耐力型运动员相比，D等位基因频率明显增高。Costa 等［12］对39 名奥林匹克短距离速度型游泳运动员（≤200 m）的研究表明，携带D等位基因的运动员比赛成绩及训练敏感性明显高于其他组群。为分析国内不同专项运动员ACE多态分布特点，将本次研究与国内其他相关文献研究结果进行了对比。与耐力性运动员相比（马拉松和游泳）［13-14］，跳远运动员DD基因型和D等位基因频率明显增高（P＜0.05），与力量型运动员相比（武术和举重）［15-16］，ACE基因型和等位基因频率差异无统计学意义（P＞0.05），这表明不同专项运动员ACE基因I／D多态分布不同。上述研究显示不同专项运动员ACE基因I／D多态分布不同，速度力量项目运动运动员D等位基因出现频率较高，这提示ACE基因I／D多态可作为专项运动员基因选材的遗传标记。本研究也证实了这一特点，速度力量型的跳远运动员D等位基因明显高于对照组，提示D等位基因可作为速度力量型专项运动遗传选材的分子标记。

综上所述，ACE基因I／D多态性可能与跳远运动员运动能力相关，ACEDD基因型和D等位基因可作为跳远运动员遗传选材的分子标记。目前，ACE基因影响运动能力的机制并不十分清楚，进一步分析ACE基因I／D多态与肌纤维类型、线粒体密度及活性等关系有利于从更深的水平上认识ACE基因与运动能力关系。

［1］ Tucker R，Santos-Concejero J，Collins M.The genetic basis for elite running performance［J］.Br J Sports Med，2013，47（9）：545-549.

［2］ Ma F，Yang Y，Li X，et al.The association of sport performance with ACE and ACTN3 genetic polymorphisms：a systematic review and meta-analysis［J］.PLoS One，2013，8（1）：e54685.

［3］ Rasyid H，Bakri S，Yusuf I.Angiotensin-converting enzyme gene polymorphisms，blood pressure and pulse pressure in subjects with essential hypertension in a South Sulawesi Indonesian population［J］.Acta Med Indones，2012，44（4）：280-283.

［4］ Eynon N，Hanson ED，Lucia A，et al.Genes for elite power and sprint performance：ACTN3 leads the way［J］.Sports Med，2013，43（9）：803-817.

［5］ Tucker R，Collins M.What makes champions？A review of the relative contribution of genes and training to sporting success［J］.Br J Sports Med，2012，46（8）：555-561.

［6］ Allison SJ.Hypertension：Role of renal ACE in response to hypertensive stimuli［J］.Nat Rev Nephrol，2013，9（7）：372.

［7］ Pereira A，Costa AM，Izquierdo M，et al.ACE I／D and ACTN3 R／X polymorphisms as potential factors in modu Lating exercise-related phenotypes in older women in response to a muscle power training stimuli［J］.Age（Dordr），2012，35（5）：1949-1959.

［8］ Di Cagno A，Sapere N，Piazza M，et al.ACE and AGTR1 polymorphisms in elite rhythmic gymnastics［J］.Genet Test Mol Biomarkers，2013，17（2）：99-103.

［9］ Soubrier F.From an ACE polymorphism to genome-wide searches for eQTL［J］.J Clin Invest，2013，123（1）：111-112.

［10］ Cieszczyk P，Krupecki K，Maciejewska A，et al.The angiotensin converting enzyme gene I／D polymorphism in Polish rowers［J］.Int J Sports Med，2009，30（8）：624-627.

［11］ Papadimitriou ID，PapadopouLos C，Kouvatsi A，et al.The ACE I／D polymorphism in elite Greek track and field athletes［J］.J Sports Med Phys Fitness，2009，49（4）：459-463.

［12］ Costa AM，Silva AJ，Garrido ND，et al.Association between ACE D allele and elite short distance swimming［J］.Eur J Appl Physiol，2009，106（6）：785-790.

［13］ 席翼，张秀丽，胡杨，等.中国优秀马拉松运动员ACE基因I／D多态性频率分布特［J］.中国运动医学杂志，2006，25（4）：391-393.

［14］ 高炳宏，陈佩杰，董强刚，等.上海地区汉族优秀游泳运动员ACE 基因I／D多态性研究［J］.中国运动医学杂志，2006，25（5）：517-521.

［15］ 余黎霞，宋磊刚.武术散打运动员ACE基因I／D多态性研究［J］.现代预防医学，2010，37（5）：893-896，899.

［16］ 孙小敏，甄文娟，王煜，等.运动员血管紧张素转换酶基因插入或缺失多态性研究［J］.中国运动医学杂志，2004，23（5）：546-547.