广西巴马地区壮族家系白细胞端粒长度遗传模式

吴华裕　罗晓秋　罗　桓　彭均华　刘承武　尹瑞兴　吕泽平　潘尚领

(广西医科大学细胞生物学与遗传学教研室，广西　南宁　530021)



广西巴马地区壮族家系白细胞端粒长度遗传模式

吴华裕罗晓秋1罗桓1彭均华1刘承武1尹瑞兴2吕泽平3潘尚领1

(广西医科大学细胞生物学与遗传学教研室，广西南宁530021)

〔摘要〕目的探讨广西巴马地区壮族家系血液白细胞端粒长度的遗传模式。方法应用real-time PCR方法测定广西巴马地区壮族家系外周血白细胞相对端粒长度(LTL)，并进行家系内子代LTL与其父代LTL的相关性分析。结果(1)LTL随年龄增大而缩短，即与年龄呈负相关性；(2)子代群体中，女性LTL明显长于男性(P<0.05)；(3)家系中第二代即子代LTL同时呈现母系和父系遗传模式。结论广西巴马地区壮族家系子代LTL明显受亲代LTL的影响，呈现明显的母系及父系遗传模式。

〔关键词〕白细胞端粒长度；遗传模式

1广西医科大学病理生理学教研室

2广西医科大学心血管研究所

3国家康复辅具研究中心附属康复医院神经内科

第一作者：吴华裕(1984-)，男，硕士，讲师，主要从事衰老与长寿遗传学研究。

端粒是真核细胞线性染色体末端特异的DNA-蛋白质复合物。在人类，端粒的DNA重复序列为5′TTAGGG 3′，因为DNA的不完全复制，细胞每分裂一次，染色体末端的端粒长度(TL)可以缩短50~200 bp，当TL缩短到某一阈值时，细胞便进入了复制衰老〔1〕。可见，TL对于维持基因组的完整性和稳定性具有重要意义，同时也说明随着年龄的增加，TL不可避免的缩短。同一个体不同细胞间的TL具有较高的异质性〔2〕，年龄相同的不同个体间TL也明显不等〔3〕。TL明显受遗传因素影响〔4〕。然而，子代TL受其父亲或母亲TL的影响有不同的报道〔5~7〕。本研究拟分析家系中子代白细胞TL(LTL)与其父母LTL的相关性，以确定该群体LTL的遗传模式。

1材料与方法

1.1对象广西巴马地区(巴马、东兰、凤山、都安)的健康壮族长寿家系，共403个家系1 422人。其中第一代共420人，男114人，女306人，年龄54~106岁，平均(91.03±6.47)岁；第二代共589人，男443人，女146人，年龄26~76岁，平均(56.32±8.34)岁；第三代共413人，男266人，女147人，年龄5~56岁，平均(26.63±10.87)岁，见表1。所有受试对象于采样前常规进行问诊及体格检查，均无心、脑血管药物服用史，基本排除糖尿病、高血脂、高血糖、高血压、冠心病、中风等老年相关性疾病，属于健康个体。

表1　各代人群的年龄、性别分布及相应的±s)

协方差分析以年龄为控制变量

1.2方法

1.2.1血液标本的采集与处理所有受试者晨起空腹，采集肘静脉外周血2 ml于存有EDTA的抗凝管中，冻存备用。

1.2.2外周血基因组DNA的提取 用经典苯酚/氯仿法提取DNA，-20℃保存备用。

1.2.3real-time PCR方法测定LTLLTL测定所需的引物及反应条件详见文献〔8~10〕。

1.3统计学处理采用SPSS16.0统计学分析软件，经P-P检验，LTL资料分布为正态分布，组间差异性比较应用t检验及协方差(年龄为控制变量)分析，相关性分析应用偏相关(年龄、性别为控制变量)或直线相关分析。应用在线软件VassarStats 〔(Lowry 1998-2008)，http：//faculty.vassar.edu/lowry/VassarStats.html.〕〔11〕对母亲-子女及父亲-子女间的相关系数进行比较。

2结果

2.1各代人群的年龄、性别分布及相应的LTL看出子代群体中女性LTL明显长于男性(P<0.05)。而家系中其他代人的LTL并无性别差异。见表1。

2.2LTL与年龄的相关性无论是总体人群或是性别分层后，均显示LTL与年龄呈明显的负相关性，即随年龄的增加，LTL逐渐缩短。见表2。

表2　各组群体LTL与年龄的相关性

1)用偏相关分析(以性别为控制变量)

2.3LTL的遗传模式子代LTL与其父母LTL呈正相关(r=0.486,P=0.000)；儿子、女儿LTL既与母亲LTL又与父亲LTL呈正相关。在线软件Vassar Stats的Z检验结果(Z=0.74，P=0.46)说明母亲LTL对子女LTL的影响与父亲LTL对子女LTL的影响是相同的(图1)。为进一步了解LTL的可遗传性，将家系中第一代人即父代与其孙辈的LTL进行相关性分析(表3)。结果显示，祖父母与其孙子女之间LTL呈正相关；祖父或祖母与孙子女之间LTL均呈正相关。

偏相关分析，其中A、D的控制变量为年龄和性别，B、C、E、F控制变量为年龄图1　父母LTL与子女LTL之间的相关性

2.4子代LTL与其出生时父辈年龄的关系家系中子代LTL与其出生时父亲、母亲年龄没发现有相关性，见表4。

表3　祖-孙辈之间LTL的相关性

偏相关分析，控制变量为性别和年龄

表4　子代LTL与父母出生时年龄的关系

偏相关分析，控制变量为性别和年龄

3讨论

端粒是位于染色体末端的特殊结构，保护染色体免受损害。TL随细胞分裂而进行性缩短，其缩短速率在不同类型细胞有所不同〔12〕，但均与年龄呈负相关性，即随年龄增加而进行性缩短。本研究显示，在总体人群及性别分层后，LTL均随年龄的增大而缩短，与其他学者的报道一致〔3，13〕。另外，子代人群中女性的LTL明显长于男性，与Ahola等〔14〕的报道一致。

Nawrox等〔5〕在2004年报道TL的遗传模式研究，认为TL遵循X-连锁遗传，因为子代TL与其母亲TL呈正相关，女儿TL既与母亲TL又与父亲TL呈正相关，而儿子TL只与母亲TL呈正相关与其父亲的TL无相关性，认为可能与X染色体上DKC1基因的多态性有关。后者可以编码影响人类端粒酶RNA成分(hTERC)的dyskerin蛋白。当DKC1基因错义突变时可引起X-连锁的先天性角化不良病人细胞中的hTERC浓度下降，使端粒酶活性降低，进而使TL缩短。本研究也发现，子代LTL遵循母系遗传模式，即在母亲-子女、母亲-儿子、母亲-女儿间LTL呈明显的正相关性，说明母亲LTL越长，遗传给儿子或女儿LTL越长。另外，我们还发现LTL也呈父系遗传模式，即父亲-子女、父亲-儿子、父亲-女儿间LTL亦呈明显的正相关性，说明父亲LTL越长，遗传给儿子或女儿的LTL越长，与Njajou等〔12〕和Nordfjäll等〔6〕的报道一致。我们进一步想了解到底母系或是父系遗传模式对子代LTL的影响更大，然而Z检验的结果却表明在我们的研究群体中母系及父系遗传模式对子代LTL的影响是相同的，与Broer等〔7〕对19 713名个体进行的Meta分析显示的“TL遵循较强的母系遗传”有所差异，可能是种族、样本量等方面不同所致。

LTL的可遗传性不仅表现在父代与子代之间。本研究中家系的第一代人(父代)LTL与其孙子女LTL的相关性分析表明孙子女LTL与其祖父、母的LTL呈现明显的正相关关系，说明LTL的遗传可以超越两代人，可进一步证明遗传因素对LTL的作用，与Nordfjäll等〔11〕的报道一致。

Broer等〔7〕还指出，子代TL与其出生时父亲的年龄呈正相关。然而，本研究中并没发现这一结论。新生儿的LTL可以反映其父辈遗传因素对其LTL的影响，但在生后的成长过程中不可避免地受到各种环境因素的作用，而环境因素对TL的影响已有不少报道，如吸烟〔15〕等。因此，研究子代TL与其出生时父亲、母亲年龄的关系可能还需要考虑其他环境混淆因素对结果的干扰。

4参考文献

1Guan JZ，Maeda T，Sugano M，etal.Change in the telomere length distribution with age in the Japanese population〔J〕.Mol Cell Biochem，2007；304(1-2)：353-60.

2Bojesen SE.Telomeres and human health〔J〕.J Intern Med，2013；274(5)：399-413.

3Jeanclos E，Schork NJ，Kyvik KO，etal.Telomere length inversely correlates with pulse pressure and is highly familial〔J〕.Hypertension，2000；36(2)：195-200.

4Slagboom PE，Droog S，Boomsma DI.Genetic determination of telomere size in humans：a twin study of three age groups〔J〕.Am J Hum Genet，1994；55(5)：876-82.

5Nawrox TS，Staessen JA，Gardner JP，etal.Telomere length and possible link to X chromosome〔J〕.Lancet，2004；363(9408)：507-10.

6Nordfjäll K，Larefalk A，Lindgren P，etal.Telomere length and heredity：Indications of paternal inheritance〔J〕.Proc Natl Acad Sci USA，2005；102(45)：16374-8.

7Broer L，Codd V，Nyholt DR，etal.Meta-analysis of telomere length in 19，713 subjects reveals high heritability，stronger maternal inheritance and a paternal age effect〔J〕.Eur J Hum Genet，2013；21(10)：1163-8.

8罗晓秋，吴华裕，刘承武，等.巴马地区壮族人群口腔黏膜细胞端粒的长度〔J〕.中国老年学杂志，2013；33(1)：17-20.

9罗晓秋，吴华裕，刘承武，等.广西巴马地区长寿家系口腔黏膜细胞端粒长度的研究〔J〕.中华老年医学杂志，2013；32(9)：1013-6.

10罗晓秋，吴华裕，罗桓，等.广西壮族家系口腔黏膜细胞端粒长度的遗传模式〔J〕.中国老年学杂志，2013；33(24)：6073-5.

11Nordfjäll K，Svenson U，Norrback KF，etal.Large-scale parent-child comparison confirms a strong paternal influence on telomere length〔J〕.Eur J Hum Genet，2010；18(3)：385-9.

12Njajou OT，Cawthon RM，Damcott CM，etal.Telomere length is paternally inherited and is associated with parental lifespan〔J〕.Proc Natl Acad Sci USA，2007；104(29)：12135-9.

13Iwama H，Ohyashiki K，Ohyashiki JH，etal.Telomeric length and telomerase activity vary with age in peripheral blood cells obtained from normal individuals〔J〕.Hum Genet，1998；102(4)：397-402.

14Ahola K，Sirén I，Kivimäki M，etal.Work-related exhaustion and telomere length：a population-based study〔J〕.PLoS One，2012；7(7)：e40186.

15Huzen J，Wong LS，van Veldhuisen DJ，etal.Telomere length loss due to smoking and metabolic traits〔J〕.J Intern Med，2014;275(2):155-63.

〔2015-07-09修回〕

(编辑李相军)

The mode of inheritance of leukocyte telomere length in Guangxi Bama Zhuang long-lived families

WU Hua-Yu,LUO Xiao-Qiu,LUO Huan,etal.

Department of Cytobiology of Guangxi Medical University,Nanning 530021,Guangxi,China

【Abstract】ObjectiveTo explore the mode of inheritance of leukocyte telomere length(LTL)for Zhuang long-lived families residing in Guangxi Bama area.MethodsRelative LTL was determined by real-time PCR for members from Guangxi Bama Zhuang long-lived families,and the correlation of LTL between two generations in families was analyzed.Results(1)An inverse relationship was found between the LTL and age in all cohorts studied,i.e.LTL shortens with increasing age.(2)In offspring,females displayed significant longer mean LTL than males(P<0.05).(3)Offspring's LTL was inherited both maternally and paternally.ConclusionsThe offspring′s LTL is highly influenced by parental LTL in Guangxi Bama Zhuang long-lived families,which displays both maternal and paternal inheritance mode.

【Key words】Leukocyte telomere length;Mode of inheritance

通讯作者：潘尚领(1965-)，男，博士，教授，主要从事衰老与长寿遗传学研究。

基金项目：国家自然科学基金资助项目(No.30860126，81360066)

〔中图分类号〕R339.36

〔文献标识码〕A

〔文章编号〕1005-9202(2016)04-0769-03；doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.04.001

·基础研究·