SIRT1基因多态性和不同有氧运动与高胆固醇血症的关联性初探

牛战斌，朱　玲，刘向云，魏玉琴，汪　阳，杨亚兵，周　傥，向玖琳，陈佩杰，王　茹

●研究报道Short Comunications

SIRT1基因多态性和不同有氧运动与高胆固醇血症的关联性初探

牛战斌1，朱玲2，刘向云1，魏玉琴1，汪阳1，杨亚兵1，周傥1，向玖琳1，陈佩杰1，王茹1

目的：探讨去乙酰化酶SIRT1基因多态性，与长期进行不同方式有氧运动的老年人高胆固醇血症的关联性。方法：在上海市不同社区发放调查问卷，选取323名长期进行不同方式有氧运动锻炼的老年人及无长期习惯性体育锻炼的老年人60名。采集空腹静脉血，用胆固醇氧化酶法对总胆固醇含量进行测定，根据测定结果分为高胆固醇血症组（205人）和胆固醇水平正常组（178人）。应用基质辅助激光解吸附电离飞行时间质谱检测技术对SIRT1基因多态性进行检测。结果：高胆固醇血症组和胆固醇水平正常组之间SIRT1基因rs3758391位点基因型分布存在显著统计学差异（P＜0.05）。携带SIRT1变异基因的个体，患高胆固醇血症的危险性较低，比值比（Odd ratio，OR）为0.559（95%CI：0.344-0.909）。多因素逻辑回归分析结果显示，SIRT1野生基因型个体，长期进行游泳锻炼的受试者表现出较低的患病风险（P＜0.008）。结论：SIRT1基因rs3758391位点TT基因型可能是高胆固醇血症的易感因素。对于TT基因型个体，相比乒乓球、广场舞和太极拳，游泳锻炼可能是改善高胆固醇血症的最佳运动方式。

运动方式；SIRT1；高胆固醇血症

心脑血管疾病是目前世界上死亡率最高的疾病，占据了全球30%以上的死亡原因，并且呈现逐年增加的趋势。随着全球人口老龄化问题日趋严重，老年人在心血管疾病患者中所占的比例越来越高。有研究提示，血浆中的总胆固醇（Total cholesterol，TC）水平升高是冠心病死亡率增加的独立危险因素，血总胆固醇每含量下降1%，则冠心病危险下降2%~3%[1]。高胆固醇血症的发生是遗传因素和/或环境因素作用的结果。已有的横断面研究表明[2-3]，长期有氧运动能够有效改善机体血脂代谢。近年来随着分子生物学技术的发展，基因组学和代谢组学等新工具的介入使得研究能够更加深入。研究发现，当运动引起胆仅有1.4%为CC基因型；而胆固醇正常组中，TT、CT和CC 3种基因型频率分别为66.3%，30.3%和3.4%，3种基因型在两组间的分布具有统计学差异（P<0.05）。T和C两等位基因的频率在胆固醇正常组为0.815和0.185，在高胆固醇血症组中为0.880和0.120，差异也具有统计学意义（P<0.05）。由于C等位基因的纯合基因型携带者人数相对较少（仅有9例），同时根据功能基本相同的原则，将CC基因型与CT基因型合并，以分析C等位基因在胆固醇代谢中所起的作用（见表3）。

3　讨　论

本研究基于遗传因素基因多态性，同时将乒乓球、太极拳、广场舞及游泳这4种较见常见的运动健身方式结合起来，研究其与高胆固醇血症风险的关系。结果发现，不同运动方式对高胆固醇血症患病风险的改善作用受SIRT1基因多态性的影响。

3.1rs3758391与高胆固醇血症的关联性分析

SIRT1是一种依赖于NAD+的去乙酰化酶，能够通过去乙酰化组蛋白来对糖、脂代谢进行调节[10]，其基因位于染色体10q21.3上，包含9个外显子和8个内含子，全长33 kb。rs3758391是位于SIRT1启动子上游的功能性多态位点，其基因频率在不同人群中变异较大。本研究中无论在高胆固醇血症组还是在胆固醇正常组，T等位基因均为常见等位基因，基因频率分别为88.2%和81.1%，与ZHANG[11]和HU[12]等在中国人群中的研究比例相近。目前，关于rs3758391的研究主要集中在人体衰老方面，如在墨西哥[13]和汉族人群[11]中发现该位点基因多态与糖尿病、冠心病等衰老性疾病有所关联。然而，在德国[14]和荷兰[15]人群中却发现了相异的研究结果，认为该位点与人体衰老并无关联。对于以上研究中出现的不同结果，原因可能有以下2点：（1）不同的人群的遗传背景不同；（2）研究中所选取的老年受试者年龄差异较大，德国和荷兰研究中的老年受试者平均年龄要高于其他研究。2015年最新一篇关于SIRT1基因多态的报道[16]显示，rs3758391基因多态可能是通过影响血脂的代谢而对人体衰老间接产生作用的，这一结论在我们的研究中也得到了证实，我们研究发现了rs3758391基因多态与高胆固醇血症存在显著的关联性。为排除肥胖、糖尿病及心脑血管疾病对结果的干扰，我们将这些混杂因素进行调整后仍发现，携带C等位基因的人群相比TT基因型人群，高胆固醇的患病风险显著降低（OR=0.559，P=0.019），结果提示，SIRT1基因rs3758391位点的野生基因型（TT型）可能是高胆固醇血症的易感因素。目前，支持该结果的研究较少，仅有的相关研究表明TT基因型个体虽呈现出了TC升高的趋势，但未表现出统计学差异[17]。SIRT1对脂质的调节作用，可能是通过肝脏X受体（liver X receptor，LXR）来实现的。LXR是胆固醇的重要感受器，可与视黄醛衍生物受体（retinoid X receptor，RXR）结合成异二聚体的形式发挥作用进而调节机体脂代谢。LI[18]等发现SIRT1通过脱乙酰基作用于LXR的K432位点的赖氨酸，促进异二聚体LXR/RXR从靶基因上的DR4序列位点（LXR反应元件）上脱落使LXR恢复活性，从而加快胆固醇转运，降低胆固醇浓度。本研究中发现TT基因型个体的高胆固醇血症风险较高，推测可能是由于T等位基因的存在，降低了SIRT1和LXR的活性而导致的。

3.2不同运动形式与高胆固醇血症的关联性分析

有氧运动作为改善胆固醇水平的环境影响因素之一[19]，可以有效降低高胆固醇血症的患病风险。随着国内外分子流行病学的发展，有学者开始结合遗传因素基因多态性来个性化的评估运动对血脂的改善作用。目前，有关基因多态性影响运动与血脂关系的研究中，所涉及到的运动因素多为运动量或运动强度。结果[4,20-21]显示，有氧运动对不同基因型的血脂异常人群的调节作用呈现出了运动量及运动强度的差异，但相关的作用机制尚不清楚，而不同运动方式与基因多态性的交互作用对血脂有无影响的研究也未见有报道。本研究将乒乓球、太极拳、广场舞及游泳这4种被上海市老年人群广为采纳的运动健身方式进行横向比较，研究发现4种有氧运动与对照组相比，仅在TT基因型的游泳组个体中表现出了显著差（OR=0.246，P= 0.002）。结果提示，不同运动方式改善高胆固醇血症风险的差异受SIRT1基因rs3758391多态性的影响。查阅相关文献，未有直接证据证明SIRT1多态性能够与不同运动方式结合来共同影响高胆固醇血症风险。我们推测SIRT1基因可能与其他基因相互作用而引发不同运动形式的效益差异。如图1所示以SIRT1为中心获得基因网络图谱，其中所出现的5个基因，是根据我们设定的选择5个与SIRT1基因相互作用关系较为密切的基因所筛选获得的。其中，过氧化物酶体增殖受体α（peroxisome proliferator-activated receptor α,PPARα）与SIRT1基因的关系最为密切（关联性评分为0.999），SIRT1的脱乙酰基作用可直接影响PPARα的活性[22-23]。PPARα又可通过2条途径[24]来促进胆固醇的逆转运：一是通过对其下游的载脂蛋白-A I基因直接调控，二是通过LXR的间接调控作用来实现。我们推测rs3758391的T等位基因通过降低SIRT1的活性从而抑制了PPARα对胆固醇的逆转运作用。而PPARα与运动的相关研究[24]表明，长期进行中等强度耐力训练可使PPARα的活性发生适应性上调。老年人所进行的运动锻炼多以中低强度为主，比较4种运动方式，游泳的运动强度要高于太极拳、广场舞和乒乓球[25]，这在一定程度上抵消了T等位基因所引起的高胆固醇血症易感风险，因此在游泳组中表现出了较低的患病风险。

图1　与SIRT1基因相关联的基因网络Figure1　gene networks associated with SIRT1

需要指出的是，本研究受到样本量的限制，尤其在CC和CT基因型中，出现总样本量不足40例的情况。另外，在按照不同运动方式对受试者进行分组时，各运动组内难免会有混杂运动项目锻炼对结果产生影响。所以，从某种程度上本研究可以作为一个初步的研究假设，可以为日后的队列研究提供参考和思路。

4　结论

综上，本次研究首次发现了SIRT1基因rs3758391位点的TT基因型可能是高胆固醇血症的易感因素。对于TT基因型的高胆固醇血症个体，长期进行游泳锻炼来降低高胆固醇血症风险的效果要优于乒乓球、广场舞和太极拳。

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The Relationship between Hypercholesterolemia and Different Aerobic Exercise Modes with SIRT1 Gene Poly⁃morphism

NIU Zhanbin，ZHU Ling，LIU Xiangyun，WEI Yuqin，WANG Yang，YANG Yabing，ZHOU Tang，XIANG Jiulin，CHEN Peijie，WANG Ru
（1.School of Kinesiology，Shanghai University of Sport，Shanghai 200438，China；2.Table Tennis College，Shanghai University of Sport，Shanghai 200438，China）

Objective To Explore the correlation between the acetylated enzyme SIRT1 ge-ne polymorphism and hypercholesterolemia among the long-term aerobic exercise old peop-le.Methods 323 elderly people with regular exercise habits and 60 with no exercise habi-ts（control group）in Shanghai were select⁃ed based on questionnaires.Fasting venous blood were collected，the TC was measured by GOD-PAP methods.The subjects were divided into hypercholester⁃olemia group（205）and normal group（178）according to the result of cholesterol level.The SIRT1 gene polymorphism was analyzed using the matrix assisted l-aser desorption ionisation-time of flight mass spectrometry method.Results There were significant differences for distributions of SIRT1 genotype（Rs3758391）between hypercholester-olemia groups and normal TC groups（P＜0.05）.The individual who carried SIRT1 negativegenotype had a lower risk for hypercholesterolemia，the odd ratio（OR）were 0.559 95%CI:0.344-0.909），respectively.Multivariate logistic regression showed that，for TT genotype subjects，swimming had the lowe-st risk（P＜0.008）.Conclusions The TT genotype of SIRT1variant is susceptibility factors of hypercholesterolemia.For TT genotype hypercholestero-lemia subjects，swimming may be superior to table tennis，square dancing，and Taichi in reducing the risk of hypercholesterolemia.

exercise modes；SIRT 1；hypercholesterolemia

10.13297/j.cnki.issn1005-0000.2016.04.013

G 804.7

A

1005-0000（2016）04-346-05

2016-01-10；

2016-06-10；录用日期：2016-06-11

上海市科委部分地方院校能力建设项目（项目编号：13490503500）

牛战斌（1988-），男，河南偃师人，在读硕士研究生，研究方向为运动生物化学；通信作者：王茹（1976-），女，河南新乡人，博士，副教授，博士生导师，研究方向为运动免疫学、运动分子生物学、低氧健康促进。

1.上海体育学院运动科学学院，上海200438；2.上海体育学院中国乒乓球学院，上海200438。

表2rs3758391SNP不同基因型和等位基因在人群中的分布情况
Table2Distribution of different genotypes and alleles of rs3758391 SNP in population.

P组别胆固醇正常组高胆固醇血症组基因型TT 118 159 CT 54 43 CC c2P Cc26 3 6.4450.040等位基因T 290 361 66 49 6.4820.011

表3rs3758391的基因型分布与高血脂的风险分析
Table3Risk analysis of the distribution of rs3758391 genoypes and the relation with hyperlipidemia.

注：*为调整了年龄、性别、肥胖、糖尿病及心血管疾病等混杂因素的结果。

P* 0.019基因型TT CT+CC胆固醇正常组118 60高胆固醇血症组159 46 OR (95%CI) 1 0.559（0.344-0.909）

利用logistic回归模型进一步分析发现，在调整了年龄、性别、肥胖、糖尿病及心血管疾病等混杂因素后，携带C等位基因个体的高胆固醇血症风险显著降低（P<0.05），较TT基因型携带者风险降低约44%（95%CI:0.344—0.909）。

2.3SIRT1 rs3758391基因型和不同运动方式与高胆固醇血症风险的关系

表4rs3758391基因多态及不同运动方式和高胆固醇血症风险的分层分析
Table4Stratified analysis of rs3758391 polymorphism and exercise mode and their relation with hyperlipidemia.

注：*为调整了年龄、性别、肥胖、糖尿病及心血管疾病等混杂因素的结果。&，双侧检验，与对照组相比，P＜0.008。

95%CI—0.231-1.235 0.171-1.156 0.459-2.570 0.100-0.601—0.397-4.925 0.286—5.519 0.599—9.580 0.100—2.530基因型TT胆固醇正常组13 31 17 20 37 10 15高胆固醇血症组31 33 24 51 20 6 12 10 13 5运动方式对照组乒乓球组广场舞组太极拳组游泳组对照组乒乓球组广场舞组太极拳组游泳组P*—CT+CC 9 8 1 8 0.143 0.096 0.850 0.002&—0.512 0.762 0.200 0.404 OR*1 0.534 0.445 1.086 0.246 1 1.018 1.257 1.834 0.502

在调整了年龄、性别、肥胖、糖尿病及心血管疾病等混杂因素后，TT基因型中，各运动组与对照组相比，只有游泳组的风险值显著低于对照组，OR值为0.246（95%CI:0.100-0.601）（P< 0.008）。在4种运动方式之间进行两两比较后发现，仅在太极拳组和游泳组之间存在显著性差异（P<0.007）（数据未列出）。而在CC和CT基因型中，各运动组和对照组相比，患病风险均未见显著性差异。