NNMT基因多态性与运动能力的关联分析

邱礼强　廖上桂

摘要：随着生物信息技术的发展，基因工程技术被广泛运用于运动员选材中，被相关研究人员所关注与重视。文章以分析烟酰胺N-甲基转移酶（NNMT）基因多態性与运动能力的关联为研究目的，选取了700名年龄段在18～21岁的汉族男性为研究对象，通过测试他们的一千米跑步成绩，并结合所选取的标签单核苷酸多态性位点进行分析，总结烟酰胺N-甲基转移酶（NNMT）基因与运动能力的关联性。

关键词：NNMT基因多态性；运动能力；关联

一、烟酰胺N-甲基转移酶（NNMT）简介

近年来，越来越多的体育科研相关工作者开始关注基因变化对运动员运动能力所造成的影响，并进行了许多关于基因多态性与运动能力方面的研究，烟酰胺N-甲基转移酶（NNMT）基因多态性与运动能力的关联也逐渐成为了体育科研相关人员的重点研究对象[1]。

烟酰胺N-甲基转移酶（NNMT）是人体中重要的甲基化酶，能够参与肝组织的解毒反应，在肝脏中具有较高的活性，同时在心、脑、骨骼肌、肾、肺等多个器官组织中均有表现。NNMT的生理作用是以S-腺苷甲硫氨酸为甲基供体，经过催化的作用，形成烟酰胺的甲基化，进而生成甲基烟氨酸。因为它是以NAD+的方式，直接参加糖、脂肪、蛋白质这三大能量物质的代谢过程，它的表现水平会对有机的能量代谢，产生重要的作用和影响。通过一系列的研究表明，它的甲基化速率与和身体成分的新陈代谢，有着一定的关联性。同时，烟酰胺N-甲基转移酶（NNMT）因其能够参与众多药物与外源性化合物的生物转化，是肿瘤疾病相关研究人员的重点研究对象之一，被广泛应用于肿瘤及代谢相关性疾病的治疗中，发挥着重要的作用[2]。

二、烟酰胺N-甲基转移酶（NNMT）基因多态性与运动能力的关联实验研究

（一）研究对象

研究选取了来自全国不同省份或直辖市的身体健康，非体育专业的且没有受到过专门的体育训练的700名普通男性学生，年龄在18～21岁之间，身高在172～178cm之间，体重在65～77kg之间，且所有参与研究的男性学生均为汉族。

（二）仪器的选取

研究主要选取的实验仪器有：Norwalk，CT.06859 USA生产的型号为MJ PTC-200以及Gene Amp PCR system 9600的PCR仪、上海复日科技有限公司生产的型号为FR-200A的全自动紫外与可见分析装置与生物电泳图像分析系统、北京君意东方电泳设备有限公司生产的型号为JY600+的电泳仪、ABI生产的型号为PRISM 3730的测序仪，以及-80°冰箱一台。

（三）研究方法

首先，让700名参与研究的男性学生进行1000米与50米跑步测试，并记录跑步成绩，将跑步成绩按照名次的前后进行排序，分别分为1000米较好组、1000米对照组、50米较好组、50米对照组。1000较好组中成员为1000米跑步成绩排名中前25%，1000米对照组中成员为1000米跑步成绩排名的前25%～75%中随机抽取的119名，75%以后的成绩较差的学生被淘汰，50米较好组与对照组与1000米较好组与对照组的分组方法相同。经过统计，1000米较好组中成员的1000米跑步时间为220.33秒～235.34秒，1000米对照组中成员的1000米跑步时间为266.21秒～290.11秒，50米较好组中成员的50米跑步时间为6.45秒～7.21秒，50米对照组中成员的50米跑步时间为7.30秒～7.90秒。最终确认CC112人，GG116人，CG119人，CC+GG118人，CC+CC120人，GG + CG115人。

运用基因多态性研究的常见方法，通过千人基因组计划数据库查询，获取CHS与CHB的烟酰胺N-甲基转移酶（NNMT）基因的单核苷酸多态性数据，并进行数据筛选，将最小等位基因频率大于0.05的单核苷酸多态性数据制成连锁不平衡图谱，通过图谱中的数据对比选取每个单倍域中r2≥0.8，同时LOD>3的单核苷酸多态性数据，并将其中r2最大的单核苷酸多态性作为单倍域标签单核苷酸多态性。最终共选取的19个标签单核苷酸多态性作为研究的基因性分析目标位点，大体上能够反应汉族烟酰胺N-甲基转移酶（NNMT）基因的DNA序列中所有的单核苷酸多态性信息。

对单核苷酸多态性位点的基因型进行检测，通过聚合酶链式反应进行含有待检测突变位点基因片段的获取，再进行连接酶检测反应，识别基因多态性位点，并根据测序仪电泳获取检测结果。多重聚合酶链式反应与多重连接酶检测反应具体数据如表1、表2所示。

对检测数据进行分析，并利用心肺功能分析仪测试，通过二次负荷跑台运动法相对最大摄氧量，运用X-SCAN PLUS体成分分析仪测试身体成分，以得到参与研究人员身体肌肉比与肌肉发达程度，最终利用相关的软件进行统计学处理。

（四）研究结果与分析

在1000米较好组与1000米对照组的基因型与等位基因频率分布比较中发现，rs2256292是唯一与运动能力关联显著的烟酰胺N-甲基转移酶（NNMT），通过对1000米跑步成绩进行对比得知，运动能力由好到差排序为CC>GG>CG，且CC+CG与CG之间存在显著差异（P<0.05），由此可明显地看出rs2256292位点与1000米的运动能力之间具有关联性。rs2256292不同基因型的1000米跑步测试成绩对比表如表3所示。

然而，研究中并没有找到与50米的运动能力显著关联的单核苷酸多态性位，出现这种情况的原因可能是因为烟酰胺N-甲基转移酶（NNMT）基因对于机体具有较强的有氧代谢调控作用。由于烟酰胺N-甲基转移酶（NNMT）基因有转移SAM甲基的生理作用，能够催化Nam的甲基化并产生NAD+的前提物质Me-Nam，而Nad+作为机体能量代谢的关键辅酶，能够直接参与有氧氧化的全过程，当Nam甲基化对其水平造成影响时，会导致机体的能量代谢受到影响。另外，SAM除了作为烟酰胺的甲基供体，还是DNA发生甲基化时的甲基主要提供者，当烟酰胺N-甲基转移酶（NNMT）基因水平出现变化时，也会对多种蛋白的基因表达造成影响。由此可见，烟酰胺N-甲基转移酶（NNMT）基因多态性对1000米跑步运动能力的影响较为明显，而对50m跑步运动能力的影响较小，其中rs2256292变异而造成的相对最大摄氧量以及身体成分变化时影响1000米运动能力的重要因素。

三、总结

综上所述，通过对700名普通男性学生测试1000米与500米跑步能力，并进行基因多态性研究发现，烟酰胺N-甲基转移酶（NNMT）基因多态性与运动能力的关联性中，对1000米运动能力有显著的关联，并很可能是由于rs2256292变异所发生变化导致。文荣等人指出NNMT参加了脂肪酸的代谢过程及ATP的合成；Parsongs等人，通过实验发现帕金森病人的脑神经细胞之中，NNMT的表现显著上升，而且ATP的合成与ATP/ADP的比例，发生了显著的变化。由此可见，对烟酰胺N-甲基转移酶的研究，便显得尤为重要。为此文章对NNMT基因多态性与运动能力的关联进行了深入分析，但因研究不够全面，需要相关的研究人员共同探索，使该领域的研究前景更加广阔。

参考文献：

[1]杨若愚，王予彬，沈勋章，等.基因多态性与杰出运动能力[J].中国组织工程研究，2014，18（07）：1121-1128.

[2]陈伟.烟酰胺N-甲基转移酶（NNMT）基因多态性与运动能力的关联研究[D].江西师范大学，2016.

（作者单位：豫章师范学院）