長(zhǎng)壽家系的白細(xì)胞端粒長(zhǎng)度

吳華裕羅曉秋1韓煥欽2呂澤平3胡才友4劉承武5彭均華5孫鵬5葛琳5潘尚領(lǐng)5

(廣西醫(yī)科大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué)教研室，廣西南寧530021)

摘要〔〕目的探討長(zhǎng)壽家系血液白細(xì)胞的端粒長(zhǎng)度與人類衰老/長(zhǎng)壽的關(guān)系。方法采用real-time PCR方法對(duì)廣西巴馬地區(qū)長(zhǎng)壽家系(BLF，n=1 301)群體外周血白細(xì)胞進(jìn)行相對(duì)端粒長(zhǎng)度(LTL)的測(cè)定，并與同地區(qū)非長(zhǎng)壽家系(BNLF，n=283)及外地區(qū)(廣西平果地區(qū))長(zhǎng)壽家系(PLF，n=308)、非長(zhǎng)壽家系(PNLF，n=482)進(jìn)行比較。結(jié)果(1)在整體人群及各家系人群中，LTL均與年齡呈負(fù)相關(guān)；(2)在BLF中，LTL在各年齡段均無(wú)性別差異(P>0.05)，其他對(duì)照家系除個(gè)別年齡段外，也呈現(xiàn)類似的趨勢(shì)；(3)BLF 90～年齡段的LTL長(zhǎng)于PLF(P=0.000)；(4)BLF 65～年齡段(近似于長(zhǎng)壽老人的第一胎子女)的LTL長(zhǎng)于BNLF(P=0.000)、PLF(P=0.011)及PNLF(P=0.021)三個(gè)對(duì)照家系，BLF 90～高齡段的LTL與三個(gè)對(duì)照家系 65～年齡段的水平相當(dāng)。結(jié)論長(zhǎng)壽家系LTL明顯長(zhǎng)于普通家系，存在一定的遺傳傾向。

關(guān)鍵詞〔〕端粒長(zhǎng)度；長(zhǎng)壽；衰老

中圖分類號(hào)〔〕R180.2〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕A〔

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金(No.30860126)

通訊作者：潘尚領(lǐng)(1965-)，男，博士，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事衰老與長(zhǎng)壽遺傳學(xué)研究。

1新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院生理學(xué)教研室

2廣東醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院傳染科

3國(guó)家康復(fù)輔具研究中心附屬康復(fù)醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科

4廣西壯族自治區(qū)江濱醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科

5廣西醫(yī)科大學(xué)病理生理學(xué)教研室

第一作者：吳華裕(1984-)，男，碩士，講師，主要從事衰老與長(zhǎng)壽遺傳學(xué)研究。

Family-based study on the leukocyte telomere length of long-lived individuals

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

Department of Cell Biology and Genetics of Guangxi Medical University, Nanning 530021, Guangxi,China

Abstract【】ObjectiveTo explore the leukocyte telomere length (LTL) and its possible relationship with human aging/longevity in a family-based cohort.MethodsRelative telomere length of leukocytes was determined by real-time PCR for Bama long-lived families (BLF, n=1 301) and was compared with that of local general population, Bama non-long-lived families (BNLF, n=283), and with long-lived families and non-long-lived families from Pingguo (PLF, n=308; PNLF，n=482 respectively), a county which was about 200 km away from Bama area. All participants were Zhuang ethnically.Results(1) An inverse relationship was found between LTL and age independent of sex in every genealogy and all cohorts studied. (2)No significant difference on LTL was found between males and females in all age groups in BLF. Similar tendency was shown in most but not all age groups in the other families. (3)The LTL of the 90～year age group in BLF was longer than that of the PLF(1.11 vs 0.93，P=0.000)regardless of sex, indicating some beneficial mechanism in the maintenance of LTL. (4) The LTL of the 65～years old group in BLF (corresponding to the first offspring of the long-lived individual) was dramatically longer than that of the other families (BNLF, 1.24 vs 1.05, P=0.000. PLF, 1.24 vs 1.08, P=0.011. PNLF, 1.24 vs 1.13, P=0.021). In addition, the LTL of the oldest old (≥90 yrs) was similar with that of the 65～ years old in the three control families, indicating that the offspring of long-lived individuals might had inherited longer LTL from their parental generation.ConclusionsBama long-lived families present longer LTL with higher hereditary tendency which might be in part interpret the longevity phenomenon in the region.

【Key words】Telomere length; Longevity; Aging

端粒是位于染色體末端的特殊結(jié)構(gòu)，對(duì)于維持染色體的穩(wěn)定具有重要作用。端粒長(zhǎng)度(TL)會(huì)隨著細(xì)胞的分裂進(jìn)行性縮短。當(dāng)TL縮短達(dá)到某個(gè)界限時(shí)，端粒對(duì)染色體末端的保護(hù)作用消失，進(jìn)而出現(xiàn)細(xì)胞的復(fù)制性衰老，因此，TL可用作細(xì)胞或個(gè)體衰老的生物學(xué)標(biāo)記之一〔1〕。白細(xì)胞端粒長(zhǎng)度(LTL)隨年齡增大呈現(xiàn)的動(dòng)態(tài)變化模式可綜合反映端粒的遺傳狀況、修復(fù)能力、機(jī)體的炎癥程度及氧化應(yīng)激水平，忠實(shí)地記錄細(xì)胞和機(jī)體的整個(gè)生命歷程和生物學(xué)年齡，因此被認(rèn)為是重要的衰老生物學(xué)標(biāo)記。目前，用體細(xì)胞進(jìn)行端粒動(dòng)態(tài)變化的研究多使用白細(xì)胞作為模型〔2〕。廣西巴馬地區(qū)因其獨(dú)特的長(zhǎng)壽現(xiàn)象已成為研究人類長(zhǎng)壽與衰老的基地之一。本研究對(duì)廣西巴馬地區(qū)長(zhǎng)壽家系外周血白細(xì)胞進(jìn)行相對(duì)TL的測(cè)定，探討LTL在長(zhǎng)壽家系內(nèi)的遺傳趨勢(shì)及其與長(zhǎng)壽的相關(guān)性。

1材料與方法

1.1對(duì)象主要為廣西巴馬地區(qū)長(zhǎng)壽家系(BLF)，共得到1 301人，男744人，女557人，平均年齡(55.38±28.67)歲；另設(shè)3個(gè)對(duì)照組，分別為本地的非長(zhǎng)壽家系(BNLF)，外地(廣西百色地區(qū)平果縣)的長(zhǎng)壽家系(PLF)及非長(zhǎng)壽家系(PNLF)。其中BNLF 283人，男171人，女112人，平均年齡(45.05±26.81)歲；PLF 308人，男193人，女115人，平均年齡(51.06±30.25)歲；PNLF 482人，男302人，女180人，平均年齡(39.65±25.34)歲，見(jiàn)表1。長(zhǎng)壽家系定義為調(diào)查時(shí)家系中至少有1位≥90歲的老人，非長(zhǎng)壽家系是與長(zhǎng)壽家系無(wú)血緣關(guān)系且家族史中無(wú)≥90歲的老人。研究對(duì)象均為壯族，采樣前已對(duì)受試群體進(jìn)行常規(guī)問(wèn)診和體檢，基本屬于健康群體。

1.2標(biāo)本的采集與處理抽取每個(gè)研究對(duì)象上肢肘靜脈血4 ml，ACD抗凝，凍存?zhèn)溆谩?/p>

1.3研究方法解凍凍存的外周血，用經(jīng)典苯酚/氯仿法提取DNA，-20℃保存。TL測(cè)定參照文獻(xiàn)〔3，4〕。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SPSS13.0軟件，LTL資料為偏態(tài)分布，進(jìn)行對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)化后轉(zhuǎn)為正態(tài)分布。組間比較用t檢驗(yàn)及協(xié)方差分析；LTL與年齡的相關(guān)關(guān)系用Spearson相關(guān)及偏相關(guān)分析。

表1BLF、BNLF、PLF、PNL四個(gè)家系的例數(shù)組成及年齡分布〔n(%)〕

年齡段(歲)性別BLF(n=1301)n年齡(歲)BNLF(n=283)n年齡(歲)PLF(n=308)n年齡(歲)PNLF(n=482)n年齡(歲)<15男799.44±3.31199.74±2.60247.04±3.362)4)696.56±3.023)5)女669.41±3.143010.52±3.22234.98±2.381)3)4)494)7.99±3.341)2)4)7)合計(jì)1459.43±3.224910.21±2.99476.03±3.073)5)1187.16±3.223)5)6)15~男18827.90±6.954424.80±7.182)5230.02±6.984)9628.83±7.214)女7726.38±6.812824.43±7.162125.38±8.151)264)26.15±6.04合計(jì)26527.46±6.937224.65±7.132)7328.68±7.584)12228.26±7.044)40~男32554.50±6.447450.59±6.733)6354.06±7.524)10150.43±7.443)6)女12053.83±6.37152)52.13±7.472250.64±8.162)454)54.04±8.291)合計(jì)44554.32±6.428950.85±6.843)8553.18±7.794)14651.54±7.873)65~男7168.27±2.913479.32±9.563)2668.58±3.495)3676.28±7.733)7)女2167.86±3.28393)83.38±7.101)3)74)69.14±5.345)603)7)75.83±6.863)5)6)合計(jì)9268.17±2.987381.49±8.533)3368.70±3.865)9676.00±7.163)5)7)90~男8193.04±2.96--2893.89±3.41--女27393.12±2.89--422)93.64±3.02--合計(jì)35493.10±2.91--7093.74±3.16--

與同家系同年齡段男性比較：1)P<0.05；與BLF比較：2)P<0.05，3)P<0.01；與BNLF比較：4)P<0.05，5)P<0.01；與PLF比較：6)P<0.05，7)P<0.01

2結(jié)果

2.1不同性別間的LTL除BNLF的40～年齡段和PLF的65～年齡段女性LTL明顯長(zhǎng)于男性外，各年齡段男性和女性的LTL均無(wú)明顯差別(P>0.05)。見(jiàn)表2。

年齡段性別BLFnTLBNLFnTLPLFnTLPNLFnTL<15男791.52±0.52191.47±0.42241.55±0.68691.51±0.45女661.54±0.50301.35±0.52231.63±0.56491.37±0.47總1451.53±0.51491.39±0.48471.59±0.621181.45±0.4615~男1881.35±0.38441.34±0.44521.13±0.362)3)961.28±0.471)女771.36±0.45281.33±0.37211.15±0.45261.35±0.41總2651.35±0.40721.34±0.41731.13±0.392)3)1221.29±0.455)40~男3251.21±0.38741.20±0.31631.07±0.381)3)1011.22±0.385)女1201.23±0.37151.48±0.461)7)221.03±0.411)3)451.23±0.415)總4451.22±0.37891.25±0.35851.06±0.392)4)1461.22±0.396)65~男711.21±0.32341.02±0.291)260.99±0.281)361.12±0.40女211.34±0.38391.07±0.352)71.40±0.467)601.14±0.371)總921.24±0.34731.05±0.322)331.08±0.361)961.13±0.381)90~男811.15±0.37--280.89±0.181)--女2731.09±0.34--420.96±0.381)--總3541.11±0.34--700.93±0.321)--合計(jì)男7441.27±0.401711.23±0.381931.11±0.432)3)3021.29±0.446)女5571.22±0.417)1121.26±0.441151.17±0.512)1801.26±0.425)總13011.25±0.412831.24±0.403081.13±0.462)4)4821.28±0.446)

LTL為非正態(tài)分布，經(jīng)對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)化后成為正態(tài)分布，表中顯示的是原始資料的結(jié)果，而兩個(gè)家系間的比較應(yīng)用的是對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)化后的結(jié)果。與BLF比較:1)P<0.05，2)P<0.01；與BNLF比較：3)P<0.05，4)P<0.01；與PLF比較：5)P<0.05，6)P<0.01；與同家系同年齡段男性比較：7)P<0.05

2.2家系間LTL的比較BLF 90～年齡段的LTL明顯長(zhǎng)于PLF(P=0.000)，該趨勢(shì)在不同性別分層后仍存在。同時(shí)，BLF在除<15年齡段外的其他年齡段的LTL顯著長(zhǎng)于PLF(P=0.011)。見(jiàn)表2。BLF 65～年齡段(近似于長(zhǎng)壽老人的第一胎子女)的LTL長(zhǎng)于BNLF、PLF及PNLF(均P=0.021)三個(gè)對(duì)照家系；同時(shí)，BLF 90～高齡段的LTL與三個(gè)對(duì)照家系 65～年齡段的水平相當(dāng)(P=0.232、0.675、0.521)，提示BLF的子女可從親代中遺傳到較長(zhǎng)的端粒。見(jiàn)表2。

2.3LTL與年齡的關(guān)系以性別和組別為控制變量，應(yīng)用偏相關(guān)分析顯示總體人群的LTL與年齡的相關(guān)系數(shù)為(n=2 374，r=-0.316，P=0.000)；控制組別的偏相關(guān)分析顯示總體男性的LTL與年齡的相關(guān)系數(shù)為(n=1 410，r=-0.302，P=0.000)，女性為(n=964，r=-0.335，P=0.000)；控制性別的偏相關(guān)分析顯示四個(gè)家系各自的LTL與年齡的相關(guān)系數(shù)分別為(BLF：r=-0.303，P=0.000；BNLF：r=-0.327，P=0.000；PLF：r=-0.389，P=0.000；PNLF：R=-0.252，P=0.000)。以上結(jié)果表明，LTL隨年齡增大而逐漸縮短，這種變化趨勢(shì)在性別分層后沒(méi)有變化。

3討論

本結(jié)果顯示隨年齡增大，LTL逐漸縮短，與其他學(xué)者的結(jié)果〔5~7〕一致，也與我們對(duì)該群體口腔黏膜細(xì)胞端粒長(zhǎng)度(OTL)的研究結(jié)果一致〔3，4〕，說(shuō)明LTL與衰老之間有密切關(guān)系，換言之，LTL可以當(dāng)作衰老的生物學(xué)標(biāo)記之一。

在各地的長(zhǎng)壽研究結(jié)果中，女性的數(shù)量明顯多于男性，本次調(diào)查也顯示長(zhǎng)壽女性的數(shù)量遠(yuǎn)多于男性，這與Tabatabaie等〔8〕、Boyden等〔9〕的研究結(jié)果一致，表明女性個(gè)體在長(zhǎng)壽表型中有一定的優(yōu)勢(shì)〔3〕。有研究表明〔10〕，女性的端粒長(zhǎng)于男性，其機(jī)制可能與雌激素的抗氧化效果有關(guān)。因此，有人推測(cè)女性的LTL長(zhǎng)于男性，然而本次研究結(jié)果并非如此，各家系均沒(méi)顯示女性在LTL上的優(yōu)勢(shì)，盡管BNLF的40～年齡段和PLF的65～年齡段顯示了女性LTL長(zhǎng)于男性，但其可能與家系中年齡和性別構(gòu)成不同及樣本量過(guò)小有關(guān)。該結(jié)果與我們對(duì)該群體的OTL研究結(jié)果亦類似〔3〕。表明除LTL的變化對(duì)長(zhǎng)壽及衰老的影響外，高壽的獲得可能還存在其他因素〔3〕。

TL與人類(包括長(zhǎng)壽老人)的生命壽限密切相關(guān)〔3，11〕。Atzmon等〔11〕對(duì)德系猶太百歲老人的研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)壽老人的第一代子女與其相匹配的普通人相比具有較長(zhǎng)的TL，說(shuō)明TL在長(zhǎng)壽群體中有一定的遺傳優(yōu)勢(shì)。本研究中，該趨勢(shì)在不同性別中均存在。同時(shí)，BLF在除<15年齡段外的其他年齡段的LTL顯著長(zhǎng)于PLF，這些差異可能主要受不同家系遺傳背景、自然環(huán)境等因素的影響。長(zhǎng)壽家系在巴馬地區(qū)較普遍，巴馬人群長(zhǎng)期以來(lái)居住地偏僻、交通閉塞，婚姻半徑小，致使其遺傳背景較單一。而平果地區(qū)的長(zhǎng)壽家系多為散發(fā)，遺傳背景相對(duì)復(fù)雜，工業(yè)污染相對(duì)較大。兩家系中處于較低年齡段個(gè)體的LTL比較并無(wú)差異，但隨年齡的增加，卻出現(xiàn)了明顯變化，說(shuō)明環(huán)境因素可能在LTL的縮短中起到一定作用。但我們的研究還僅是一項(xiàng)橫向研究，尚無(wú)法比較兩家系間的LTL縮短率。

BLF 65～年齡段的LTL長(zhǎng)于BNLF、PLF及PNLF三個(gè)對(duì)照家系；同時(shí)，BLF 90～高齡段的LTL與三個(gè)對(duì)照家系65～的水平相當(dāng)，該現(xiàn)象與Atzmon等〔11〕的結(jié)果類似，他們解釋為高壽者之所以擁有較長(zhǎng)的端粒，可能為生存差異所致，即端粒較短者由于各種衰老相關(guān)性疾病導(dǎo)致死亡而被淘汰出自然人群，獲得高壽的個(gè)體因逃避了此類疾病及其所致的端?？s短，故而端粒較長(zhǎng)，再遺傳給子代，使子代也保持了較長(zhǎng)的端粒。

我們推測(cè)BLF的LTL長(zhǎng)于PNLF，然而并沒(méi)有得到預(yù)想的結(jié)果。在PNLF 15～年齡段的男性、65～年齡段的總體及女性中，均顯示了BLF LTL短于PNLF，分析原因可能與PNLF的年齡構(gòu)成偏小有關(guān)。首先，PNLF作為外地區(qū)的普通家系，沒(méi)有長(zhǎng)壽老人，導(dǎo)致其年齡構(gòu)成總體上低于BLF；其次，PNLF<15歲年齡段的平均年齡均明顯低于BLF。值得注意的是，PLF的LTL總體水平也小于PNLF，其原因可能也與年齡構(gòu)成及樣本量的差異有關(guān)。因此，有必要加大樣本量進(jìn)一步核實(shí)。

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〔2014-10-11修回〕

(編輯郭菁/徐杰)