翁曉莉

目的：研究四川省殘疾人運動員ACTN3基因多態(tài)性的特點及其與普通人群比較，為探討殘疾人運動員的群體遺傳背景提供理論依據。方法：四川省殘疾人運動員55名作為研究對象（運動項目包括：羽毛球、乒乓球、田徑、游泳）。使用試劑盒法提取人口腔基因組DNA，用聚合酶鏈-限制性內切酶法檢測ACTN3基因多態(tài)性。最后，將研究結果與普通大學生進行比較。結果：殘疾人運動員ACTN3基因型和等位基因頻率與普通大學生比較，不具有顯著差異;殘疾人運動員不同性別ACTN3基因型差異不顯著，但等位基因頻率差異顯著（p=0.046），女性的X等位基因明顯高于男性，男性的R等位基因明顯高于女性;爆發(fā)力型運動員組與對照組ACTN3基因型和等位基因頻率分布不具有顯著差異，但按性別分組后，女性爆發(fā)力組與女性對照組基因型有明顯差異（p=0.025），RR基因型頻率女性爆發(fā)力組高于女性對照組，XX基因型頻率女性爆發(fā)力組明顯高于女性對照組。結論：四川省殘疾運動員男女間等位基因頻率差異顯著（p<0.05）;女性爆發(fā)型殘疾運動員RR型和XX型均明顯高于對照組（p<0.05），與國內外健康運動員研究不一致，推測女性爆發(fā)型殘疾運動員的基因特征與正常運動員存在差異，有不同的表現形式。

ACTN3基因是由澳大利亞科學小組Yang等發(fā)現的一個與運動能力相關的基因，該基因R等位基因所編碼產生a-輔肌動蛋白-3只存在于骨骼肌的快肌纖維中。研究證實，人類ACTN 3基因的第16號外顯子的第1747核苷酸可有一C到T位點突變，產生了終止密碼子，取代了577氨基酸殘基的精氨酸 （R577X），世界上有16%的人存在此多態(tài)。根據是否存在突變可分為RR、RX和XX三種基因型，其中X等位基因不會編碼產生a-輔肌動蛋白-3。近年來國外不少專家小組也開展了對ACTN3基因與運動表現及肌肉性狀等關系的研究。因為不同的人種基因組差異很大，用一個種族做出的結果并不適合所有的種族。中國也有學者開始關注中國人的ACTN3基因頻率分布情況，且都是基于健康人體的研究。殘疾人運動員由于身體上的不健全，導致機體某些機能不能像健全人那樣完善，在運動鍛煉與競技中要付出比健全人更多的努力和汗水。目前國內對殘疾運動員這一特殊群體ACTN3基因與運動能力的研究鮮見報道。本研究采用case-control study的方法對部分運動員和對照組進行了ACTN3基因型的檢測和相關統計學分析。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

運動員組：漢族，年齡在12-35歲間，接受訓練3+年四川省殘聯運動員55名。根據運動時能量供應特點將他們分成了耐力型運動員組、爆發(fā)型運動員組和混合型運動員組。耐力型運動員組共16人包括10名田徑運動員、6名游泳運動員;爆發(fā)型運動員組共26人包括12名田徑運動員和14名游泳運動員;混合型運動員組13人，包括6名羽毛球和7名乒乓球運動員。

對照組：健康漢族大學生46名，年齡18-22歲，未參加任何專業(yè)訓練，其中男性33名，女性13名。

1.2 實驗方法

使用試劑盒法提取人口腔基因組DNA，用聚合酶鏈-限制性內切酶（PCR-RFLP）法檢測ACTN3基因多態(tài)性。引物由上海生工生物工程技術服務有限公司合成。限制性內切酶為DdeI，在37℃恒溫水浴箱中作用75分鐘。于3 %瓊脂糖凝膠、1×TAE緩沖液中水平電泳，EB染色10分鐘，然后于水中脫色20分鐘，然后置凝膠成像儀上檢測酶切產物。

1.3 統計分析

以基因平衡定律（Hardy-Weinberg，H-W）檢驗等位基因和基因型頻率分布，確認研究樣本的群體代表性，運用基因計數法計算各組基因頻率及等位基因頻率。 數據由SPSS16.0軟件包進行統計分析，計數資料間的比較用卡方檢驗，計量資料間的比較用單因素方差分析。顯著性水平定為0.05。

2 研究結果

2.1 ACTN3基因R577X位點多態(tài)結果：

PCR產物經DdeⅠ酶切后，可出現三種不同類型。即純合子野生型RR（2個片段392bp、168bp）、純合子突變型XX（3個片段295、168、97bp）、雜合子RX（4個片段：392bp、295bp、168bp、97bp）。

2.2 殘疾運動員組與對照組ACTN3基因多態(tài)性分布比較

表1為殘疾運動員和普通大學生人群的ACTN3基因分布的頻率，經檢驗達到Hardy-Weinberg平衡（P>0.05）。說明樣本來自一個較大的、處于隨機婚配平衡狀態(tài)的群體，具有一定代表性。統計學分析結果顯示兩組間基因型頻率無顯著性差異（p>0.05），等位基因頻率亦無顯著性差異（p=>0.05）。

2.3 殘疾運動員不同性別ACTN3基因多態(tài)性分布比較

按性別分組后，結果顯示兩組間基因型頻率無顯著性差異（p>0.05）。但等位基因分布頻率差異顯著（p<0.05），女運動員組R等位基因頻率低于男運動員組，女運動員組X等位基因高于男運動員組。結果見表2。

2.4 殘疾運動員分組后與對照組ACTN3基因多態(tài)性分布比較

各組間比較結果顯示，爆發(fā)型組與對照組、耐力型組與對照組、混合型組與對照組的ACTN3基因型頻率與等位基因頻率均無顯著性差異（p>0.05）。但是進行男女性別分組后，女性爆發(fā)型運動員組與女性對照組比較，兩組間基因型頻率有顯著性差異（X2=7.399，p=0.025<0.05），RR基因型頻率女性爆發(fā)力組高于女性對照組（28.57% vs 23.08%），RX基因型頻率女性爆發(fā)型組低于女性對照組（28.57% vs 76.92%），XX基因型頻率女性爆發(fā)力組明顯高于女性對照組（42.86% vs 0%）。結果見表3。

3 分析與討論

2003年澳大利亞科學家Yang對澳大利亞運動員與普通對照組的ACTN3多態(tài)性進行了分析研究。結果表明快肌纖維中存在α-輔肌動蛋白-3有利于提高肌纖維的收縮速度和力量，在速度表現中更為有效，而在耐力運動員中情況似乎正好相反。在對芬蘭、俄羅斯、希臘、西班牙優(yōu)秀運動員的ACTN3基因多態(tài)性研究中也得到了類似的結果，即速度力量型運動員的ACTN3RR型頻率較高，而XX型頻率較低。提示ACTN3的存在對骨骼肌的高速有力的收縮是有益的。Stephen在對黑色和白色兩個種族的健美運動員和力量型運動員的研究結果也表明ACTN3 R577X等位基因（X）在優(yōu)秀力量型運動員中偏低。

以上結果都表明了ACTN3的存在有利于骨骼肌的高速有力的收縮。ACTN3R等位基因給力量和速度型的競技運動提供了好處 ，但其機制尚不清楚。MacArthur報告，ACTN3基因敲除小鼠的肌肉力量降低，與人的關聯研究結果是一致的。

中國也開展了ACTN基因的相關研究。魯政等對中國北方漢族優(yōu)秀長跑運動員的研究發(fā)現，RR、RX、XX三種基因型的比列在各組間差異不顯著，但等位基因C和T的頻率與非洲和澳洲人群有明顯差異。尚旭亞等對中國漢族軍人的ACTN3基因型研究顯示， XX型的軍人速度素質好于其他兩型的軍人，與文獻報道不一致。高輝等對中國東部的專業(yè)運動員的研究結果發(fā)現，ACTN3基因多態(tài)性與爆發(fā)型運動員的運動能力無明顯相關性，但女性耐力運動員XX基因型所占比例和X等位基因頻率均顯著高于對照組，推測X等位基因可能對女性耐力運動員的耐力表現有一定促進作用。

本研究對中國四川的殘疾運動員和普通健康人群101人的ACTN3基因分布情況進行檢測。研究結果顯示，殘疾人運動員XX基因型頻率高于普通對照組，RR基因型頻率低于對照組，但差異不顯著。

本研究的運動員來自四川省專業(yè)的殘疾人運動隊，結果顯示，男女間等位基因頻率差異顯著（p<0.05），女性的X等位基因明顯高于男性（60% vs 38.75%），男性的R等位基因明顯高于女性（61.25% vs 40%）。

本研究正常對照組和爆發(fā)型運動員以及耐力型運動員相比，爆發(fā)型運動員組的RR基因型低于對照組，XX型卻高于對照組。耐力型運動員組RR基因型低于對照組，XX型高于對照組。爆發(fā)型運動員組RR和XX基因型均高于耐力型運動員組。但統計分析結果顯示，各組間ACTN3基因型和等位基因頻率均無顯著性差異。提示ACTN3基因多態(tài)性與殘疾爆發(fā)型運動員的運動能力無明顯相關性。值得注意的是，在14名游泳爆發(fā)型（<400m）運動員中，其中獲得多項國際賽事獎牌的游泳健將基因型為RR。其余3名RR型游泳運動員均獲得過省級以上比賽名次，8名RX型運動員均獲得市級以上比賽名次，而XX型運動員的成績不甚理想。推測XX型的殘疾游泳運動員可能在速度力量上喪失了優(yōu)勢，不容易出成績。但具體機制還有待于進一步研究。

進行男女分組后顯示，男性爆發(fā)型運動員基因型頻率與對照組比呈現RR較低、XX較高的趨勢;女性爆發(fā)型運動員與女性對照相比，基因型頻率有顯著差異（X2=7.399，p=0.025<0.05），RR型和XX型均明顯高于對照組，RX型明顯低于對照組，與文獻報道不一致，推測女性殘疾運動員可能需要比普通人更強的力量與耐力綜合素質。

4 結論

ACTN3基因多態(tài)性與四川殘疾運動員的運動能力無明顯相關性。四川省殘疾運動員男女間等位基因頻率差異顯著（p<0.05），女性的X等位基因明顯高于男性，男性的R等位基因明顯高于女性;獲得市級以上比賽名次的游泳殘疾運動員中沒有XX基因型，推測XX型的殘疾游泳運動員可能在速度力量上喪失了優(yōu)勢，不容易出成績。但具體機制還有待于進一步研究;女性爆發(fā)型殘疾運動員RR型和XX型均明顯高于對照組，與國內外健康運動員研究不一致，推測女性爆發(fā)型殘疾運動員的基因特征與正常運動員存在差異，有不同的表現形式。

本文系貴州省科學技術基金資助項目（黔科合J字LKS[2011]47號）

（作者單位：貴州師范大學體育學院）