端粒是位于染色體末端的特殊結構,對于維持染色體的穩定具有重要作用。端粒長度( TL) 會隨著細胞的分裂進行性縮短。當 TL 縮短達到某個界限時,端粒對染色體末端的保護作用消失,進而出現細胞的復制性衰老,因此,TL 可用作細胞或個體衰老的生物學標記之一〔1〕.白細胞端粒長度( LTL) 隨年齡增大呈現的動態變化模式可綜合反映端粒的遺傳狀況、修復能力、機體的炎癥程度及氧化應激水平,忠實地記錄細胞和機體的整個生命歷程和生物學年齡,因此被認為是重要的衰老生物學標記。目前,用體細胞進行端粒動態變化的研究多使用白細胞作為模型〔2〕.廣西巴馬地區因其獨特的長壽現象已成為研究人類長壽與衰老的基地之一。本研究對廣西巴馬地區長壽家系外周血白細胞進行相對 TL 的測定,探討 LTL 在長壽家系內的遺傳趨勢及其與長壽的相關性。
1 材料與方法
1. 1 對象 主要為廣西巴馬地區長壽家系 ( BLF) ,共得到1 301人,男 744 人,女 557 人,平均年齡( 55. 38±28. 67) 歲; 另設3 個對照組,分別為本地的非長壽家系( BNLF) ,外地( 廣西百色地區平果縣) 的長壽家系( PLF) 及非長壽家系( 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,見表 1.長壽家系定義為調查時家系中至少有 1 位≥90 歲的老人,非長壽家系是與長壽家系無血緣關系且家族史中無≥90 歲的老人。研究對象均為壯族,采樣前已對受試群體進行常規問診和體檢,基本屬于健康群體。
1. 2 標本的采集與處理 抽取每個研究對象上肢肘靜脈血4 ml,ACD 抗凝,凍存備用。
1. 3 研究方法 解凍凍存的外周血,用經典苯酚 /氯仿法提取DNA,-20℃ 保存。TL 測定參照文獻〔3,4〕.
1. 4 統計學處理 采用 SPSS13. 0 軟件,LTL 資料為偏態分布,進行對數轉化后轉為正態分布。組間比較用 t 檢驗及協方差分析; LTL 與年齡的相關關系用 Spearson 相關及偏相關分析。
2 結 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 明顯長于男性外,各年齡段男性和女性的LTL 均無明顯差別( P>0. 05) .見表 2.2. 2 家系間 LTL 的比較 BLF 90 ~ 年齡段的 LTL 明顯長于PLF( P = 0. 000) ,該趨勢在不同性別分層后仍存在。同時,BLF在除<15 年齡段外的其他年齡段的 LTL 顯著長于 PLF( P =0. 011) .見表 2.BLF 65 ~ 年齡段( 近似于長壽老人的第一胎子女) 的 LTL 長于 BNLF、PLF 及 PNLF( 均 P=0. 021) 三個對照家系; 同時,BLF 90 ~ 高齡段的 LTL 與三個對照家系 65 ~ 年齡段的水平相當( P=0. 232、0. 675、0. 521) ,提示 BLF 的子女可從親代中遺傳到較長的端粒。見表 2.
2. 3 LTL 與年齡的關系 以性別和組別為控制變量,應用偏相關分析顯示總體人群的 LTL 與年齡的相關系數為( n=2 374,r = -0. 316,P = 0. 000) ; 控制組別的偏相關分析顯示總體男性的LTL 與年齡的相關系數為( n = 1 410,r = -0. 302,P = 0. 000) ,女性為( n=964,r=-0. 335,P=0. 000) ; 控制性別的偏相關分析顯示四個家系各自的 LTL 與年齡的相關系數分別為( 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) .以上結果表明,LTL隨年齡增大而逐漸縮短,這種變化趨勢在性別分層后沒有變化。
3 討 論
本結果顯示隨年齡增大,LTL 逐漸縮短,與其他學者的結果〔5 ~7〕一致,也與我們對該群體口腔黏膜細胞端粒長度( OTL)的研究結果一致〔3,4〕,說明 LTL 與衰老之間有密切關系,換言之,LTL 可以當作衰老的生物學標記之一。
在各地的長壽研究結果中,女性的數量明顯多于男性,本次調查也顯示長壽女性的數量遠多于男性,這與 Tabatabaie等〔8〕、Boyden 等〔9〕的研究結果一致,表明女性個體在長壽表型中有一定的優勢〔3〕.有研究表明〔10〕,女性的端粒長于男性,其機制可能與雌激素的抗氧化效果有關。因此,有人推測女性的LTL 長于男性,然而本次研究結果并非如此,各家系均沒顯示女性在 LTL 上的優勢,盡管 BNLF 的40 ~ 年齡段和 PLF 的65 ~ 年齡段顯示了女性 LTL 長于男性,但其可能與家系中年齡和性別構成不同及樣本量過小有關。該結果與我們對該群體的 OTL研究結果亦類似〔3〕.表明除 LTL 的變化對長壽及衰老的影響外,高壽的獲得可能還存在其他因素〔3〕.
TL 與人類( 包括長壽老人) 的生命壽限密切相關〔3,11〕.At-zmon 等〔11〕對德系猶太百歲老人的研究發現,長壽老人的第一代子女與其相匹配的普通人相比具有較長的 TL,說明 TL 在長壽群體中有一定的遺傳優勢。本研究中,該趨勢在不同性別中均存在。同時,BLF 在除<15 年齡段外的其他年齡段的 LTL 顯著長于 PLF,這些差異可能主要受不同家系遺傳背景、自然環境等因素的影響。長壽家系在巴馬地區較普遍,巴馬人群長期以來居住地偏僻、交通閉塞,婚姻半徑小,致使其遺傳背景較單一。而平果地區的長壽家系多為散發,遺傳背景相對復雜,工業污染相對較大。兩家系中處于較低年齡段個體的 LTL 比較并無差異,但隨年齡的增加,卻出現了明顯變化,說明環境因素可能在 LTL 的縮短中起到一定作用。但我們的研究還僅是一項橫向研究,尚無法比較兩家系間的 LTL 縮短率。
BLF 65 ~ 年齡段的 LTL 長于 BNLF、PLF 及 PNLF 三個對照家系; 同時,BLF 90 ~ 高齡段的 LTL 與三個對照家系 65 ~ 的水平相當,該現象與 Atzmon 等〔11〕的結果類似,他們解釋為高壽者之所以擁有較長的端粒,可能為生存差異所致,即端粒較短者由于各種衰老相關性疾病導致死亡而被淘汰出自然人群,獲得高壽的個體因逃避了此類疾病及其所致的端??s短,故而端粒較長,再遺傳給子代,使子代也保持了較長的端粒。
我們推測 BLF 的 LTL 長于 PNLF,然而并沒有得到預想的結果。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 的年齡構成偏小有關。首先,PNLF 作為外地區的普通家系,沒有長壽老人,導致其年齡構成總體上低于 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成及樣本量的差異有關。因此,有必要加大樣本量進一步核實。
參考文獻
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3 羅曉秋,吳華裕,劉承武,等 . 巴馬地區壯族人群口腔粘膜細胞端粒的長度〔J〕。 中國老年學雜志,2013; 33( 1) : 17-20.
4 羅曉秋,吳華裕,劉承武,等 . 廣西巴馬地區長壽家系口腔粘膜細胞端粒長度的研究〔J〕。 中華老年醫學雜志,2013; 32( 9) : 1013-6.