韋宏曠,農(nóng)清清,覃健敏,張志勇,何 敏,何灝逾,覃 健,范 譽(yù),郭堯平
廣西巴馬是我國著名的長壽地區(qū),據(jù)2010年全國第五次人口調(diào)查顯示,100歲以上老人達(dá)到87人,90~99歲的老人達(dá)814人,其長壽人口數(shù)遠(yuǎn)超過其他地區(qū)。已有研究表明該地區(qū)的長壽現(xiàn)象與遺傳、當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境和生活習(xí)慣等多種因素有關(guān)[1]。胰島素樣生長因子Ⅰ(insulin-like growth factorⅠ,IGF-Ⅰ)是一種多功能細(xì)胞增殖調(diào)控因子,在機(jī)體的物質(zhì)代謝過程中起著十分重要的作用[2-3]。IGF-Ⅰ與胰島素樣生長因子Ⅰ受體(insulin-like growth factorⅠreceptor,IGF-ⅠR)結(jié)合產(chǎn)生低血糖效應(yīng)和增加胰島素敏感性作用,而有效的胰島素反應(yīng)對人的壽命有重要影響。Horio等[4]研究表明,IGF-ⅠR基因的遺傳變異對IGF-Ⅰ表達(dá)起了重要的調(diào)節(jié)作用。本研究通過比較廣西巴馬長壽人群與一般地區(qū)青壯年人群IGF-Ⅰ表達(dá)水平的差異,分析長壽人群不同IGF-ⅠR基因型攜帶者血清IGF-Ⅰ水平的差異,探討影響長壽人群血清IGF-Ⅰ水平的因素,為今后的長壽機(jī)制研究提供新的線索和途徑。
1.1 臨床資料 2008年5月在廣西壯族自治區(qū)巴馬瑤族自治縣長壽區(qū)那社、局桑、甲篆、平洞、西山鄉(xiāng)隨機(jī)抽取長壽老人 (年齡90~110歲)160名作為長壽組,其中男43例 (26.9%)、女117例 (73.1%),平均年齡 (95.4±5.2)歲;同時期在廣西醫(yī)科大學(xué)體檢人群中隨機(jī)抽取健康青壯年人 (年齡20~50歲)102名作為青壯年對照組,其中男29例 (28.4%)、女73例(71.6%),平均年齡 (39.4±9.7)歲。均經(jīng)常規(guī)體格檢查,患有腫瘤、免疫系統(tǒng)疾病、慢性病及其他衰老相關(guān)性疾病等不納入本研究。
1.2 方法
1.2.1 一般情況調(diào)查 制定統(tǒng)一的調(diào)查問卷詢問性別、年齡、民族、文化程度、病史、家族史、行為生活習(xí)慣等。
1.2.2 體格檢查 包括測量身高、體質(zhì)量、腰圍、臀圍,測定血壓、血糖、血脂等。血壓用血壓計測量。長壽組均空腹坐位抽取肘靜脈血3 ml,不抗凝,待血液凝固后,以3 000 r/min離心10 min(離心半徑100 mm),分離血清。總膽固醇 (TC)和三酰甘油 (TG)的檢測采用酶法,標(biāo)準(zhǔn)酶試劑盒由英國RANDOX公司提供;高密度脂蛋白膽固醇 (HDL-C)和低密度脂蛋白膽固醇 (LDL-C)應(yīng)用酶聯(lián)免疫一步法測定,使用日本AU400全自動生化分析儀,生化試劑由中生北控生物科技股份有限公司提供??崭寡遣捎闷咸烟茄趸阜?,使用BECKHAM自動生化儀測定。
1.2.3 血清IGF-Ⅰ水平測定 采用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)測定血清IGF-Ⅰ水平,試劑盒購于美國R&D公司。操作嚴(yán)格按試劑盒說明進(jìn)行,在450 nm處測定吸光度 (OD)值。在Excel工作表中,以標(biāo)準(zhǔn)品濃度作橫坐標(biāo),對應(yīng)的OD值作縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)品線性回歸曲線,按曲線方程計算樣品濃度;計算濃度×5即得樣品原濃度。
1.2.4 IGF-ⅠR基因3174位點多態(tài)性分析 用乙二胺四乙酸 (EDTA)抗凝管采集長壽組老人空腹外周靜脈血2 Ml,采用天根生化科技 (北京)有限公司全血DNA提取試劑盒提取基因組 DNA,保存于 -20℃。IGF-ⅠR基因3174位點多態(tài)性擴(kuò)增的引物序列為:上游引物5′-TCTTCTCCAGTGTACGTTCC-3′,下游引物5′-GGAACTTTCTCTTACCACATG-3′, 以 所 提 取 的DNA作為模版在設(shè)計好的條件下進(jìn)行PCR擴(kuò)增,所得產(chǎn)物在2.0%瓊脂糖凝膠中進(jìn)行電泳。取10μl PCR產(chǎn)物加入10 U限制性內(nèi)切酶MnlⅠ (美國MBI公司),于37℃水浴消化6 h。取消化產(chǎn)物5μl,加上樣緩沖液1 μl,在2%瓊脂糖凝膠中電泳,電泳結(jié)束后在凝膠成像儀上觀察帶型。
1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。計量資料用 (±s)表示,年齡與IGF-Ⅰ水平的關(guān)系采用直線相關(guān)分析;長壽組與青壯年對照組IGF-Ⅰ水平比較采用協(xié)方差分析;長壽組不同IGF-ⅠR基因型攜帶者IGF-Ⅰ水平比較采用方差分析;影響因素分析采用多元線性回歸分析,以α=0.05為納入標(biāo)準(zhǔn),α=0.10為排除標(biāo)準(zhǔn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 長壽組與青壯年對照組血清IGF-Ⅰ水平比較 長壽組血清IGF-Ⅰ水平為 (114.0±31.5)μg/L,青壯年對照組為 (140.7±37.3)μg/L。直線相關(guān)分析顯示,年齡與IGF-Ⅰ水平呈負(fù)相關(guān) (r=-0.365,P<0.001)。以年齡為協(xié)變量,對長壽組與青壯年對照組IGF-Ⅰ水平作協(xié)方差分析,結(jié)果顯示,長壽組IGF-Ⅰ水平低于青壯年對照組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義 (F=6.321,P <0.05)。
2.2 長壽組IGF-ⅠR基因3174位點多態(tài)性檢測結(jié)果IGF-ⅠR基因3174位點PCR片段長度為255 bp,酶切及瓊脂糖凝膠電泳后可見A/A基因攜帶者為132、100、23 bp共3個片段,G/G基因型為132、80、23、20 bp共4個片段,G/A基因型為132、100、80、23、20 bp共5個片段 (見圖1)。由于23 bp和20 bp條帶過小,在電泳圖中無法清晰顯示,但不影響基因分型分析。
應(yīng)用Hardy-Weiberg遺傳平衡吻合度檢驗方法,分析長壽老人遺傳平衡情況,χ2檢驗表明長壽組為達(dá)到遺傳平衡的群體 (P>0.05,見表1)。
表2 長壽組男性和女性不同IGF-ⅠR基因型攜帶者血清IGF-Ⅰ水平比較 (±s,μg/L)Table 2 Comparison of IGF-Ⅰlevels between different IGF-ⅠR genotype carriers in longevity group
表2 長壽組男性和女性不同IGF-ⅠR基因型攜帶者血清IGF-Ⅰ水平比較 (±s,μg/L)Table 2 Comparison of IGF-Ⅰlevels between different IGF-ⅠR genotype carriers in longevity group
注:IGF-Ⅰ=胰島素樣生長因子Ⅰ
基因型 男性人數(shù) IGF-Ⅰ女性人數(shù) IGF-ⅠGG 15 106.3 ±41.8 48 118.0 ±26.2 GA 21 102.8 ±21.1 50 117.9 ±30.9 AA 7 108.4 ±23.8 19 117.0 ±32.5 F 1.303 2.733 P值值0.292 0.087
表3 長壽組血清IGF-Ⅰ水平影響因素的多元線性回歸分析Table3 Influencing factors of serum IGF-Ⅰlevels in longevity group by multiple linear regression analysis
圖1 IGF-ⅠR基因多態(tài)性電泳圖Figure 1 Electrophoreticmap of IGF-ⅠR genetic polymorphism
表1 長壽組Hardy-Weiberg遺傳平衡檢驗Table 1 The Hardy-Weinberg equilibrium test in longevity group
2.3 長壽組不同IGF-ⅠR基因型攜帶者血清IGF-Ⅰ水平比較 長壽組中,GG、GA和AA基因型攜帶者血清IGF-Ⅰ水平分別為 (115.3 ±30.4)μg/L、 (112.1±34.5)μg/L 及 (113.2 ±27.3)μg/L,差異無統(tǒng)計學(xué)意義 (F=1.030,P=0.386)。按性別分層,男性和女性3種基因型攜帶者的IGF-Ⅰ水平比較,差異均無統(tǒng)計學(xué)意義 (P>0.05,見表2)。
2.4 長壽組血清IGF-Ⅰ水平的影響因素分析 以血清IGF-Ⅰ作為因變量,將性別、年齡、民族、體質(zhì)指數(shù)、臀圍、腰 圍、血 壓、血 糖、TC、TG、HDL-C、LDL-C作為自變量帶入多元線性回歸模型,以α=0.05為納入標(biāo)準(zhǔn),α=0.10為排除標(biāo)準(zhǔn)。采用逐步法篩選變量后,體質(zhì)指數(shù)和HDL-C進(jìn)入回歸模型 (見表3)。
IGF-Ⅰ是結(jié)構(gòu)和功能與胰島素類似的多肽生長因子,IGF-Ⅰ缺乏可引起多種疾病,尤其對于老年人可引起心血管疾病和神經(jīng)系統(tǒng)疾病[5]。IGF-Ⅰ可以通過與其受體結(jié)合,發(fā)揮與胰島素類似的生理作用,并可降低生長激素水平,調(diào)節(jié)胰島素受體等途徑增加機(jī)體對胰島素的敏感性,從而增加血糖攝取、利用。本研究發(fā)現(xiàn),年齡與IGF-Ⅰ水平呈負(fù)相關(guān),即隨著年齡的增長,IGF-Ⅰ水平下降。長壽組IGF-Ⅰ水平低于青壯年對照組,提示廣西巴馬縣人群長壽與其血清IGF-Ⅰ水平較低可能有一定的關(guān)系。研究顯示長壽老人血清IGF-Ⅰ水平較一般人群降低[6],另外對哺乳動物的研究也顯示血清IGF-Ⅰ水平降低與延長生命壽限有關(guān)[7]。
有研究顯示在長壽老人中IGF-ⅠR基因突變與血清IGF-Ⅰ水平和IGF-ⅠR活性減低有關(guān)[8]。Albani等[6]報道,在IGF-ⅠR基因位點3174的G/A多態(tài)性對血漿IGF-Ⅰ水平有影響,IGF-ⅠR A+(GA和AA基因型)攜帶者的血漿IGF-Ⅰ水平較A-(GG型)攜帶者低。而本研究結(jié)果顯示,長壽人群不同IGF-ⅠR基因型攜帶者的IGF-Ⅰ水平并無差異。IGF-ⅠR基因位點3174的G/A變異是一種同義突變,不影響其蛋白產(chǎn)物。亦有研究發(fā)現(xiàn)該多態(tài)性位點對血清IGF-Ⅰ水平的影響可能通過與IGF-ⅠR或其他基因上一種或多種功能性突變的相互作用而實現(xiàn)[6]。此外,IGF-Ⅰ結(jié)合蛋白、生長激素及營養(yǎng)狀態(tài)等也是對血清IGF-Ⅰ水平影響較大的因素[9],也可能這些因素的影響大于基因的作用。IGF-ⅠR基因多態(tài)性與血清IGF-Ⅰ水平之間的關(guān)系,仍有待進(jìn)一步深入研究。長壽組血清IGF-Ⅰ水平影響因素的多元線性回歸分析顯示,長壽老人體質(zhì)指數(shù)、血清HDL-C水平與血清IGF-Ⅰ水平呈正相關(guān)。有研究報道長壽老人的體質(zhì)指數(shù)與血脂異常呈正相關(guān)[10-11],長壽老人體質(zhì)指數(shù)與血清IGF-Ⅰ水平變化呈正相關(guān)可能與血脂異常有關(guān)。而血清IGF-Ⅰ水平與血清HDL-C水平呈正相關(guān),說明血清IGF-Ⅰ水平變化可能影響血清HDL-C水平,可能與血清IGF-Ⅰ參與血脂代謝有關(guān),這與相關(guān)研究一致[12]。此外,本研究中長壽老人血清IGF-Ⅰ水平與血糖水平無相關(guān)性,而對54周齡大鼠建立2型糖尿病模型研究,結(jié)果顯示血清IGF-Ⅰ表達(dá)與血糖呈負(fù)相關(guān)[13],這可能與該地區(qū)長壽老人的血糖異常檢出率較低有關(guān)[14]。
綜上所述,廣西巴馬長壽人群血清IGF-Ⅰ水平明顯低于青壯年人。長壽人群IGF-ⅠR基因3174位點多態(tài)性可能對其血清IGF-Ⅰ表達(dá)無影響,血清IGF-Ⅰ水平與體質(zhì)指數(shù)及血清HDL-C水平呈正相關(guān),提示血清IGF-Ⅰ的變化可能會影響血清HDL-C的水平。本研究結(jié)果為今后的長壽研究及開發(fā)抗衰老藥物提供新的線索和途徑,但由于本研究樣本量較小,對于長壽人群血清IGF-Ⅰ水平的影響因素仍有待于在更大樣本的人群中進(jìn)一步分析和驗證。
1 黎湘娟,張志勇,容敏華,等.ApoB基因多態(tài)性與環(huán)境因素的交互作用與廣西巴馬縣長壽的相關(guān)性研究[J].環(huán)境與健康雜志,2011,28(3):202-205.
2 彭珊璐,馮國祝,王國香,等.新生兒缺氧缺血性腦病血清胰島素樣生長因子-1測定的意義 [J].實用心腦肺血管病雜志,2012,20(4):601.
3 劉潤萍,孫麗莎,陳秋.胰島素樣生長因子-1與糖尿病合并骨質(zhì)疏松的關(guān)系研究進(jìn)展[J].中國全科醫(yī)學(xué),2013,16(1):237.
4 Horio T,Kamide K,Takiuchi S,et al.Association of insulin-like growth factor-1 receptor gene polymorphisms with left ventricular mass and geometry in essential hypertension [J].JHum Hypertens,2010,24(5):320-326.
5 Puche JE,Castilla-Cortázar I.Human conditions of insulin-like growth factor-Ⅰ (IGF-Ⅰ)deficiency[J].J Transl Med,2012,10:224.
6 Albani D,Batelli S,Polito L,et al.A polymorphic variant of the insulin-like growth factor 1(IGF-1)receptor correlates with male longevity in the Italian population:a genetic study and evaluation of circulating IGF-1 from the"Treviso Longeva(TRELONG)"study [J].BMC Geriatr,2009,9:19.
7 Bartke A.Impact of reduced insulin‐ like growth factor‐ 1/insulin signaling on aging in mammals:novel findings [J].Aging cell,2008,7(3):285-290.
8 Suh Y,Atzmon G,Cho MO,et al.Functionally significant insulinlike growth factorⅠ receptormutations in centenarians[J].Proc Natl Acad Sci U SA,2008,105(9):3438-3442.
9 吳田英,王麗珍,古桂雄.胰島素樣生長因子Ⅰ研究與進(jìn)展[J].中國兒童保健雜志,2008,16(3):320-322.
10 農(nóng)清清,張志勇,何敏,等.廣西巴馬長壽區(qū)與非長壽區(qū)人群血脂水平及其影響因素 [J].廣西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報,2012,29(1):1-3.
11 楊啟嶺,買蘇木,阿迪拉,等.新疆和田地區(qū)居民長壽原因的十年隨訪研究[J].中國全科醫(yī)學(xué),2012,15(1):148.
12 Arai Y,Kojima T,Takayama M,et al.The metabolic syndrome,IGF-1,and insulin action [J].Mol Cell Endocrinol,2009,299(1):124-128.
13 Kim SJ,Ju A,Lim SG,et al.Chronic alcohol consumption,type 2 diabetesmellitus,insulin-like growth factor-Ⅰ (IGF-Ⅰ),and growth hormone(GH)in ethanol-treated diabetic rats [J].Life Sci,2013,93(21):778-782.
14 王潔,呂澤平,胡才友,等.廣西巴馬地區(qū)壯族長壽家系血糖狀況分析[J].廣西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報,2011,28(1):55-57.