長壽家系的白細胞端粒長度

長壽家系的白細胞端粒長度

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5

(廣西醫(yī)科大學細胞生物學與遺傳學教研室，廣西南寧530021)

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

關鍵詞〔〕端粒長度；長壽；衰老

中圖分類號〔〕R180.2〔文獻標識碼〕A〔

基金項目：國家自然科學基金(No.30860126)

通訊作者：潘尚領(1965-)，男，博士，教授，博士生導師，主要從事衰老與長壽遺傳學研究。

1新鄉(xiāng)醫(yī)學院生理學教研室

2廣東醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院傳染科

3國家康復輔具研究中心附屬康復醫(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)科大學病理生理學教研室

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

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構，對于維持染色體的穩(wěn)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(xiàn)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(xiàn)的動態(tài)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(tài)變化的研究多使用白細胞作為模型〔2〕。廣西巴馬地區(qū)因其獨特的長壽現(xiàn)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(qū)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(nèi)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(qū)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(qū)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(guī)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?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測定參照文獻〔3，4〕。

1.4統(tǒng)計學處理采用SPSS13.0軟件，LTL資料為偏態(tài)分布，進行對數(shù)轉化后轉為正態(tài)分布。組間比較用t檢驗及協(xié)方差分析；LTL與年齡的相關關系用Spearson相關及偏相關分析。

表1BLF、BNLF、PLF、PNL四個家系的例數(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。

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)對數(shù)轉化后成為正態(tài)分布，表中顯示的是原始資料的結果，而兩個家系間的比較應用的是對數(shù)轉化后的結果。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。

2.3LTL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(shù)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(shù)為(n=1 410，r=-0.302，P=0.000)，女性為(n=964，r=-0.335，P=0.000)；控制性別的偏相關分析顯示四個家系各自的LTL與年齡的相關系數(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(shù)量明顯多于男性，本次調查也顯示長壽女性的數(shù)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(yōu)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(yōu)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〕。Atzmon等〔11〕對德系猶太百歲老人的研究發(fā)現(xiàn)，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(yōu)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(huán)境等因素的影響。長壽家系在巴馬地區(qū)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(qū)的長壽家系多為散發(fā)，遺傳背景相對復雜，工業(yè)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(xiàn)了明顯變化，說明環(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(xiàn)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粒縮短，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(qū)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。

4參考文獻

1Epel ES，Blackburn EH，Lin J，etal.Accelerated telomere shortening in response to life stress〔J〕.Proc Natl Acad Sci USA，2004；101(49)：17312-5.

2Benetos A，Okuda K，Lajemi M，etal.Telomere length as an indicator of biological aging：the gender effect and relation with pulse pressure and pulse wave velocity〔J〕.Hypertension，2001；37(2 Part 2)：381-5.

3羅曉秋，吳華裕，劉承武，等.巴馬地區(qū)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(qū)長壽家系口腔粘膜細胞端粒長度的研究〔J〕.中華老年醫(yī)學雜志，2013；32(9)：1013-6.

5Slagboom PE，Droog S，Boomsma DI.Genetic determination of telomere size in humans：a twin study of three age groups〔J〕.Am J Hum Genet，1994;55(5)：876-82.

6Kimura M，Hjelmborg JV，Gardner JP，etal.Telomere length and mortality：a study of leukocytes in elderly Danish twins〔J〕.Am J Epidemiol，2008;167(7)：799-806.

7Njajou OT，Cawthon RM，Damcott CM，etal.Telomere length is paternally inherited and is associated with parental lifespan〔J〕.Proc Natl Acad Sci USA，2007;104(29)：12135-9.

8Tabatabaie V，Atzmon G，Rajpathak SN，etal.Exceptional longevity is associated with decreased reproduction〔J〕.Aging (Albany NY)，2011;3(12)：1202-5.

9Boyden SE，Kunkel LM.High-density genomewide linkage analysis of exceptional human longevity identifies multiple novel loci〔J〕.PLoS One，2010;5(8)：e12432.

10Njajou OT，Hsueh WC，Blackburn EH，etal.Association between telomere length，specific causes of death，and years of healthy life in health，aging，and body composition，a population-based cohort study〔J〕.J Gerontol A Biol Sci Med Sci，2009;64(8)：860-4.

11Atzmon G，Cho M，Cawthon RM，etal.Evolution in health and medicine Sackler colloquium：Genetic variation in human telomerase is associated with telomere length in Ashkenazi centenarians〔J〕.Proc Natl Acad Sci USA，2010;107(Suppl 1)：1710-7.

〔2014-10-11修回〕

(編輯郭菁/徐杰)