NNMT基因多態性與運動能力的關聯分析

邱禮強　廖上桂

摘要：隨著生物信息技術的發展，基因工程技術被廣泛運用于運動員選材中，被相關研究人員所關注與重視。文章以分析煙酰胺N-甲基轉移酶（NNMT）基因多態性與運動能力的關聯為研究目的，選取了700名年齡段在18～21歲的漢族男性為研究對象，通過測試他們的一千米跑步成績，并結合所選取的標簽單核苷酸多態性位點進行分析，總結煙酰胺N-甲基轉移酶（NNMT）基因與運動能力的關聯性。

關鍵詞：NNMT基因多態性；運動能力；關聯

一、煙酰胺N-甲基轉移酶（NNMT）簡介

近年來，越來越多的體育科研相關工作者開始關注基因變化對運動員運動能力所造成的影響，并進行了許多關于基因多態性與運動能力方面的研究，煙酰胺N-甲基轉移酶（NNMT）基因多態性與運動能力的關聯也逐漸成為了體育科研相關人員的重點研究對象[1]。

煙酰胺N-甲基轉移酶（NNMT）是人體中重要的甲基化酶，能夠參與肝組織的解毒反應，在肝臟中具有較高的活性，同時在心、腦、骨骼肌、腎、肺等多個器官組織中均有表現。NNMT的生理作用是以S-腺苷甲硫氨酸為甲基供體，經過催化的作用，形成煙酰胺的甲基化，進而生成甲基煙氨酸。因為它是以NAD+的方式，直接參加糖、脂肪、蛋白質這三大能量物質的代謝過程，它的表現水平會對有機的能量代謝，產生重要的作用和影響。通過一系列的研究表明，它的甲基化速率與和身體成分的新陳代謝，有著一定的關聯性。同時，煙酰胺N-甲基轉移酶（NNMT）因其能夠參與眾多藥物與外源性化合物的生物轉化，是腫瘤疾病相關研究人員的重點研究對象之一，被廣泛應用于腫瘤及代謝相關性疾病的治療中，發揮著重要的作用[2]。

二、煙酰胺N-甲基轉移酶（NNMT）基因多態性與運動能力的關聯實驗研究

（一）研究對象

研究選取了來自全國不同省份或直轄市的身體健康，非體育專業的且沒有受到過專門的體育訓練的700名普通男性學生，年齡在18～21歲之間，身高在172～178cm之間，體重在65～77kg之間，且所有參與研究的男性學生均為漢族。

（二）儀器的選取

研究主要選取的實驗儀器有：Norwalk，CT.06859 USA生產的型號為MJ PTC-200以及Gene Amp PCR system 9600的PCR儀、上海復日科技有限公司生產的型號為FR-200A的全自動紫外與可見分析裝置與生物電泳圖像分析系統、北京君意東方電泳設備有限公司生產的型號為JY600+的電泳儀、ABI生產的型號為PRISM 3730的測序儀，以及-80°冰箱一臺。

（三）研究方法

首先，讓700名參與研究的男性學生進行1000米與50米跑步測試，并記錄跑步成績，將跑步成績按照名次的前后進行排序，分別分為1000米較好組、1000米對照組、50米較好組、50米對照組。1000較好組中成員為1000米跑步成績排名中前25%，1000米對照組中成員為1000米跑步成績排名的前25%～75%中隨機抽取的119名，75%以后的成績較差的學生被淘汰，50米較好組與對照組與1000米較好組與對照組的分組方法相同。經過統計，1000米較好組中成員的1000米跑步時間為220.33秒～235.34秒，1000米對照組中成員的1000米跑步時間為266.21秒～290.11秒，50米較好組中成員的50米跑步時間為6.45秒～7.21秒，50米對照組中成員的50米跑步時間為7.30秒～7.90秒。最終確認CC112人，GG116人，CG119人，CC+GG118人，CC+CC120人，GG + CG115人。

運用基因多態性研究的常見方法，通過千人基因組計劃數據庫查詢，獲取CHS與CHB的煙酰胺N-甲基轉移酶（NNMT）基因的單核苷酸多態性數據，并進行數據篩選，將最小等位基因頻率大于0.05的單核苷酸多態性數據制成連鎖不平衡圖譜，通過圖譜中的數據對比選取每個單倍域中r2≥0.8，同時LOD>3的單核苷酸多態性數據，并將其中r2最大的單核苷酸多態性作為單倍域標簽單核苷酸多態性。最終共選取的19個標簽單核苷酸多態性作為研究的基因性分析目標位點，大體上能夠反應漢族煙酰胺N-甲基轉移酶（NNMT）基因的DNA序列中所有的單核苷酸多態性信息。

對單核苷酸多態性位點的基因型進行檢測，通過聚合酶鏈式反應進行含有待檢測突變位點基因片段的獲取，再進行連接酶檢測反應，識別基因多態性位點，并根據測序儀電泳獲取檢測結果。多重聚合酶鏈式反應與多重連接酶檢測反應具體數據如表1、表2所示。

對檢測數據進行分析，并利用心肺功能分析儀測試，通過二次負荷跑臺運動法相對最大攝氧量，運用X-SCAN PLUS體成分分析儀測試身體成分，以得到參與研究人員身體肌肉比與肌肉發達程度，最終利用相關的軟件進行統計學處理。

（四）研究結果與分析

在1000米較好組與1000米對照組的基因型與等位基因頻率分布比較中發現，rs2256292是唯一與運動能力關聯顯著的煙酰胺N-甲基轉移酶（NNMT），通過對1000米跑步成績進行對比得知，運動能力由好到差排序為CC>GG>CG，且CC+CG與CG之間存在顯著差異（P<0.05），由此可明顯地看出rs2256292位點與1000米的運動能力之間具有關聯性。rs2256292不同基因型的1000米跑步測試成績對比表如表3所示。

然而，研究中并沒有找到與50米的運動能力顯著關聯的單核苷酸多態性位，出現這種情況的原因可能是因為煙酰胺N-甲基轉移酶（NNMT）基因對于機體具有較強的有氧代謝調控作用。由于煙酰胺N-甲基轉移酶（NNMT）基因有轉移SAM甲基的生理作用，能夠催化Nam的甲基化并產生NAD+的前提物質Me-Nam，而Nad+作為機體能量代謝的關鍵輔酶，能夠直接參與有氧氧化的全過程，當Nam甲基化對其水平造成影響時，會導致機體的能量代謝受到影響。另外，SAM除了作為煙酰胺的甲基供體，還是DNA發生甲基化時的甲基主要提供者，當煙酰胺N-甲基轉移酶（NNMT）基因水平出現變化時，也會對多種蛋白的基因表達造成影響。由此可見，煙酰胺N-甲基轉移酶（NNMT）基因多態性對1000米跑步運動能力的影響較為明顯，而對50m跑步運動能力的影響較小，其中rs2256292變異而造成的相對最大攝氧量以及身體成分變化時影響1000米運動能力的重要因素。

三、總結

綜上所述，通過對700名普通男性學生測試1000米與500米跑步能力，并進行基因多態性研究發現，煙酰胺N-甲基轉移酶（NNMT）基因多態性與運動能力的關聯性中，對1000米運動能力有顯著的關聯，并很可能是由于rs2256292變異所發生變化導致。文榮等人指出NNMT參加了脂肪酸的代謝過程及ATP的合成；Parsongs等人，通過實驗發現帕金森病人的腦神經細胞之中，NNMT的表現顯著上升，而且ATP的合成與ATP/ADP的比例，發生了顯著的變化。由此可見，對煙酰胺N-甲基轉移酶的研究，便顯得尤為重要。為此文章對NNMT基因多態性與運動能力的關聯進行了深入分析，但因研究不夠全面，需要相關的研究人員共同探索，使該領域的研究前景更加廣闊。

參考文獻：

[1]楊若愚，王予彬，沈勛章，等.基因多態性與杰出運動能力[J].中國組織工程研究，2014，18（07）：1121-1128.

[2]陳偉.煙酰胺N-甲基轉移酶（NNMT）基因多態性與運動能力的關聯研究[D].江西師范大學，2016.

（作者單位：豫章師范學院）