運動鍛煉及雌激素受體-β基因多態性與老年女性骨質疏松的相關性

趙瑞朋 黎 飚 黃海玲 解繼勝 李 海 趙瓊芝

(百色學院體育學院，廣西 百色 533000)

·運動醫學·

運動鍛煉及雌激素受體-β基因多態性與老年女性骨質疏松的相關性

趙瑞朋 黎 飚1黃海玲1解繼勝1李 海1趙瓊芝1

(百色學院體育學院，廣西 百色 533000)

目的研究運動鍛煉及雌激素受體(ER)-β基因多態性與女性老年性骨質疏松(ADOP)的相關性。方法420例長期運動鍛煉老年女性和415例非長期運動鍛煉老年女性，定量超聲骨質密度儀檢測兩組右側足跟骨寬帶超聲衰減值，PCR-RFLP檢測兩組ER-β基因多態性。結果長期運動鍛煉組ADOP的患病率明顯低于非長期運動鍛煉組(P<0.01)。ER-β基因Rsa Ⅰ等位基因分布頻率在兩組中存在顯著差異(P<0.01)，r等位基因患ADOP的風險是R等位基因的1.565倍(OR=1.565，95%CI：1.270～1.928)。長期運動鍛煉組攜帶Alu Ⅰ酶切位點的a等位基因分布頻率明顯少于非長期運動鍛煉組(P<0.01)。結論長期運動鍛煉對ADOP有防治作用。ER-βRsa Ⅰ酶切位點的r等位基因可能是ADOP的遺傳易感基因。Alu Ⅰ酶切位點的a等位基因是對運動鍛煉的敏感基因。

運動鍛煉；雌激素受體-β；多態性；老年性骨質疏松

老年性骨質疏松(ADOP)可出現身體多部位疼痛，骨骼變形，甚至出現骨折，嚴重影響老年婦女的生活質量和身體健康。ADOP是與年齡、遺傳、種族及運動鍛煉(生活習性)相關的多基因疾病，有報道雌激素受體(ER)-β基因多態性與骨質疏松(OP)具有相關性〔1〕，但ER-β基因多態性與運動鍛煉因素在ADOP 中的關聯性未見報道。本課題從基因和運動鍛煉的角度，探討ER-β基因多態性和運動鍛煉對女性ADOP的影響。

1 對象和方法

1.1研究對象 廣西百色地區不進行體力工作的城區老年女性，長期運動鍛煉組60～75歲老年女性420例，60～65歲259例，66～70歲134例，71～75歲27例，至少3年以上規律運動鍛煉，運動方式為廣場健身操和廣場交誼舞，每周至少3次，每次鍛煉40 min以上，運動后脈搏120次/min以上。非長期運動鍛煉組60～75歲老年女性415例，60～65歲256例，66～70歲133例，71～75歲26例。無運動鍛煉的習慣。兩組各年齡段數分布基本相同(P>0.05)。兩組均排除心、肝、肺、腎和內分泌等器官疾病，也無卵巢摘除，未服用對骨組織影響的激素等藥物，平素無濃茶、煙、咖啡等影響骨代謝的生活習性。

1.2骨密度(BMD)的檢測 用法國制造的定量超聲骨質密度儀測量右側足跟骨寬帶超聲衰減值(BUA)。每次測量前進行開機測量校對，由指定經過專門培訓的人員操作測定。

1.3BMD臨床意義的判定標準 BMD測量前進行常規體格檢查時測量身高和體重。按照國際OP協會和我國臨床OP的診斷標準，與本地區正常人群參考的骨峰值比較，BUA減少值<1.0為正常，1.0≤BUA減少值≤2.0為骨量減少(LBM)，2.03.0為重癥OP。本實驗將BUA減少值≤2.0設為正常組，BUA減少值>2.0設為ADOP組。

1.4ER基因多態性檢測 ①引物設計與合成：參照有關文獻設計一對引物〔2～5〕，擴增ER-β基因Rsa I位點上游引物：5′-TCTTGCTTTCCCCAGGCTTT-3′，下游引物5′-ACCTGTCCAGAACAAGATCT-3′。用于特異性擴增ER-β基因AluⅠ多態性位點的一段DNA引物序列為P1：5′-TTTTTGTCCCCATAGTAACA-3′，P2：5′-AATGAGGGACCACAGCA-3′，PCR產物片段長度為307 bp。②模板DNA提取：取抗凝全血100 μl加無菌雙蒸水100 μl混勻，加6 mol/L NaI 200 μl渦旋震蕩30 s，加等體積氯仿/異戊醇(24∶1)渦旋震蕩30 s，離心后取上清液加0.6倍體積異丙醇混勻，室溫(或4℃)靜置15 min，離心后沉淀以70%乙醇洗1次，晾干后溶于TE中，所提DNA經紫外分光光度計定量后，置-20℃保存備用。③PCR擴增及酶切：反應體系為50 μl，其中含10倍擴增緩沖液，dNTPs各200 μmol/L，引物P1、P2各0.4 μmol/L，模板DNA 0.1 μg。置熱循環儀(Bio-Rad型，Japan)中95℃預變性5 min，再加入TaqDNA聚合酶2.5 U。按下列程序循環35次：94℃變性30 s，55℃退火50 s，72℃延伸45 s，72℃末次延伸10 min。④擴增產物的限制性酶切：分別取PCR擴增產物10 μl，用10 U Rsa Ⅰ、8 U Alu Ⅰ于37℃酶切3 h。反應終止后產物經8%聚丙烯酰胺凝膠電泳，溴乙啶(EB)染色，染色后以DNA片段長度標準物為參考，紫外燈下觀察結果并拍照。

1.5統計學處理 應用SPSS18.0軟件進行χ2檢驗。

2 結 果

2.1BMD測量結果 非長期運動鍛煉組ADOP發病率為37.8%(157/415)，明顯高于長期運動鍛煉組26.9%(113/420，χ2=11.930,P<0.01)，非長期運動鍛煉組患ADOP的風險是長期運動鍛煉組的1.653倍(OR=1.653，95%CI：1.233～2.216)。

2.2ER-β基因型分析 使用Rsa Ⅰ酶切可使ER基因多態性區分出3種基因型：RR型(終產物為125 bp，31 bp大小的兩條帶)，Rr型(終產物為156 bp，125 bp，31 bp大小的3條帶)，rr型(終產物為156 bp大小的1條帶)；使用Alu Ⅰ酶切可區分出AA型(240 bp，67 bp)，Aa型(307 bp，240 bp，67 bp)，aa型(307 bp)。以上大寫字母均表示存在點突變而出現該酶切位點；小寫字母表示野生型，不存在該酶切位點。

2.3ER-β基因多態性在正常組與ADOP組的比較 ER-β的RsaⅠ等位基因頻率分布在正常組與ADOP組差異顯著(P<0.01)，r等位基因患ADOP的風險是R等位基因的1.565倍(OR=1.565，95%CI：1.270～1.928)。ER-β的AluⅠ等位基因頻率分布在正常組與ADOP組間無顯著差異(P>0.05)，見表1。

2.4ER-β基因多態性在四組之間的比較 Rsa Ⅰ位點：長期運動鍛煉組與非長期運動鍛煉組正常亞組，ADOP亞組間R、r 等位基因頻率分布無顯著差異(P>0.05)。AluⅠ位點：長期運動鍛煉組與非長期運動鍛煉組正常亞組間a、A等位基因頻率分布無顯著差異(P>0.05)。長期運動鍛煉組ADOP亞組攜帶a等位基因頻率分布明顯少于非長期運動鍛煉組(P<0.01)，見表2。

表1 正常組與ADOP組ER-β基因RsaⅠ、Alu Ⅰ多態性分布頻率〔n(%)〕

與正常組比較：1)P<0.01，χ2=17.817，OR=1.565，95%CI：1.270～1.928

表2 四組ER-β基因Rsa Ⅰ、Alu Ⅰ位點多態性分布頻率比較〔n(%)〕

與長期運動鍛煉組ADOP亞組比較：1)P<0.01，χ2=7.557，OR=1.774，95%CI：1.176～2.677

3 討 論

ADOP是一種與雌激素缺乏相關的骨代謝疾病，老年婦女卵巢功能的退化，雌激素分泌的減少，引起骨代謝異常，溶骨大于成骨，導致骨量逐漸減少，引起低骨量，骨量降低到一定程度就導致OP，因此，ADOP在女性中發病率遠高男性。雌激素通過ER介導對機體發生作用，ER具有遺傳基因多態性，其可影響對雌激素的介導作用，對婦女ADOP的發生、發展有重要的決定性作用〔6，7〕。由此近幾年來認為，ER 是與OP相關的最重要基因之一〔8〕。研究證實，運動能夠降低中老年婦女骨量的丟失，能顯著改善老年人的骨密度〔9～11〕。運動鍛煉對ADOP防治一般都有效果，但效果對不同個體差異較大，并且即使規律的長期運動鍛煉后仍有不可避免ADOP發生、發展的患者，這可能與基因多態性有關。

本實驗結果提示r等位基因可能是ADOP的遺傳易感基因，a等位基因是對運動鍛煉敏感的基因。運動鍛煉對攜帶ER-βAluⅠ酶切位點的a等位基因的婦女，有更為明顯的ADOP防治作用。如能經過進一步的流行病學、實驗室和臨床研究證實，在藥物治療ADOP時，可考慮個體差異(基因型)，在藥量和運動鍛煉上設計更個性化的治療方案，這將為老年婦女健康保健提供一種從基因角度結合運動鍛煉(即生活習性)來防治ADOP的新思路。

1章 秋，余敦敏，邵宜波，等.安徽地區絕經后婦女的ER 基因多態性與骨密度的相關性研究〔J〕.中國骨質疏松雜志，2006；12(4)：362，365-8.

2黃海玲，韋葉生，解繼勝，等.雌激素受體-β基因多態性與子宮內膜異位癥的相關性研究〔J〕.中華婦產科雜志，2005；40(9)：644-5.

3邵 華，李 艷，夏 虹，等.正常漢族人群雌激素受體β基因多態性的研究〔J〕.中國優生與遺傳雜志，2004；12(5)：21-3.

4邵 華，李 艷，張平安，等.雌激素受體β基因多態性與血脂水平的研究〔J〕.微循環學雜志，2006；16(1)：47-9.

5黃海玲，趙瓊芝，解繼勝，等.ER-β基因多態性與子宮內膜癌組織ER表達的相關性〔J〕.中國婦幼保健，2013；28(17)：2772-4.

6Obemayer PB，Chararas C，Kotschan S，etal.Genetic background of osteoporosis〔J〕.Acta Med Austriaca，2000；27(1)：18-20.

7Schuit SC，de Jong FH，Stolk L，etal.Estrogen receptor alphu gene polymorphisms are associated with estradiol levels in postmenopausal women〔J〕.Eur J Endocrinol，2005；153(2)：327-34.

8Tural S，Kara N，Alayli G，etal.Association between osteoporosis and polymorphisms of the bone Gla protein，estrogen receptor 1，collagen 1-A1 and calcitonin receptor genes in Turkish postmenopausal women〔J〕.Gene,2013；515(1)：167-72.

9Martyn-St James M，Carroll S.A meta-analysis of impact exercise on postmenopausal bone loss：the case for mixed loading exercise programmes〔J〕.Br J Sports Med，2009；43(12)：898-908.

10Kukuljan S，Nowson CA，Sanders KM，etal.Independent and combined effects of calcium-vitamin d3 and exercise on bone structure and strength in older men：an 18-month factorial design randomized controlled trial〔J〕.J Clin Endocrinol Metab，2011；96(4)：955-63.

11Kelley GA，Kelley KS.Dropouts and compliance in exercise interventions targeting bone mineral density in adults：a meta-analysis of randomized controlled trials〔J〕.J Osteoporos，2013;2013：250423.

〔2016-07-27修回〕

(編輯 曹夢園)

R580

A

1005-9202(2017)18-4609-03；doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2017.18.084

國家自然科學基金項目(81560362)；廣西自然科學基金(2014GXNSFAA18178，2010GXNSFA013268，2013 GXNSFAA019241)；2013年校地校企共建科技創新平臺立項建設項目-桂西地區少數民族基因多態性研究平臺(2013年)；廣西中醫藥科技專項課題(CZPT13-47)；廣西教育廳科研項目經費資助(200103YB115)；廣西教育廳立項課題(201106LX432，2013LX105)

1 右江民族醫學院基礎學院

黃海玲(1972-)，女，碩士，教授，碩士生導師，主要從事雌激素依賴性疾病研究。

趙瑞朋(1984-)，男，碩士，講師，主要從事體育教學訓練和運動康復保健研究。