cntf基因 A/G 多態性作為部分冰雪體能主導類項群運動員早期選材的相關性研究

李麗 周桐希

摘 要：目的：探尋cntf基因A/G 多態性與東北地區部分冰雪體能主導類項群運動員早期選材的相關性。方法：選取東北地區短距離速度滑冰等六個項目共106名優秀運動員為實驗組（分為速度型組和耐力型組），普通高校大學生155 名為對照組。采用分子生物學PCR-RFLP的方法對其進行測定，對所得的數據進行統計學分析。結果：對照組與速度型組相比cntf基因A/G多態性的基因型頻率χ2=6.721，P=0.035（P<0.05）;等位基因頻率χ2=4.118，P=0.042（P<0.05）。結論：cntf 基因A/G 多態性可能成為部分冰雪體能主導類速度型項目運動員早期選材的指標，可為我國冰雪運動員的早期選材提供數據參考。

關鍵詞：冰雪運動;體能主導類項群;運動員選材;分子標記;cntf 基因A/G多態性

中圖分類號：G808

文獻標識碼：A

文章編號：1008-2808（2021）02-0025-06

Abstract：Objective：to explore the cntf gene A/G polymorphism as the early selection of athletes in the physical leading athletes of ice-snow of northeast region.Methods： Event group include 106 athletes in northeast region were selected as the experimental group （divided into speed type group and endurance type group）.155 college students were selected as the control group.The molecular biology PCR-RFLP method was used to measure the data，and the data were statistically analyzed.Results： compared with the control group，the genotype frequency of cntf gene A/G polymorphism in velocity group was χ2=6.721，P=0.035 （P<0.05）; allele frequency was χ2=4.118，P=0.042（P<0.05）. Conclusion： the A/G polymorphism of cntf gene may be used as an index for early selection of speed type athletes in ice-snow sports， which can provide data reference for the early selection of ice-snow athletes in China.

Key words：Ice-snow sports; Physical dominant event-group; Athletes selection; Molecular markers; cntf gene A/G polymorphism

多年的研究和實踐結果顯示：先天優勢和后天努力是獲得優異運動成績的關鍵，并且對于部分運動員來說即使付進行了嚴格艱苦的訓練也很難躋身到世界領先行列，這一部分是由于每個人所攜帶的遺傳素質基因各不相同，也就是運動天賦的差異。另一部分是所處的運動項目不同，也就是項群類別不同。雖然我國運動員的選材已從早期的經驗選材法[1]逐步過渡到生理生化等科學化的選材法，但這些方法仍然存在較大的誤差。近些年分子生物學技術的興起使得國內外學者在運動相關基因領域得以開展大量研究，并且收獲的諸多有意義的研究成果。

Ciliary Neurotrophic Factor即睫狀神經營養因子，對神經細胞的損傷修復有著關鍵作用。國外對cntf的研究領先于國內很多年，并且在該基因的研究中取得了很多成就。IpNY等[2]在對cntf缺陷型鼠研究時發現該基因對運動神經元的生長發育可以起到關鍵作用;Marques MJ[3]研究發現cntf能促進正常肌肉中的運動神經元再生。把cntf作用于體內受損的肌原細胞時，cntf會加速肌管分化，增加肌纖維總量，推動肌肉再生。Roth.S.M [4]的研究顯示：AG型人群的肌肉力量和質量伴隨牽張反射速率的提高比GG型人群要多，cntf基因A/G多態性與力量素質有關，可以作為運動員基因選材的指標之一。Gassen M[5]覺得cntf基因能對于神經元退行性喪失所引起的疾病可以起到醫治效果。不難看出，國外諸多研究結果都顯示cntf基因和力量素質關系密切，且能夠成為運動員基因選材的指標。

國內對cntf的研究更多的集中在體能訓練對動物cntf 表達的作用、受損神經修復、人體的身體素質以及運動員選材等方向。韓偉、李麗[6]的研究表明：越野滑雪運動員cntf基因的多態性和其受試者的力量素質之間無顯著關聯。李立青等[7]研究則證實了cntf基因與運動員的運動能力有關聯，且不同類型的基因型與個別生化指標之存在顯著性差異。楊曉林等[8]發現cntf基因的GG基因型能夠成為我國舉重項目的指標。但是由于我國冬季項目開展較晚，目前cntf基因與我國冬季項目運動員身體素質之間的研究相對較少，其研究在夏季項目中開展較多。

隨著科技的發展基因選材是當前相對科學的一種選材方式，但是其準確性與大量的實驗數據密不可分。在現階段，我國基因選材工作在冰雪項目中尚未全面開展，尤其是在2015年之前，我國很多冰雪項目尚未建立專業的運動隊，且相關專業人士較少，使得很難展開全面的研究。2015年冬奧組委正式宣布我國將承辦第二十四屆冬奧會，使得我國對冰雪項目選材和訓練工作更加重視，雖然我國現在已具備一批擁有世界水平的頂尖運動員，但后備人材的短缺始終阻礙著我國冰雪項目的長期發展[9]。因此借助現有優秀運動員來進行相關選材指標特別是基因選材指標的制定，對于我國創建優秀冰雪項目運動員選材模型有著重要的實踐意義。本研究意在探討cntf基因與冰雪項目體能主導類運動員基因選材之間的聯系，并為我國冰雪項目科學化選材體系的構建做前期積累工作。

1 實驗對象與方法

1.1 實驗對象

東北地區漢族短距離速度滑冰等六個項目優秀運動員為實驗組（分為速度型組和耐力型組），普通高校大學生為對照組。

實驗組：東北地區漢族短距離短道速滑運動員22名（男子12名、女子10名）、短距離速度滑冰運動員38名（男子14名、女子24名）、單板障礙追逐運動員12名（男子5名、女子7名）、單板平行大回轉運動員12名（男子5名、女子7名），四個項目共84名（男子36名、女子48名）優秀運動員為速度型組;越野滑雪運動員名（男子5名、女子5名）和北歐兩項運動員名（男子9名、女子3名），兩個項目共22名（男子14名、女子8名）優秀運動員為耐力型組。所有運動員年齡均在20±4歲，平均運動年限8±2年，且均達到國家二級運動員及以上標準。

對照組：選取參加全國普通高等考試的非體育專業新生，且在參與本試驗前未參加過系統的體育訓練。運動人體科學專業與體育人文社會學專業本科生共155 名（男子73名、女子82名）。所有測試人員年齡均在20±4歲。

本實驗受試者均為中國北方漢族，且進行本實驗時所有人員均身體健康，無任何重大疾病。

1.2 實驗內容

采集實驗組和對照組受試者的血液樣本，利用PCR-RFLP的方法進行cntf基因A/G多態性的測定。

1.3 主要實驗儀器

PCR擴增儀（德國艾本德股份公司GSX1）、電泳儀（北京市六一儀器廠DYY-6D）、凝膠成像系統（美國Protein Simple公司Alphaimager Mini）。

1.4 主要實驗試劑

全血 DNA 攝取試劑盒（普洛麥格公司）、Green Master Mix（普洛麥格公司）、Nuclease-Free Water（普洛麥格公司）、cntf-F/R（哈爾濱新海基因檢測有限公司）、Buffer C 10X Buffer（普洛麥格公司）、HeaⅢ（普洛麥格公司）、TBE Buffer 10X（北京普利萊基因技術有限公司）、Agarose LE（青島生工生物科技有限公司）GelRed Nucleic Acid Gel Stain（美國Biotium公司）、500 bp DNA Ladder （天津潤泰科技發展有限公司）。

1.5 實驗操作主要過程

（1）對照組和實驗組的基因型頻率分布運用基因平衡定律（Hardy-Weinberg，H-W）進行檢驗，確定所測人群的群體代表性，利用遺傳學統計方法對cntf基因不同多態性的頻率和等位基因進行整理（見圖1）。

（2）用 SPSS 24 for Windows統計學軟件對受試者的基因型和等位基因頻率進行卡方檢驗，P<0.05代表具有顯著差異，P<0.01代表具有極其顯著差異。

2 cntf基因A/G多態性的實驗結果

2.1 判斷cntf基因的A/G多態性

睫狀神經因子cntf基因能夠促進感覺、運動和交感神經元存活，在神經系統發育、分化和損傷修復過程中發揮重要作用。它屬于白介素6家族的一種細胞因子。人的cntf基因定位第11號染色體長臂近端，由兩個外顯子和一個1kb 左右內含子組成。圖2可見，本實驗使用HaeⅢ酶切后所得到產物經瓊脂糖凝膠電泳后，在紫外燈下即可呈現出三種帶型：AA純合型：單一134bp條帶;

GG純合型：94bp和40bp兩條條帶;

AG雜合型：134bp、94bp和40bp三條條帶。

因此，cntf基因在此多態位點可分為AA、AG和GG三種不同的基因型。

Marker電泳條帶：Lane 1（由上至下分別為2000 bp、1000 bp、750 bp、500 bp、250 bp、100 bp）

純合子AA電泳條帶：Lane 3、5、6

純合子GG電泳條帶：Lane 2、4

雜合子AG電泳條帶：Lane 7、8、9

PCR 產物電泳條帶：Lane 10

2.2 實驗組和對照組cntf基因A/G多態性基因型頻率的平衡檢驗

經過Hardy-Weinberg平衡檢驗，對照組P=0.191（P>0.05）、速度型組P=0.001（P<0.05）、耐力型組P=0.245（P>0.05）。實驗組和耐力型組cntf基因A/G多態性頻率分布符合遺傳定律;速度型組cntf基因A/G多態性頻率分布不符合遺傳定律，沒有代表性，由于優秀運動員人數較少，屬特殊人群，不能完全套用定律，進行統計分析時不影響結果的判斷。具體見表1。

對照組的cntf基因A/G多態性的基因型頻率分別為：AA型20.00%、AG型41.94%、GG型38.06%;速度型組的cntf基因A/G多態性的基因型頻率分別為：AA型17.86%、AG型27.38%、GG型54.76%;耐力型組的cntf基因A/G多態性的基因型頻率分別為：AA型22.73%、AG型36.36%、GG型40.91%。由此可見，對照組的cntf基因A/G多態性分布頻率順序為：AG型>GG型>AA型;實驗組的cntf基因A/G多態性分布頻率順序為：GG型>AG型>AA型。

經卡方檢驗得出，與對照組相比：速度型組cntf基因A/G多態性的基因型頻率χ2=6.721，P= 0.035（P<0.05）;耐力型組cntf基因A/G多態性的基因型頻率χ2=0.256，P=0.880（P>0.05）。速度型組與耐力型組相比cntf基因A/G多態性的基因型頻率χ2=1.345，P=0.510（P>0.05）。由此可見，速度型組的cntf基因A/G多態性的基因型頻率與對照組相比有顯著性統計學差異。耐力型組的cntf基因A/G多態性的基因型頻率無論是與對照組還是速度型組相比均無統計學差異。具體見表2。

2.3 實驗組運動員cntf基因A/G等位基因頻率分布及卡方檢驗

對照組的cntf基因A/G多態性等位基因頻率分別為：A等位基因40.97%、G等位基因59.03%;速度型組的cntf基因A/G多態性等位基因頻率分別為：A等位基因31.55%、G等位基因68.45%;耐力型組的cntf基因A/G多態性等位基因頻率分別為：A等位基因40.91%、G等位基因59.09%。由此可見，無論是對照組還是實驗組的等位基因頻率均是G>A。

經卡方檢驗得出，與對照組相比：速度型組cntf基因A/G多態性等位基因頻率χ2=4.118，P= 0.042（P<0.05）;耐力型組cntf基因A/G多態性等位基因頻率χ2=0.000，P=0.994（P>0.05）。速度型組與耐力型組相比cntf基因A/G多態性等位基因頻率χ2=1.372，P=0.241（P>0.05）。可見，速度型組的cntf基因A/G多態性等位基因頻率與對照組相比有顯著性統計學差異。耐力型組的cntf基因A/G多態性等位基因頻率無論是與對照組還是速度型組相比均無統計學差異（見表3）。

3 分析與討論

3.1 實驗對象的選擇

在進行遺傳學的研究時，實驗對象的選擇會在很大程度上影響到實驗結果的可信度和代表性。本研究在實驗對象的選材上盡量避免可預見性的因素干擾，以求研究結果具有一定的代表性。

3.1.1 樣本量的選擇

本研究選取我國部分冰雪項目中體能主導類項群優秀運動員共計106名作為實驗組。我國冰雪運動與夏季項目相比受地域影響大主要集中于東北三省，經濟落后嚴重制約冰上運動的發展因此呈現起步晚，發展慢的特點。我國現役冰雪項目運動員人數與夏季項目運動員人數相比簡直是天壤之別，且其中很大部分都只是二、三線年輕運動員，這些運動員無運動級別，很少參加國內外大型比賽，不能稱之為優秀運動員。本研究所選取的優秀運動員均達到國家二級及以上水平，但由于部分項目開展較晚，目前達到優秀水平的運動員數量有限，尤其是耐力型組僅收集到22名優秀運動員的樣本，約為速度型組樣本量的26%，可能會對研究結果產生影響。但介于我國此項目的實際情況，為了避免由于運動員退役造成人才資源的浪費，先將所能研究優秀運動員的數據作為資料儲備。隨著我國冰雪項目的發展，參與的人數增多，相信終有一天會全面客觀地在此領域進行深入系統地研究。

3.1.2 地域和種族的選擇

Bautista.L.E[12]對黑種人、白種人及日本人進行基因多態性的研究，結果顯示：三種人的基因型和等位基因的頻率均具有顯著性差異。Montgomery.H[11]通過對高加索人群的研究發現該種族人群的基因型頻率有較高的重合度。尚旭亞[13]在對中國漢族男性軍人的研究中發現 cntf基因從種族單一性的選擇因素考慮，可以作為中國漢族男性軍人cntf基因 A/G多態頻率分布的代表，這說明種族對基因多態性影響至關重要。劉建[14]和高炳宏[15]分別對我國不同地區的普通漢族人群進行研究，發現不同地域的普通人群即使是同一國家的同一種族其基因型頻率也存在差異性，說明種族和地域是影響cntf基因多態性的因素。因此，進行基因多態性研究時要控制地域和種族等因素的變量，避免其對結果的影響。鑒于以上分析，本研究選擇的對照組與實驗組都是中國北方漢族，這樣的選擇可減少由于地域和種族對基因多態性的影響。

3.1.3 年齡層的選擇

多項遺傳學的研究都證明年齡可能會對研究結果產生影響[16]。張進[17]的研究顯示各年齡段之間的基因多態性存在顯著差異，且不同年齡段的基因多態性表達也有所不同。Rankinen[18]研究結果表明：受試者年齡的選擇也能影響其研究的結果。因此，在進行基因多態性的研究時需要考慮到年齡因素，避免對實驗結果產生影響。鑒于上述分析，本研究選擇的實驗組和對照組年齡都是16～24歲，這樣的選擇可減少年齡因素對基因多態性的影響。

3.2 cntf 基因多態性與運動能力

cntf基因對運動神經元的保護修復和作用[2]，可能是它與力量素質相關的原因之一。Roth Stephen.M[4]的研究結果表明AG型運動員的肌纖維在進行快速運動時要比GG型運動員產生更大的肌力。黃昌林等[19]通過對我國漢族男性軍人的握力進行測試，并未發現其AG基因型和GG基因型的力量與體指數之間的關聯性。韓偉等[6]對我國越野滑雪運動員的cntf基因進行實驗研究發現與普通人相比基因型頻率無顯著性差異。上述研究表明，關于cntf基因多態性的研究更多集中在身體素質方面，在優秀運動員選材方面的研究較少，缺少運動項目和實驗人數等方面的數據支持，還需要繼續系統和深入地進行研究[20]。

本研究中實驗組和耐力型組的cntf基因均具有群體代表性;而速度型組cntf基因不具有群體代表性，其原因可能是由于所選擇的實驗組屬于特殊的人群，他們的基因型可能受運動項目遺傳特性和能量代謝特點影響[21]，這一特征和現有的研究結果一致。

本研究將各實驗組與對照組做對比，發現速度型組運動員與對照組普通人相比無論是cntf基因A/G多態性還是其等位基因型頻率分布都存在顯著性差異（P<0.05），且實驗組的cntf基因A/G多態性分布頻率順序均為：GG型>AG型>AA型。可以認為：cntf 基因A/G 多態性可能成為部分冰雪體能主導類速度型項目運動員早期選材的指標。

4 結 論

cntf 基因A/G多態性在與速度型組的對比中存在顯著性差異，提示該基因多態性可能與項目類型有所關聯，可能成為部分冰雪體能主導類速度型項目運動員早期選材的指標。建議在之后的研究中擴大樣本量，細化至各個小項進行研究，以尋求cntf 基因A/G多態性與不同專項之間的關聯，為我國冰雪項目運動員早期選材體系的建立提供更為全面細致的數據基礎。

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