ACTN3 R577X多态性影响骨骼肌功能的分子机制探究

ACTN3基因常见的无义多态性(rs1815739,R577X)导致全球超过15亿人快肌纤维缺失α-辅肌动蛋白-3(α-actinin-3),使其发生功能改变。不同运动项目的优秀运动员ACTN3基因型分布频率与普通人群不同,ACTN3 R577X多态性与运动表现密切相关。为探究ACTN3 R577X多态性影响运动能力的分子机制,对α-辅肌动蛋白结构、ACTN3 R577X多态性及其与运动能力间的相关性进行了综述。研究发现,α-actinin-3缺失通过肌纤维蛋白组成、骨骼肌代谢特性、Ca^(2+)释放回收速率和信号传导通路等方面的分子机制影响骨骼肌功能以及ACTN3 R577X多态性诱导骨骼肌产生不同适应性进而影响运动表现。

ACTN3基因R577X多态位点研究进展

ACTN3是一种仅在II型快肌纤维中表达的分子,它能提供极其强大且快速的肌肉收缩功能。ACTN3 R577X位点是一种常见的多态位点,三种相应的基因型分别是RR、RX、XX,与耐力、爆发力、肌肉代谢、肌肉衰老及某些疾病等具有潜在关联性。检测该多态位点,明确个体ACTN3 R577X多态位点的基因型,有利于为运动员提供优化训练方案及阐明相关疾病的分子机制。本文将对ACTN3基因R577X多态位点的相关机制、检测方法、研究进展进行综述。

伊犁马ACTN3基因外显子多态性研究

旨在鉴定新疆伊犁马ACTN3基因外显子多态位点及其单倍型,分析不同单倍型对mRNA表达量和蛋白质结构的影响,为进一步探究其基因型与运动性能的关联奠定基础。以38匹伊犁马为研究对象,通过直接测序法筛选ACTN3基因多态性位点并进行基因型分析,并通过haploview 4.2软件进行单倍型分析;利用在线软件(RNAfold和sopm)进行生物信息学分析。结果表明,在伊犁马ACTN3基因的外显子中共发现了8个多态位点,其中T9059G为错义突变,其余均为同义突变;A6206G和A11517G之间存在强的连锁,其余各突变间也存在一定程度的连锁关系;构建出的14种单倍型中,单倍型H1(GGATCCCG)为优势单倍型,各单倍型使得ACTN3基因mRNA二级结构和最小自由能发生改变,且T9059G使得蛋白质二级结构改变。结果提示,T9059G突变位点影响ACTN3蛋白质的二级结构,可能是对伊犁马运动性能产生影响的重要功能位点。

ACTN3基因C1747T多态位点作为举重运动员选材用分子标记的可行性研究

目的:选取ACTN3基因C1747T多态位点进行解析,筛选中国举重运动员选材用分子标记。方法:提取94名中国北方汉族优秀举重运动员全血DNA,应用PCR-RFLP方法解析C1747T多态位点,通过χ2检验与206名普通对照组进行分析。结果:94名中国北方汉族优秀举重运动员的C1747T多态位点的基因型分布经χ2检验符合H-W平衡(χ2=2.04;df=2;P>0.05)。优秀举重运动员组与普通对照组ACTN3基因C1747T多态位点的基因型分布具有显著性差异(P=0.031,P<0.05),等位基因分布也具有显著性差异(P=0.022,P<0.05)。与普通对照组(CC基因型:31%;C等位基因:56%)相比,举重运动员组CC基因型(47%)以及C等位基因(66%)的出现频率较高。结论:我国北方汉族人群ACTN3基因C1747T多态位点的CC基因型和C等位基因与优秀的力量素质显著相关。可以将ACTN3基因C1747T多态位点的CC基因型作为中国北方汉族举重运动员的选材用分子标记。

中国北方汉族人群ACTN3基因多态性与有氧耐力关联研究

目的:探讨α-辅肌动蛋白-3(ACTN3)基因多态性与有氧耐力的关联性。方法:采用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性分析(PCR-RFLP)对123名中国北方汉族优秀长跑运动员(运动员组)与206名中国北方汉族普通大学生(对照组)的ACTN3基因的R577X单核苷酸多态位点进行多态分析和比较。结果:R577X位点的分布频率在运动员组与对照组之间无显著性差异。结论:中国北方汉族人群ACTN3基因R577X位点与有氧耐力不相关。

速度/爆发力相关基因ACTN3-C1747T多态性快速检测方法研究

目的:建立一种快速、灵敏的速度/爆发力相关基因——ACTN3-C1747T多态性速测方法。方法:Chelex法提取外周静脉血基因组DNA;采用等位基因特异性(allele-specific,AS)PCR法扩增目的基因,在AS引物3′端第2位或第3位引入错配碱基改进特异性;筛选AS多态引物,优化内参引物、多态引物的Tm值,引物浓度比例,PCR循环数等一系列扩增条件;PCR产物经琼脂糖凝胶电泳分析ACTN3-C1747T基因型。结果:AS-PCR可检测ACTN3-C1747T基因多态性,引入3′端第二个错配碱基可提高检测特异性,优化扩增条件更易于基因分型判断,PCR产物琼脂糖凝胶分型与DNA测序结果完全一致。结论:建立和优化的AS-PCR方法适用于快速检测ACTN3-C17基因多态性。

ACTN3基因多态性与运动能力和基因选材的研究

探讨运动基因ACTN3基因R577X多态性频率分布对运动能力的预测、评定以及科学选材的相关性。文中对测试组和对照组进行ACTN3基因R577X多态性分析,经检测,两组间ACTN3基因R577X多态位点分布频率符合Hardy-Weinberg平衡,均具有群体代表性。两组间ACTN3基因R577X基因型和等位基因频率差异均有统计学意义(P<0.05),腿部爆发力与ACTN3基因R577X,R等位基因有关,该位点基因可作为预测腿部爆发力的基因标记,从而为运动员基因选材提供参考依据。

ACTN3基因单核苷酸多态性与运动能力的关系及与生化指标的关系

目的研究辅肌动蛋白3基因(ACTN3)rs540874位点在优秀运动员和非运动员中的单核苷酸多态性,并测定所研究运动员的二十几项临床生化指标,包括谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、碱性磷酸酶(Alp)、葡萄糖(G)、肌酐(Cr)、肌酸激酶(CK)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)、钙(Ca)、总蛋白(TP)、白蛋白(Alb)、谷氨酰转肽酶(GGT)、尿素(UN)、尿酸(UA)、磷(P)、钾(K)、钠(Na)、氯(CL)、铁(Fe)、镁(Mg)、二氧化碳(CO2)和不饱和铁结合力(UIBC),看它们在rs540874位点的不同基因型运动员之间有无统计学差异。方法查询rs540874位点的基因序列,设计引物并送到公司合成。合成好引物后用Bakeman的GenomeLab SNPstream基因分型系统进行高通量检测,这种检测方法主要运用标签微阵列技术和单碱基延伸技术。然后用湿化学的方法在日立模块式7600分析系统上检测运动员的生化指标。结果得到了121个运动员和235个非运动员的ACTN3基因rs540874位点的单核苷酸多态性,且获得了运动员的二十几项生化数据,经过统计学分析发现rs540874位点在运动员和非运动员组中的TT、TC和CC3种基因型频率有统计学差异(χ2=22.4609,P=0.0000),T和C两种等位基因频率也有统计学差异(χ2=17.2693,P=0.0000),且TT、TC和CC3种不同基因型的运动员的生化指标Ca、Alt、GGT、CL、和CO2也存在统计学意义。结论ACTN3基因rs540874位点的单核苷酸多态性与运动能力有关,且不同基因型运动员之间其生化指标Ca、Alt、GGT、CL、和CO2有统计学意义。

ACTN3-C1747T、ACE-I/D基因多态性在运动员选才中的应用研究

目的探讨ACTN3-C1747T、ACE-I/D基因多态性在爆发力、耐力型运动员选才中应用的科学性。方法提取30名中国汉族中超联赛足球运动员全血DAN,应用基因测序或琼脂糖凝胶电泳法解析ACTN3-C1747T、ACE-I/D多态位点,χ2检验与60名普通人的对照组进行分析。结果ACTN3-C1747T、ACE-I/D多态位点的基因型分布经χ2检验符合H-W平衡(P>0.05)。运动员组与对照组ACTN3-C1747T多态位点的基因型分布差异具有统计学意义(P<0.05),等位基因分布差异也具有显著统计学意义(P<0.05),短跑运动成绩与基因型显著相关。ACE-I/D多态位点的基因型分布具有变化趋势,长跑运动成绩与基因型有一定的相关性,但不显著。结论我国汉族中超联赛足球运动员的ACTN3-C1747T多态位点的CC基因型和优秀的爆发力素质显著相关,可以作为中国汉族爆发力型运动员的选才分子标记;ACE-(I/D)多态位点的Ⅱ基因型与优秀的耐力素质有一定的相关性,可以作为中国汉族耐力型运动员选才分子标记的参考因子。

新疆维吾尔族运动员ACTN3基因R577X多态性研究

目的:研究新疆维吾尔族α-辅肌动蛋白-3(ACTN3)R577X多态性与运动能力相关性。方法:聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)法。结果:①维吾尔族普通人群ACTN3 R577X多态性频率符合H-W遗传平衡标准,有群体代表性;②速度力量型项目运动员RR基因型频率明显高于对照组(P<0.05);③耐力型项目运动员XX基因型频率高于对照组,但差异没有显著性(P>0.05);④足球运动员RR基因型频率高于对照组(P<0.05)而低于速度力量组。结论:ACTN3 RR基因型与维吾尔族速度力量素质呈显著相关;没有发现XX基因型与耐力型项目存在相关性,RR基因型亦可用于足球运动员选材的辅助因子。

ACTN3基因rs1815739多态性与中国青少年100 m短跑运动员运动能力的关联分析

目的:探讨我国青少年和优秀成年100 m短跑运动员ACTN3基因rs1815739多态位点基因型和等位基因频率分布的差异性,分析rs1815739多态位点与青少年100 m短跑运动员运动能力的关联性,并检验该位点作为分子标记在我国优秀100 m短跑运动员科学选材中应用的可行性。方法:选取102名青少年(12~17岁,二级运动员及以上)和68名优秀成年(年龄≥18岁,一级运动员及以上)100 m短跑运动员(均为北方汉族),采用飞行时间质谱和PCR-RFLP技术解析rs1815739多态位点,分析比较其与206名我国北方汉族普通大学生基因型分布特征。采集青少年运动员部分速度/爆发力素质测试数据,分析该位点与青少年100 m短跑运动员速度/爆发力素质指标的关联性。结果:1)青少年运动员组和优秀运动员组与对照组在rs1815739多态性位点基因型和等位基因频率分布上均有显著性差异(P<0.05),RR基因频率分别为48.0%、52.9%和30.6%,R等位基因频率分别为71.32%、68.14%和56.07%,运动员两组间基因型和等位基因频率分布无显著性差异(χ^(2)=0.399,P=0.819);2)青少年运动员组与对照组RR/XX OR=2.463(95%CI:1.17,5.21),RR/(RX+XX)OR=2.099(95%CI:1.29,3.42);优秀运动员组与对照组RR/XX OR=3.102(95%CI:1.26,7.66),RR/(RX+XX)OR=2.554(95%CI:1.46,4.47),运动员两组间3种基因型优势比较均无显著性差异(P>0.05);3)青少年运动员组中RR基因型30 m、60 m、100 m、立定跳远、立定三级跳远和后抛2 kg实心球测试成绩均显著优于XX基因型(P<0.05)。结论:我国青少年及优秀成年100 m短跑运动员在ACTN3基因rs1815739多态位点基因型和等位基因频率分布上存在一致性特点,该位点多态性与我国优秀青少年和优秀成人100 m短跑运动员速度和爆发力素质存在显著关联,RR基因型可作为我国该项目优秀运动员选材分子标记,但仍需扩大杰出运动员的样本量,进一步验证其科学性和可行性。

ACTN3基因R577X多态性与如皋地区汉族老年人群血脂水平的关联研究

目的探讨中国汉族老年人群中ACTN3基因R577X多态性位点与血脂水平的关联。方法本研究基于如皋长寿及衰老队列研究(Rugao Longevity and Ageing Study,RuLAS)的衰老子队列人群。基因分型采用Taqman MGB方法。血脂检测指标为总胆固醇(total cholesterol,TC)、三酰甘油(triglyceride,TG)、高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C),其切点依据NCEP ATPIII标准。通过协方差分析和Logistic回归分析,探究R577X多态性位点与血脂异常之间的关联。结果本研究共纳入1 618例样本(男性741例,女性877例)。协方差分析发现:在女性中RR、RX、XX基因型间TC和LDL-C水平差异均有统计学意义(TC:5.13、5.29、5.43 mmol/L,P=0.004;LDL-C:2.76、2.88、3.00mmol/L,P=0.004);在总人群中RR、RX、XX基因型间TG水平(1.34、1.43、1.37 mmol/L)差异有统计学意义(P=0.024)。Logistic回归分析发现,在总人群和女性中X等位基因的拷贝数增加与TC水平和LDL-C水平异常升高具有显著关联,总人群TC:OR=1.184,95%CI为1.030~1.361,P=0.018;总人群LDL-C:OR=1.332,95%CI为1.101~1.588,P=0.003;女性TC:OR=1.334,95%CI为1.102~1.616,P=0.003;女性LDL-C:OR=1.549,95%CI为1.208~1.986,P=0.001。调整其他协变量之后,以上关联仍然显著。结论在如皋地区汉族女性老年人群中,ACTN3基因R577X多态性与血浆TC、LDL-C水平相关。

上海市青少年运动员ACTN3 R577X基因多态性与爆发力素质及其表型指标的关联研究

目的:探讨ACTN3 R577X多态性与青少年运动员爆发力素质及其表型指标的关联性,并检验ACTN3 R577X作为分子标记在青少年运动员科学选材中应用的可行性。方法:选取上海地区青少年业余体校青少年运动员96名,其中男运动员58名,女运动员38名,根据项目特点分为爆发力组和耐力组;利用SNa Pshot SNP分型技术对采集的DNA样本进行基因分型。爆发力组运动员进行立定跳远、原地纵跳指标的测试。结果:青少年爆发力组运动员ACTN3 R577X基因型分布与青少年耐力组运动员(x^2=7.289,P<0.05)和对照组人群(x^2=6.831,P<0.05)均存在显著性差异;青少年爆发力组运动员的ACTN3 R577X等位基因频率与青少年耐力组运动员(x^2=7.498,P<0.01)和对照组人群(x^2=7.923,P<0.01)均存在显著性差异。在青少年爆发力组男、女运动员中,RR、RX基因型运动员的立定跳远和原地纵跳成绩都要显著性高于XX基因型的运动员(P<0.05,P<0.01)。结论 ACTN3基因R577X多态性与上海地区青少年运动员爆发力素质存在关联,ACTN3基因R577X多态性与立定跳远、原地纵跳等爆发力素质表型指标存在关联,ACTN3基因R577X多态性可以作为青少年速度力量型运动员选材的分子标记。

TaqMan-MGB法检测ACTN3基因R577X多态性

目的研制检测ACTN3基因R577X多态性的TaqMan-MGB探针方法。方法根据美国国立医学图书馆网站公布的人类ACTN3基因序列(rs1815739),设计检测ACTN3基因R577X多态性的特异引物和TaqMan-MGB探针,建立和优化实验条件。结果对98例西北大学汉族学生进行ACTN3基因R577X多态性检测,并对上述所有检测标本再进行碱基序列测序,两种检测方法的检测结果经Kappa分析,Kappa=0.99。结论两种检测方法结果一致性较好,建立了检测ACTN3基因R577X多态性的TaqMan-MGB法。

焉耆马ACTN3基因多态性及其与耐力赛速度的关联性分析

为探讨焉耆马ACTN3基因多态性与耐力赛速度的相关性,本研究通过直接测序法对35匹焉耆马ACTN3基因第1、15、20和21外显子进行多态性检测,并进行81 km耐力赛测试参赛马匹耐力赛速度,对各突变位点基因型与耐力赛各赛段及全程速度进行关联性分析。结果显示:参赛马匹中共检测出8个突变位点,其中2个外显子突变(C11304T和A11517G),且均为同义突变;除G9773A外其余各突变位点均为中度多态位点;2个外显子突变共有4种单倍型,其中TA为主要单倍型。G9773A突变位点AA基因型第三赛段速度显著快于AG基因型;G9789A突变位点AG基因型第一赛段速度显著低于AA基因型,第三赛段速度显著低于GG基因型;A9803G突变位点AG基因型第二赛段和全程速度均显著快于AA基因型;C11304T突变位点CC基因型第一赛段和第二赛段速度均极显著快于TT基因型,其全程速度显著快于TT基因型;A11517G突变位点AA基因型第一赛段、第二赛段及全程速度均极显著快于GG基因型,第三赛段速度显著快于GG基因型。CG/CA和CA/CA单倍型组合马匹的第一赛段、第二赛段速度及全程速度均极显著快于TG/TG单倍型组合。本研究表明,ACTN3基因为影响焉耆马耐力赛速度的重要候选基因之一,在今后耐力赛焉耆马的选育中可将C11304T和A11517G基因型作为其分子辅助标记,同时,初步确定这2个位点的优选组合为CG/CA和CA/CA基因型。

ACTN3基因多态性对大学生短跑爆发力的影响探究

目的:探讨ACTN3基因4个多态性位点的多态性对大学生短跑爆发力的影响。方法:选择高校在校生203人作为研究对象,根据50m短跑成绩分为4组,利用SNaPshot技术对所有研究对象单核苷酸多态性位点进行基因分型,利用统计学软件SPSS 25.0进行相关性分析。结果:4个多态性位点基因型在3个成绩分组中的分布频率未见差异(P>0.05)。结论:ACTN3基因4个SNP位点多态性与此次研究的大学生短跑成绩无显著关联。

ACTN3基因R577X多态性在运动项目选材中的应用

目的:探讨ACTN3基因R577X多态性频率分布在不同运动项目选材中的应用及相关性的研究。方法:应用荧光实时定量PCR法对西安体育学院112名一级和二级运动员与西北大学120名普通学生进行对比研究,分析ACTN3基因多态性频率分布特点。结果:ACTN3基因R577X多态位点分布频率符合Hardy-Weinberg平衡。ACTN3基因R577X杂合子R/X基因型频率为71.4%,纯合子R/R为22.3%,X/X为6.3%,R/X基因型显著性多于XX基因型(P<0.05),ACTN3基因R577X多态位点R等位基因频率为58%,显著高于X等位基因频率42%(P<0.05)。结论:ACTN3基因R577X基因型与运动能力相关,速度和力量性项目表现与577R等位基因相关,耐力性项目表现与577X等位基因相关,从而为运动项目选材和运动员的科学训练提供参考依据。

运动员血清睾酮水平与ACTN3基因R577X多态性关系

目的:探讨排球和篮球运动员血清睾酮水平与其ACTN3基因R577X多态性关系。方法:应用酶联免疫吸附测定(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)和聚合酶链反应-限制性片段长度多态性(polymerase chain reaction-restricted fragment length polymorphism,PCR-RFLP)分别检测排球运动员67名(男35名,女32名)和篮球运动员74名(男39名,女35名)血清睾酮水平和ACTN3基因R577X多态性,探讨两者之间的关联性。结果:运动员血清睾酮在ACTN3R等位基因组和XX纯合子组水平比较,均无统计学差异(男:RR:23.27±4.7,RX:22.78±5.0,XX:19.12±5.3 ng/ml,P>0.05;女:RR:1.26±0.57,RX:1.32±0.63,XX:0.94±0.48 ng/ml,P>0.05)。结论:运动员血清睾酮水平与其ACTN3基因R577X位点多态性不相关。

中国西南地区汉族运动员ACTN3基因多态性分析

研究对象是西南地区的成年人179名(汉族),其中专业运动员89人(举重23人,跳水29人,水球37人),优秀运动员(健将级)35人。无创提取受检者口腔黏膜基因组DNA,PCR扩增、电泳后,用凝胶成像系统分析ACTN3基因的多态性。结果:1.汉族普通人群组ACTN3基因型频率分别为:RR型0.3444、RX型0.5000、XX型0.1556,经Hardy-W e inberg平衡检验,达到遗传平衡(χ2=0.1232,P=0.7256),提示所选人群的资料对总人群具有代表性。2.运动员的ACTN3基因型频率分别为:举重运动员RR型0.2609、RX型0.6522、XX型0.087,跳水运动员RR型0.3448、RX型0.5517、XX型0.1034,水球运动员RR型0.4595、RX型0.324、XX型0.2162;差异具有统计意义(P<0.05)。优秀举重运动员中没有XX型,优秀跳水运动员中XX型占4.55%,而优秀水球运动员中XX型占11.11%,提示ACTN3蛋白的存在或缺乏与中国运动员不同运动技能的发展有一定关系。结论:ACTN3基因多态性分析对中国优秀运动员的选拔和培养有一定参考价值。

ACTN3基因多态性与运动技能的发展

人类ACTN3基因的多态性导致约10亿人缺乏ACTN3蛋白。ACTN3缺失并不导致肌肉疾病,提示ACTN3对于肌肉的功能并不是关键性的。ACTN2也许代偿了ACTN3的功能。但作为快肌纤维Z线的结构成分,ACTN3的存在可能有利于人类速度力量型运动技能的发展,ACTN3 RR基因型运动员的肌肉内II型快肌纤维多于XX基因型,对运动训练的反应性也强些。因此认为ACTN3是一个与肌肉爆发力有关的基因,它也许可以用于选拔优秀的速度或力量型运动员。但ACTN3缺乏是否给耐力型运动员带来好处还有待进一步研究。