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1、2018/9/28,长寿研究报告,杨 泽1 孙逸平1 吕泽平2 郑陈光2 陈进超31.卫生部北京医院，卫生部老年医学研究所， 2.广西壮族自治区江滨医院， 3.巴马瑶族自治县旅游局,讲课大纲,遗传因素对长寿的影响 巴马人长寿基因研究 .巴马人长寿环境研究,巴马长寿老人患病和死因分析 衰老基因表达谱与热量限制可引起衰老延缓的证据 心理特点 基因与环境因素的交互作用,素有世外桃源之称的广西巴马地区是世人公认的世界第五长寿乡。因为这里生存有大量的百岁老人。他们中年龄最大的曾达141岁。 在我们实地考察中目睹了103110岁的老人，仍然具有良好的生活自理能力，头脑清晰，且多与子孙们生活在一起，生存质量
2、好。,世界长寿之乡国际自然医学会，2004,俄罗斯高加索 百岁率 62/100 000人 巴基斯坦罕萨 百岁率 47/100 000人 厄瓜多尔比尔卡班巴 百岁率 40/100 000人 中国新疆和田 百岁率 51/100 000人 中国广西巴马 百岁率 35/100 000人,有新近资料(1994)表明巴马县百岁以上人口率(长寿率)为35人/10万，在长寿人群聚集的盘阳江两岸百岁老人多达80100人/10万。而全国总体水平仅为2.19人/10万。,巴马人长寿之谜?,是归因于遗传还是归因于环境因素? 经过对巴马地区和长寿相关因素的考察以及参阅现有的数据资料进行系统分析，发现尚有许多空缺和有待深
3、层次探讨的问题，回答这些问题，将有助于深刻理解巴马人长寿的实质性原因。,Herskind(1996) 丹麦人群基础上的长寿遗传研究，共计对2872名出生于1870到1900年的双生子人，探讨了遗传优势(基因位点间无相互作用引起的累加遗传作用)和环境因素(个人特异的，非家族共有的因素)的关系，长寿遗传度为，男性0.26,女性0.23。证明了长寿的遗传性。,长寿的单基因家族性研究提示长寿有显著的遗传作用。 Tanaku(1998)报道了由于线粒体DNA5718位C到A的颠换，引起了NADH脱氢酶第二亚单位基因由leu到met的置换。这一突变在日本百岁老人中明显高于一般人群。 长寿老人中这些基因突变
4、是有意义的，不仅有利于长寿，而且也可防止和降低成人期发生疾病。,目前对长寿基因的研究发现，在人类进化期间增加长寿的概率涉及到少数位点等位基因的置换(Cutler， 1995)。,遗传因素对长寿的影响,详细内容,Soma,Germline,Insulin-like ligand,DAF-2,DAF-16,Longevity,长寿受遗传因素影响是有很多科学依据的,如近来研究线虫发现，基因控制着衰老过程, 至少有6个和增加寿命有关的基因，其中某些基因突变后可明显延长寿命6倍。,A. 巴马人长寿的遗传学证据,对长寿家族的研究也证明了遗传因素的重要性。在西德63长寿老人有家族长寿背景，我国长春30的长寿
5、老人有家族长寿背景。 经分析发现，巴马长寿因素中表现出明显遗传倾向的证据有家族聚集性，民族性，姓氏和地区性等。,长寿家族遗传史,巴马地区长寿老人表现出家族聚集性，有亲属长寿关系者占60以上。一些外迁巴马家族在外地仍保有长寿的家属成员。在长寿区相同的环境和生活条件下，长寿家族比非长寿家族寿命明显延长。,长寿先证者(244人) 表型信息,AGE HR SBP DBP Height NTL child ALP WHR Mean 94.1 77.6 146 85.4 142.5 26.8 4.3 41.4 0.9 Std.d 4.87 8.41 23.64 12.72 10.19 6.63 2.38
6、7.99 0.07,*the Pearson coefficients between traits was significant at p0.05 level; *the Pearson coefficients between traits was significant at p0.01 level.,地区特点,由于巴马四面环山，交通不便，相对封闭，自古以来移民进入者较少，使这里人民的基因库(genepool)相对纯净。作为对长寿环境适应性选择，保留下来的基因，经父母传递下来，从而使这里的长寿者越来越多，也是可能的原因之一。,另一与遗传因素有关的证据是姓氏，据我国百家姓姓氏起源，和中国
7、科学院遗传学研究所姓氏遗传树(遗传距离)分析，同一姓氏源于同一民族，具有更短的遗传距离和更多的遗传相似性. 根据巴马县第四次人口普查数据，百岁老人共有22种姓，长寿人口数最多的姓是黄、韦、罗三姓，占长寿人数的54，百岁老人的46，其中黄姓长寿人数为31，百岁老人占17，韦姓次之，长寿和百岁者分别为14、23，罗姓排第三位，分别为9和6。其它长寿的姓氏依次为兰、梁、卢、苏、覃、蒙等。,姓氏特点,长寿现象是体内外环境漫长岁月中对人体综合影响的结果，从遗传角度看，应是受多基因控制。 从目前对巴马长寿人群的遗传因素分析来看，上述4个特点表明了遗传因素的重要性。所以应继续深入探讨以破解巴马长寿之迷。,（
8、家系11-13）,（家系20-21）,图1 巴马平安村两个有长寿老人和家族史的大家系,EBV转化长寿老人B淋巴细胞成功后，永生细胞分裂成团簇状,2018/9/28,B.巴马人长寿基因研究,长寿遗传标志 一般认为：ApoE等位基因2与人类长寿相关，而4与不长寿者相关。 Schachter F, Faure-Delanef L, Guenot F, et al. Nat Genet 1994;6:29-32.,ApoE基因PCR扩增的引物序Sense:5-acagaattcgccccggcctggtacac-3 Antisense:5-taagcttggcacggctgtccaagga-3 热循环
9、参数95，预变性10min；95,1min，64,1min，72, 1min循环34次；再在72延伸5min。,1 2 3 4 5 6 M,2/2,2/3,2/4,3/3,3/4, 4/4,研究中的思路和策略,先去除长寿家系人群中年龄增长与ApoE基因变异的混淆，然后经过与当地自然人群（60-80岁）对照比较，找出与长寿组ApoE基因的差别， 再经过与北方自然人群的对照证实，最后混合2组再次证明这些差异的存在不是因为当地基因的混入，而纯是与长寿相关的基因。 同时，依照大脑衰老是终极衰老的观点，选择当地AD患者组进行比较，再从另外角度证明前述筛选的ApoE基因的差别确与长寿相关。,长寿组与其年龄
10、59岁家人匹配，进行年龄对照分析。对比两组ApoE六种基因型频率和三种等位基因频率均无统计学差异。,经过亲属配对的年龄对照研究，不仅去除了年龄增长的混杂，而且表明长寿的遗传物质与年龄增长相互独立，是属于保守性，可世代传递的祖先基因。,长寿与自然对照之间六种基因型频率对比时显示，纯合子2/2、3/3频率显著升高（P0.05）。风险分析显示出2/2和3/3基因型与长寿有关联。,最后，以人类极端衰老的典型AD痴呆患者为对照，与长寿组比较进一步证实了上述筛选出的长寿相关基因。,长寿AD患者的ApoE基因比较，显示出典型的格局比较再次表明：2/2、3/3纯合子基因型在长寿组显著升高，而3/4杂合子在长寿
11、组显著降低 OR和RR分析表明只有2/2和3/3纯合子基因型与长寿有关。,表1 ApoE基因型在长寿与不同对照组之间的OR值比较,由此，可以结论；我国广西巴马人群中的长寿相关基因为：2/2和3/3纯合子基因型，而与4等位基因无关。与西方人报道不同，单一等位基因2、3或4均与巴马人长寿无关。,与长寿人群关联的HLA II类等位基因,包括DRB1: 36个等位基因, D QA1: 7个等位基因, DQB1: 13个等位基因。,与长寿人群关联的HLA II类等位基因,allele 长寿/一般人群 PDRB1*0301 7.6/2.8 0.05DRB1*1201 5.9/2.2 0.05DQA1*01
12、02 43.3/27.8 0.05DQB1*0201 16.0/9.6 0.05,其中具有显著性差别的等位基因有4个，如下表：,2018/9/28,巴马长寿表型遗传连锁分析,杨泽 梁积英 吕泽平 史晓红 唐雷 卫生部北京医院， 卫生部老年医学研究所（100730）,Introduction,广西红水河流域长寿老人呈家族聚集性，而且有明显的父母长寿史，这些表型特点提示着与遗传背景相关， 为此，专题对部分基因组进行扫描，探索长寿易感性位点研究， 了解和说明广西红水河流域长寿现象之谜。,方法,采用同胞配对方法:100户长寿家系先证者和其同胞208人, 对4号染色体长臂进行了13个STR位点扫描。,受
13、试者,在广西巴马、东兰、都安县居住的以户口记录为准的100名94岁以上老年人为先证者 ， 其中壮族占90%，瑶族10%，男：女为1：9.2。 这些先证者及其同胞兄弟共约为208人，其同胞兄弟年龄需大于85岁以上者为本次研究对象。 所有人均签署有知情同意书。,连锁分析,提取DNA，采用96孔MJ 225仪进行PCR扩增，应用ABI Prism Linkage Mapping Set V.2和True Allele PCR Premix进行局部基因组扫描，在标准条件下进行测序，由华大基因中心完成。 每一个体样本DNA分型了13个单串联重复(STR)标记，平均杂合度0.7，平均标志密度3-10厘摩（
14、cM）。,质量控制,家系成员中无亲属关系者和半合子兄弟均被剔出； 孟德尔遗传分析时误差大太者被剔出。,数据分析,非参数分析应用Genehunter2.0软件。,结果-4号染色体局部的粗定位：,对100个长寿家系中208个体进行局部基因组扫描后，采用多点非参数和染色体上同胞共享IBD分析方法判别， 识别了4号染色体上在STR标志D4S1572和D4S406之间存在有高度连锁区域(MLS=2.67)，见图2。 阈值界定为MLS=2.0，以每一STR标志得分作一绘图点，绘制成线图。,图2 4号染色体多点lod分数基因组分析。,对4号染色体进行精定位,以平均每3cM一个标志的密度，共计7个标志; 在围
15、绕高峰的20cM区域中扫描; 发现标志D4S1564有最高的MLS为3.65。,表 4号染色体上与长寿相关的STR标志,模拟分析,为计算4号染色体连锁的意义，拟假设各家系杂合标记之间没有连锁，进行模拟分析。 按精细作图条件，每3cM1个标志，进行1000次模拟分析，其中仅有44次MLS大于3.65 (P=0.044) 。 在显性模型下，有最大杂合性对数lods(hlod)为3.3，约有57%的家系有连锁；在隐性模型下，有45%的家系有连锁，hlod分数为2.9。 4号染色体精细定位和模拟分析下的定位标志位点均为D4S1564。,讨论 - 可能的遗传机制,94岁以上者比86岁组老人，在STR位点
16、D4S1564的Odds值要高1.64倍，这可能是与长寿相关的常见多态性位点之一。 长寿表型的首要条件是，长寿者的遗传背景之中缺乏老年相关疾病的易感基因多态性。 如，2004年在红水河流域的长寿老人研究中发现ApoE4等位基因频率显著减少，因为这一基因也是老年痴呆、心脑血管疾病、糖尿病等的相关基因。 遗传机制可能是因为基因可以控制推迟一个人的衰老速度，从而推迟了长寿者与年龄相关疾病的易感性。,策略和效率,过去我们是通过生物信息学方法，预先挑选出最可能与长寿相关基因，作为候选基因进行case-control研究，然后假设这一基因如ApoE，可能影响衰老进程。 但这类研究的缺点是猜到那些已知和未知影响衰老的重要基因正确性的概率太低，以至于绝大多数研究报道多为阴性结果。 所以，改变策略，选用连锁分析可能显著改善关联研究的效率，有更大可能识别到包括显著与延长寿命相关的多态性位点区域的概率。,
