阎影
长寿基因单核苷酸多态性
2025-7-9 11:57
阅读:250

            单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism,SNP)是指在基因组水平上,由于单个核苷酸(A、T、C、G)发生变异(替换、插入或缺失)而引起的 DNA 序列多态性,其中最常见的是单个核苷酸的替换(如 A 变成 G、T 变成 C 等)。若将基因组比作一本 “生命密码书”,书中的 “密码” 由 A、T、C、G 这 4 种核苷酸按顺序排列而成,那么 SNP 就如同这本书中偶尔出现的 “错别字”。比如,在某一页的同一位置,有些人的密码是 “A”,另一些人可能是 “G”,这种单个 “密码” 的替换就是 SNP。

 SNP 具有以下特点

普遍性:平均每 1000 个碱基对中约有 1 个 SNP,全基因组中已知的 SNP 位点约有 3000 万个。

双等位基因性:多数 SNP 位点仅有两种等位基因(如 A/G 替换),不同个体在该位点可能携带不同的核苷酸。

相对稳定性:SNP 在进化过程中较为稳定,可作为遗传标记用于基因定位、疾病关联研究等。

功能多样性:部分 SNP 位于基因编码区或调控区,可能影响蛋白质结构和基因表达水平,进而与寿命、疾病易感性、药物反应等表型相关。 

长寿基因 SNP 指的是在与长寿相关的基因中,存在单个核苷酸的变异(如 A 被 G 替换、T 被 C 替换等)。这些微小差异可能影响基因功能,进而与个体的长寿潜力或衰老相关表型产生关联。简单来说,就像不同人在“长寿基因”这串DNA密码中,某一“字母”存在的差异:比如有的人该位置是 A,有的人是G。这种差异可能使基因在调控细胞衰老、抵抗疾病、应对环境压力等方面的能力有所不同,从而间接影响一个人是否更容易长寿。需要指出的是,长寿是遗传、环境、生活方式等多种因素共同作用的结果,单个基因的 SNP 仅为其中的一部分影响因素。 

目前已知的与人类寿命相关的某些长寿基因SNP 

1. FOXO3 基因

FOXO3(叉头框转录因子 3)基因编码一种转录因子,其多态性与个体的寿命、衰老、疾病易感性等生理和病理过程密切相关。常见的 FOXO3-SNP 多态性如下:

·rs13217795(A/G 多态性):在长寿人群中更为常见(如日本、欧洲长寿队列)。携带 G 等位基因者可能具有更长的端粒长度,且与更低的年龄相关性疾病(如心血管疾病、阿尔茨海默病)风险相关。

·rs12212067(A/G 多态性):在部分长寿队列(如中国广西巴马长寿人群)中,G 等位基因频率显著高于普通人群。该变异可能通过调节 FOXO3 与其他衰老相关基因(如 SIRT1)的相互作用,影响细胞衰老进程。

·rs2764264(C/T 多态性):位于 FOXO3 基因的启动子区域,可能影响基因表达水平。携带 T 等位基因被认为是 “长寿相关等位基因”,它能通过增强 FOXO3 的转录活性,提升细胞对氧化应激的抵抗能力,减少衰老相关损伤。T 等位基因携带者的百岁生存概率更高,衰老相关炎症标志物(如 C 反应蛋白)水平更低。

·rs479744(C/T 多态性):T 等位基因可能与更好的 DNA 修复能力和抗凋亡能力相关,从而延缓组织器官衰老。

FOXO3-SNP 与长寿的相关性在亚洲人群中证据更显著,这可能与遗传背景和环境因素的相互作用有关。此外,衰老受多个基因共同调控,FOXO3-SNP 的效应需与其他长寿相关基因(如 APOE、SIRT6)结合,才能更准确地预测衰老风险。 

2. IGF1R 基因

IGF1R 是胰岛素 / IGF-1 信号通路(IIS 通路)的核心受体,该通路在生长发育、代谢调节和细胞衰老中起关键作用。IIS 通路活性降低可能通过延长细胞寿命、减少氧化应激损伤等机制延缓衰老,而 IGF1R 的 SNP 遗传变异可能影响该通路的功能。常见的 IGF1R-SNP 多态性类型如下:

·rs11568821(G/A 多态性):A 等位基因频率在长寿人群中显著更高。携带 A 等位基因可能降低 IGF1R 的表达或活性,削弱 IGF-1 信号传导,从而激活抗衰老通路(如 FOXO3、AMPK),减少细胞衰老和年龄相关性疾病风险。携带 A 等位基因者的端粒长度更长,且 80 岁以上人群中患阿尔茨海默病的风险降低。

·rs2229768(A/G 多态性):在某些长寿人群(如中国汉族百岁老人)中,G 等位基因频率较高。该变异可能通过影响 IGF1R 与配体(IGF-1)的结合亲和力,降低 IIS 通路活性,从而延缓细胞衰老和组织退化。

·rs1801131(C/T 多态性):T 等位基因与 IGF1R 信号减弱相关,在德国百岁老人队列中,T 等位基因携带者的炎症因子(如 IL-6)水平更低,提示衰老相关炎症反应减轻。此外,T 等位基因可能与更好的糖代谢调节能力相关,降低 2 型糖尿病(衰老相关代谢疾病)的发病风险。

·rs11568820(C/T 多态性):T 等位基因在长寿个体中富集,可能与 IGF1R 的磷酸化水平降低相关,进而抑制细胞过度增殖,减少衰老细胞积累。

3. CETP 基因

CETP 基因编码胆固醇酯基转移蛋白,主要调控脂质代谢(如胆固醇酯和甘油三酯的转运),其多态性通过影响高密度脂蛋白(HDL)水平与心血管健康、寿命密切相关。常见的 CETP-SNP 多态性如下:

·rs3764261(T/C 多态性):C 等位基因在长寿人群(如意大利、日本百岁老人队列)中频率显著升高。携带 C 等位基因可能降低 CETP 活性,使 HDL 水平升高,减少动脉粥样硬化风险,从而延缓心血管衰老。

·rs1800775(G/A 多态性):A 等位基因与 CETP 表达降低相关,在法国和美国长寿队列中富集。该变异可能通过提高 HDL 胆固醇水平,增强脂质抗氧化能力,降低冠心病和中风风险,与长寿表型相关。

·rs708272(G/A 多态性):A 等位基因在东亚长寿人群中更常见,可能通过调节 CETP 蛋白稳定性,促进胆固醇逆向转运,减少脂质沉积对血管的损伤,间接延长健康寿命。

4. TP53 基因

TP53 基因编码肿瘤抑制蛋白 p53,调控细胞周期停滞、凋亡及 DNA 修复,是 “基因组守护者”,其多态性与癌症风险、细胞衰老速率及寿命密切相关。常见的 TP53-SNP 多态性如下:

·rs1042522(G/C 多态性,Pro72Arg):C 等位基因(编码 Arg72)在多项长寿队列(如中国、德国)中频率更高。该变异可能增强 p53 的凋亡诱导能力,有效清除受损细胞(如癌细胞),同时减少过度凋亡导致的组织退化,平衡癌症预防与衰老进程。

·rs17878362(C/T 多态性):T 等位基因与 p53 蛋白稳定性提高相关,在意大利百岁老人中富集。可能通过增强 DNA 修复功能,降低基因组损伤累积速率,延缓细胞衰老和年龄相关疾病(如神经退行性病变)风险。 

5. IL-6基因

IL-6 基因编码促炎细胞因子白细胞介素 - 6,参与免疫反应和炎症调控,其多态性通过影响炎症水平与衰老相关疾病(如心血管病、关节炎)及寿命相关。常见的 IL-6-SNP 多态性如下:

·rs1800795(G/C 多态性):C 等位基因与较低的 IL-6 基础水平相关,在希腊、丹麦长寿人群中频率显著升高。其机制可能涉及抑制 IL-6 基因转录,减轻慢性低度炎症(inflammaging),降低代谢综合征和心血管疾病风险。

·rs1800796(G/A 多态性):A 等位基因在亚洲长寿个体中富集,可能通过影响 IL-6 mRNA 稳定性,减少炎症因子释放,缓解衰老相关的免疫功能下降。

 6. CYP2B6基因

CYP2B6 基因编码细胞色素 P450 酶,参与药物、毒素及内源性物质(如类固醇)的代谢,其多态性可能通过调控代谢效率影响毒素清除能力和健康寿命。常见的 CYP2B6-SNP 多态性如下:

·rs3745274(C/T 多态性):T 等位基因在高加索长寿人群中频率较高,可能增强 CYP2B6 酶活性,加速外源性毒素(如环境污染物)的代谢清除,减少细胞损伤积累,降低与衰老相关的慢性病风险。

·rs28399499(A/G 多态性):G 等位基因与 CYP2B6 对类固醇的代谢效率相关,在日本长寿队列中富集,可能通过调节体内激素平衡(如皮质醇代谢),维持内分泌稳态,延缓组织功能退化。

7. COMT基因

COMT 基因编码儿茶酚-O-甲基转移酶,参与多巴胺、肾上腺素等儿茶酚胺类神经递质的代谢,其多态性通过调控神经信号和应激反应影响脑健康与寿命。常见的 COMT-SNP 多态性如下:

·rs4680(G/A多态性,Val158Met):A 等位基因(编码 Met158)在北欧长寿人群中频率较高,与较低的 COMT 活性相关。可能通过延长多巴胺在突触间隙的作用时间,维持认知功能(如记忆、注意力),降低衰老相关神经退行性疾病(如帕金森病)风险。

·rs4818(C/G多态性):G 等位基因在亚洲长寿个体中更常见,可能通过影响 COMT 蛋白的稳定性,调节应激状态下的激素水平(如肾上腺素代谢),减少长期应激对心血管系统的损伤。

8. APOE基因

APOE基因编码载脂蛋白E,参与胆固醇转运和代谢,其多态性是阿尔茨海默病、心血管疾病及长寿的重要遗传标记。常见的 APOE-SNP 多态性(由 rs429358 和 rs7412 组成的等位基因)如下:

·ε2 等位基因(rs429358=T,rs7412=C):在全球长寿人群中频率显著升高。ε2 通过促进胆固醇清除、抑制动脉粥样硬化及减少脑内淀粉样蛋白沉积,降低冠心病和阿尔茨海默病风险,是公认的 “长寿保护性等位基因”。

·ε4 等位基因(rs429358=C,rs7412=T):与 ε2 相反,ε4 等位基因会增加脂质沉积和神经炎症风险,在长寿人群中频率极低,是衰老相关疾病的风险因子。

·ε3 等位基因(最常见,rs429358=C,rs7412=C):为中性等位基因,其对寿命的影响较弱,需与其他基因(如 CETP、LPA)或生活方式(如饮食、运动)协同作用。

9. LPA基因

LPA基因编码脂蛋白 (a)(Lp (a)),Lp (a) 是动脉粥样硬化的独立风险因子,其多态性通过影响 Lp (a) 水平与心血管健康及寿命相关。常见的 LPA-SNP 多态性如下:

·rs10455872(G/A 多态性):A 等位基因在欧洲和亚洲长寿人群中富集,与较低的 Lp (a) 血浆水平相关。其机制可能涉及抑制 LPA 基因转录,减少 Lp (a) 对血管内皮的损伤,降低心肌梗死和中风风险,延长健康寿命。

·rs3798220(C/T 多态性):T 等位基因与 Lp (a) 结构稳定性降低相关,在百岁老人队列中频率较高,可能通过加速 Lp (a) 降解,减少动脉壁脂质沉积,保护心血管功能。

10. CHRNA3/5基因簇

CHRNA3/5 位于 15q25 染色体区域,编码烟碱受体亚基,与尼古丁依赖、肺部疾病相关,其多态性通过影响吸烟行为及疾病易感性间接作用于寿命。常见的 CHRNA3/5-SNP 多态性如下:

·rs16969968(G/A 多态性):A 等位基因在非吸烟长寿人群中频率较高,可能降低烟碱受体对尼古丁的敏感性,减少吸烟成瘾性,从而降低肺癌、慢性阻塞性肺疾病(COPD)风险,间接延长寿命。

·rs1051730(C/T 多态性):T 等位基因与较低的吸烟相关疾病死亡率相关,在北美长寿队列中富集,其机制可能涉及调节肺部炎症反应,减轻吸烟对呼吸系统的损伤。

11. Klotho基因

Klotho基因编码Klotho蛋白,具有抗氧化、抑制胰岛素信号通路等抗衰老功能,其多态性与衰老速率、年龄相关疾病及寿命密切相关。常见的Klotho-SNP 多态性如下:

·rs9536314(G/A多态性):G 等位基因在全球多个长寿人群中频率显著升高,与更高的Klotho蛋白水平相关。可能通过增强抗氧化酶活性、抑制细胞衰老通路(如 p53/p21),延缓认知衰退和肾脏功能退化。

·rs564481(C/T 多态性):T 等位基因与 Klotho 蛋白稳定性提高相关,在日本百岁老人中富集,可能通过延长 Klotho 的半衰期,增强其对胰岛素信号的抑制作用,模拟热量限制的抗衰老效应。

12. MTHFR基因

MTHFR 基因编码亚甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR)酶,参与叶酸代谢和同型半胱氨酸(Hcy)转化,其多态性通过影响 Hcy 水平与心血管疾病、认知功能及寿命相关。常见的 MTHFR-SNP多态性如下

·rs1801133(C/T多态性,C677T):C 等位基因(野生型)在长寿人群中更常见,与较高的 MTHFR 活性相关,可有效降低血浆 Hcy 水平(Hcy 升高会损伤血管内皮),减少中风和痴呆风险。T 等位基因(突变型)则可能增加 Hcy 水平,但其与寿命的关联受叶酸摄入影响(高叶酸可部分抵消其负面影响)。

·rs1801131(A/C多态性,A1298C):A 等位基因与较优的叶酸代谢效率相关,在欧洲长寿队列中频率较高,可能通过维持 DNA 甲基化稳态,减少基因组损伤,延缓细胞衰老。

13. PPARγ基因

PPARγ(过氧化物酶体增殖物激活受体 γ)基因编码核受体 PPARγ,调控脂肪细胞分化、糖脂代谢,其多态性与代谢综合征、糖尿病及寿命相关。常见的 PPARγ-SNP 多态性如下:

·rs1801282(C/G 多态性,Pro12Ala):G 等位基因(Ala12)在亚洲和欧洲长寿人群中富集,与更高的胰岛素敏感性相关。可能通过增强 PPARγ 对脂肪细胞炎症的抑制作用,降低 2 型糖尿病和心血管疾病风险,延长代谢健康寿命。

·rs3856806(C/T 多态性):T 等位基因与 PPARγ 转录活性增强相关,在肥胖人群中与更长寿相关,可能涉及促进棕色脂肪生成,提高能量代谢效率。

14. 13q21.31(染色体 13q21.31区域)

13q21.31 区域包含多个与免疫调节、细胞凋亡相关的基因(如 FGF9、SLC4A8),其多态性通过影响免疫功能和细胞稳态与寿命相关。常见的 13q21.31区域 SNP多态性如下:

·rs9568856(A/G多态性):A 等位基因在欧洲长寿人群中频率较高,可能通过上调该区域免疫相关基因(如 FGF9)的表达,增强先天免疫应答,减少感染性疾病风险,尤其是老年阶段的抗感染能力。

15. PON1基因

PON1 基因编码对氧磷酶 1,具有抗氧化、降解脂质过氧化物的功能,其多态性通过影响酶活性与心血管健康、衰老相关疾病及寿命相关。常见的 PON1-SNP 多态性如下:

·rs662(G/A多态性,Gln192Arg),A等位基因(Arg192)在全球长寿人群中频率较高,与更高的PON1抗氧化活性相关。可有效降解低密度脂蛋白(LDL)氧化产物,减少动脉粥样硬化,同时保护神经细胞免受氧化损伤,降低阿尔茨海默病风险。

·rs854560(T/A多态性,Leu55Met),A等位基因(Met55)与PON1蛋白稳定性提高相关,在亚洲长寿队列中富集,可能通过延长酶的半衰期,增强对脂质代谢的保护作用,维持心血管和神经系统功能。

                                   钟晴怡   阎影

转载本文请联系原作者获取授权,同时请注明本文来自阎影科学网博客。

链接地址:https://wap.sciencenet.cn/blog-3302154-1492981.html?mobile=1

收藏

分享到:

下一篇
当前推荐数:5
推荐到博客首页
网友评论0 条评论
确定删除指定的回复吗?
确定删除本博文吗?