中国公共卫生  2007, Vol. 23 Issue (1): 39-40   PDF    
引用本文
李红娟, 季成叶. 遗传与环境因素对双生姊妹性激素影响[J]. 中国公共卫生, 2007, 23(1): 39-40.
LI Hong-juan, JI Cheng-ye Influence of genetic and environmental factors on serum estradiol and testosterone of twin girls[J]. Chinese Journal of Public Health, 2007, 23(1): 39-40.
遗传与环境因素对双生姊妹性激素影响
李红娟1, 季成叶2     
1. 北京体育大学运动人体科学学院, 北京 100084;
2. 北京大学医学部儿童青少年卫生研究所
收稿日期: 2006-04-23
基金项目: 国家自然科学基金C030104-30371223)
作者简介: 李红娟(1972-), 女, 山西太谷人, 博士, 讲师, 研究方向:女性青春期发育与内分泌调控。
摘要: 目的 探讨女性青春期发育前后血清雌二醇(E2)和睾酮(T)的变化趋势, 评价遗传与环境因素相对效应。 方法 以学校登记为基础募集6~18岁女性双生子180对, 其中同卵双生子(MZ)132对, 异卵双生子(DZ)48对, 按Tanner标准进行青春发育分期, 放免法测定空腹血清雌二醇(E2)和睾酮(T)浓度。 结果 血清E2和T浓度随青春期进程而增高, Tanner Ⅳ期达高峰, TannerⅤ期略有下降; 遗传效应分析显示, 双生子血清E2和T偶内平均差、偶内方差为MZ < DZ (P < 0.05), 组内相关系数为MZ > DZ; 表型方差中归因于加性遗传因素的部分分别为40%(E2)和47%(T); 分期估计遗传度显示E2和T均为已来潮组遗传度高于乳房未发育组和未来潮组。 结论 青春期女性血清E2和T同时受遗传和环境因素的影响, 月经来潮后遗传因素的作用显著。
关键词： 女性     双生子     遗传度     青春期    
Influence of genetic and environmental factors on serum estradiol and testosterone of twin girls
LI Hong-juan, JI Cheng-ye     
Department of Human Sport Science, Beijing Sport University, Beijing 100084, China
Abstract: Objective To explore the change of serum estradiol (E2) and testosterone (T) concentrations throughout the puberty of girls and estimate the effects of genetic and environmental factors on serum E2 and T concentrations. Method The study population consisted of 180 pairs of twin girls aged 6 to 18 of whom.132 pairs monozygotic twins (MZ) and 48 pairs dizygotic twins (DZ), who were all from Qingdao city of Shandong province.Anthropometric measurement and pubertal development stage were determined by Tanner standard.Fasting serum E2 and T contents were assayed by Radioimmumo assay (RIA). Results Serum E2 and T concentrations increased from Tanner Ⅰ to Ⅳ and decreased later.E2 and T concentrations had substantial genetic variation, with additive genetic factors accounting for 40% and 47% of the total phenotypic variation, respectively.The heritabilities of E2 and T in post-menarche girls were greater than those of non-menarche girls. Conclusion Serum E2 and T concentrations of pubertal girls were influenced both by the genetic and environmental factors, and genetic influence on E2 was significant after menarche occurred.
Key words: girls     twin     heritability     puberty    

青春期的内分泌变化是一系列表型变化的生物学基础, 遗传与环境因素对青春期发育的效应可能通过其对青春期内分泌激素的作用实现。遗传因素对女性青春期发育的作用随青春期进展逐渐表达, 环境因素可能不同程度地影响遗传基因在时间顺序上的表达。本文利用双生子研究, 探讨遗传与环境因素对女性青春期前后血清性激素的相对效应。

1 对象与方法 1.1 对象

来自2002年12月2003年8月山东省青岛地区双生子登记系统, 青春期同性别女性双生子180对, 年龄6~18岁, 其中同卵双生子(MZ) 132对, 异卵双生子(DZ) 48对。检查性征发育, 按照Tanner标准进行青春发育分期。询问有无月经来潮及月经初潮时间。并按乳房发育和月经初潮将研究对象分为乳房未发育组、乳房发育未来潮组和已潮组, 分组估算遗传度。

1.2 血样采集与卵型鉴定

于上午8 :00~9 :00抽取空腹静脉血(同一对双生子采血时间一致), 3 000 r/ min离心10 min, 将分离的血清和血凝块分装密封后-40 ℃冰箱保存, 血凝块采用酚-氯仿法提取DNA, 卵型鉴定方法参考文献〔2〕, 血清用于雌二醇(E2)、睾酮(T)测定。

1.3 E2、T测定

采用放免法, 放免试剂盒(DSL -4800, RIA, DSL -4000, RIA, 美国DSL公司); 标准曲线采用Origin软件四参数模型拟合, 拟合优度R2分别为0.999 9, 0.999 7。同时以标本数的5 %测定高、低浓度质控平行样, 高低浓度质控平行样批内变异系数均低于6.0 %。

1.4 统计分析

应用SPSS 10.0软件进行描述性分析和方差分析, 计算偶内差、偶内方差、偶间方差, 组内相关系数等, 采用通径分析的最大似然法进行遗传度估计〔3〕。

2 结果 2.1 女性双生子血清E2、T浓度随Tanner分期变化(表 1)
表 1 女性双生子Tanner Ⅰ~Ⅴ期血清E2、T浓度变化(x±s)

表 1显示 ,双生子血清性激素水平 ,各 Tanner 分期 MZ、DZ间差异均无统计学意义 (P > 0.05) 。

2.2 青春期女性双生子血清E2, T浓度遗传环境效应分析 2.2.1 两类双生子各遗传效应指标比较(表 2)
表 2 MZ、DZ血清性激素各遗传效应指标比较

两类双生子血清E2、T调整均数、偶内差、偶内方差、组内相关系数比较结果。E2偶内方差MZ < DZ (P < 0.05), T偶内差MZ < DZ (P < 0.05);偶间方差MZ、DZ间差异无统计学意义。

2.2.2 全部双生子遗传环境效应模型拟合结果(表 3)
表 3 女性双生子血清性激素遗传度模型拟合结果

不分组时E2、T最佳拟合模型均为AE-Age。即表型方差变异可由加性遗传因素、独特环境因素及年龄解释。其中, 分别有40 %和47 %可归因于加性遗传因素。进一步按照女性青春期性发育的两大标志乳房发育和月经初潮将研究对象分为乳房未发育组、乳房发育未来潮组和来潮组, 分期估算遗传度, E2、T均为已来潮组遗传度较高(0.71, 0.55)。

3 讨论

有研究提示, 雌二醇(E2)与胰岛素样生长因子-1 (IGF-1)在下丘脑水平存在相互作用。下丘脑IGF-1促进黄体生成素(LH)释放和加速青春期发育的作用依赖于E2的影响〔4〕。卵巢和肾上腺雄激素可促进女性性毛和腋下皮脂腺发育, 形成某些雄性化的第二性征, 血睾酮(T)水平还与女性运动能力密切相关〔5〕。本文分析表明, 初潮后血清雌二醇和睾酮浓度遗传度较高(0.71, 0.55), 而初潮前及乳房发育前遗传度均较低, 表明遗传与环境因素共同影响女性青春期血清性激素水平且贯穿女性青春期发育的全过程, 但由于遗传基因表达时间上的个体差异, 使得双生子间对内差异在突增高峰表现得最为明显, 表现为在性发育较快的青春发育中期, 血清性激素遗传度较低。随青春期进展, 遗传因素的作用逐渐占优势, 表现为初潮后较高的遗传度。

参考文献
[1] Marshall WA, Tanner JM. variations in the pattern of pubertal changes in girls[J]. Arch Dis Child, 1969, 44 : 291–303. DOI:10.1136/adc.44.235.291
[2] 李红娟, 季成叶. 血清游离IGF-1与女性青春期发育的双生子研究[J]. 卫生研究, 2005, 34(1) : 76–78.
[3] Li HJ, Ji CY, Wang W, et al. A twin study for serum leptin, soluble leptin receptor and free insulin-like growth factor-1 in pubertal girls[J]. J Clin Endocrino Metab, 2005, 90(6) : 3659–3664. DOI:10.1210/jc.2004-2079
[4] Hiney J K, Srivastava V, Dearth RK, et al. Influence of estradiol on insulin2like factor-1-induced luteinizing hormone secretion[J]. Brain Research, 2004, 1013 : 91–97. DOI:10.1016/j.brainres.2004.03.054
[5] 谢敏豪, 冯炜权, 杨天乐, 等. 血睾酮与运动[J]. 体育科学, 1999, 19(2) : 84–87.