目的:β-珠蛋白（β-globin,HBB）为血红蛋白的主要成分,既往对其功能异常的研究多聚焦于单基因遗传病镰状细胞贫血。随着核酸测序技术的发展,HBB被发现表达于红细胞之外的组织,并在血清中保持一定的水平,与动脉粥样硬化等衰老相关性疾病密切相关,但具体的功能及机制不明。健康长寿人群规避了多数衰老相关性疾病,是研究人类衰老较为理想的群体模型。本研究探讨长寿群体HBB启动子区多态性与血清HBB mRNA表达水平以及血糖、血脂等代谢指标的关系,以更为全面地了解HBB对人体衰老的影响。方法:STRING预测HBB靶向结合蛋白,KEGG、GO进行通路富集和功能注释;选取广西红水河流域长寿人群107例（年龄≥85岁）、老年人群74例（年龄≥65岁）、青壮年人群131例（年龄<65岁）。检测各组人群的血糖（FBG）、甘油三酯（TG）、肌酐（Cr）等代谢指标;RT-q PCR检测HBB mRNA在各组样本血清中的表达水平;PCR-Sanger测序检测HBB启动子区SNP位点。结果:HBB靶向结合蛋白共计10个,生物学进程主要为氧气的运输、过氧化氢分解、一氧化氮正向调控等过程;长寿组血清HBB mRNA表达水平低于非长寿组（P<0.05）;血清HBB mRNA表达水平与载脂蛋白A（Apo A）、高密度脂蛋白（HDL）、FBG、免疫球蛋白G（Ig G）、Cr等指标相关;HBB启动子共检出6个SNP,其中rs74234654、rs35755129的基因型及等位基因频率在长寿组与非长寿组中分布差异性显著（P<0.05）;青壮年组女性rs35755129 G等位基因（AG/GG基因型）携带者的FBG、低密度脂蛋白（LDL）低于非G（AA基因型）携带者（P<0.05）;长寿组男性rs35755129 G携带者的LDL、Ig G,青壮年组rs35755129 G携带者的FBG、Apo A、尿素氮（BUN）、Ig G均低于非G携带者（P<0.05）;长寿组rs200771769G/G基因型携带者血清HBB mRNA表达水平低于A/G基因型携带者（P<0.05）。结论:血清HBB mRNA表达水平与其启动子的多态性有关,HBB mRNA与代谢指标的相互作用可能影响机体衰老相关性疾病的发生及衰老进程。第一章HBB潜在功能探索背景HBB为血红蛋白的重要组成部分,是成人体内较为重要的珠蛋白类型。HBB在血红蛋白及红细胞中的作用已较为明确,但近期有研究发现HBB mRNA可在血清中稳定存在,且在黑人女性老年人与青年人血清中的表达具有差异性,相关作用机制暂且未知。在肿瘤研究中,发现HBB具有一定的抗氧化功能,可减少ROS对细胞的损伤。衰老自由基学说认为ROS的产生是加速机体衰老的重要因素。因此,HBB mRNA在不同年龄人群血清中表达量的差异,极可能与机体的衰老状态相关。医学生物信息技术的出现,不仅可以作为分析实验结果的工具,还可以为实验探究提供理论的支持。借助STRING、KEGG、GO等数据库和分析工具挖掘出共表达基因并进行相关的功能注释,可解释某些特定基因在某个生物过程中的作用。目的通过生物信息学方法进行挖掘HBB潜在的功能特性,为后续HBB与衰老相关的实验性探究提供理论支持。方法1.STRING进行HBB靶向蛋白的预测,找出互作蛋白,通过了解互作蛋白功能进一步了解HBB的功能。2.KEGG进行HBB参与的通路富集化,找出富集通路中与HBB共表达蛋白,GO进行HBB生物学进程,细胞组分以及分子功能注释。结果1.STRING预测HBB靶向结合蛋白10个,除了多种血红蛋白外,还包括Apo A1,CAMP等免疫代谢类物质。2.KEGG结果:HBB富集通路为African trypanosomiasis和Malaria,在以上通路中与HBB相互作用的蛋白除了多种血红蛋白和Apo A1外,还包括TNF,TGFB1炎症性因子所表达的功能蛋白。3.GO分析显示:HBB参与了氧气运输、过氧化氢分解、一氧化氮正向调控等与氧化功能相关的生物学进程;靶基因分子功能主要为物质的合成与运输;靶基因在血液系统以及细胞内外均有分布。结论HBB在血液系统和细胞内外均有分布,与HBB相互作用的蛋白除了部分血红蛋白外,还与多种免疫球蛋白以及炎性蛋白相互作用,同时HBB可调控氧气的运输、过氧化氢分解、一氧化氮等多个与机体氧化功能相关的生物学进程,这为HBB与机体衰老相关的实验性探究提供了理论基础。第二章长寿群体HBB mRNA的表达及其对代谢指标的影响背景衰老是指机体生理完整性的逐步丧失以及生理功能全面退化,最终将机体推向死亡的过程。衰老亦为复杂的生物学表型,影响衰老进程的因素众多,受遗传和环境等多种因素的影响,衰老的过程伴随着机体内环境稳态的失调,触发心脑血管疾病、自身免疫病、阿尔兹海默症以及癌症等老年性易患病的发生。然而,这些衰老相关性疾病及其对衰老进程影响的机制远未明了。新近,有学者注意到人体血清中存在多种游离RNA,其中β-珠蛋白（β-globin）基因mRNA,即HBB mRNA,在老年人群中的血清表达水平明显高于年轻人群,其对衰老进程的影响及意义不明。目的为进一步了解HBB mRNA在衰老中的生物学意义,本部分探讨HBB mRNA在长寿（亦称健康衰老）人群中的血清水平及其对常见代谢指标的影响。方法在广西红水河流域选取年龄≥85岁长寿组107例,当地65-84岁健康老年组74例,年龄小于65岁青壮年组131例,采取外周血,检测空腹血糖（FBG）、血脂、同型半胱氨酸（Hcy）等代谢指标,RT-q PCR检测HBB mRNA在各组血清中的表达量,相关分析表达量与各代谢指标的相关性。结果1.长寿组血清HBB mRNA表达水平低于老年组与青壮年组（P<0.05）;2.血清HBB mRNA表达水平与Apo A、HDL、FBG正相关,与Ig G、Hcy、Cr负相关。结论HBB mRNA在红水河流域长寿群体血清中低表达,与血糖、血脂、多项肾功能代谢指标相关,可能是该区域长寿群体较少患有老年代谢性疾病,寿命较长的重要因素。第三章HBB启动子区多态性对血清mRNA和代谢指标的影响背景HBB为成人体内的主要珠蛋白,其结构或表达的异常与β-地中海贫血等遗传性血液病密切相关。mRNA的表达水平一般受到启动子、增强子等因子的调控,尤以启动子最为重要。目的探讨HBB启动子区单核苷酸多态性（SNPs）与HBB mRNA表达水平以及多项代谢指标的关系。方法提取外周血白细胞DNA（样本来源同第二章）,PCR-Sanger测序法检测HBB启动子区SNP位点。结果1.HBB启动子区存在6个SNP位点:rs10742583、rs10742584、rs200771769、rs74234654、rs10768684和rs35755129,均符合Hardy-Weinberg定律;2.rs74234654、rs35755129位点基因型、等位基因频率在长寿组与非长寿组中分布差异性显著（P<0.05）;3.长寿组rs200771769 G/G基因型携带者血清HBB mRNA表达水平低于A/G基因型（P<0.05）;4.青壮年组女性rs35755129 AG/GG基因型携带者FBG、LDL低于AA基因型（P<0.05）;长寿组男性AG/GG基因型携带者LDL、Ig G和青壮年组AG/GG基因型携带者FBG、Apo A、BUN、Ig G均低于AA基因型（P<0.05）。结论HBB启动子区的核酸变异影响HBB mRNA在血清中的表达水平并与多种代谢指标相关,同时受性别影响。