心脏纤维化的特点是细胞外基质在心肌中的净积聚,是大多数心脏疾病的病理变化。老化是心脏纤维化的诱因之一。随着年龄的增加,心脏中胶原沉积逐渐增多,最终影响心脏功能。D-半乳糖（D-galactose,D-gal）可以诱导青年动物提前老化并且可以诱导细胞发生应激诱导的早衰。D-gal注射会导致青年大鼠心脏纤维化,但缺乏关于D-gal对老年啮齿动物心脏纤维化作用的研究。因此,本研究的目的是探究D-gal对青年和老年小鼠心脏纤维化的作用,以期增加对D-gal作用的了解,有助于更准确的建立老化模型,并为临床治疗心脏纤维化,尤其是老年患者的心脏纤维化,提供理论依据。本研究采用剂量为125 mg/kg bw的D-gal,用皮下注射的给药方式,处理青年和老年C57B/6小鼠,连续注射6周。麻醉后采集样品。首先评估D-gal对衰老标志物的影响:采用Western blot检测p53、p21、p16^INK4a、p Rb和γ-H2Ax蛋白的表达水平,荧光定量PCR检测GLB1的m RNA水平,免疫组化对p16^INK4a定位。接着评估D-gal对心脏功能的影响:使用心脏超声仪检测心脏功能参数EF、FS、IVSd、IVSs、LVPWd和LVPWs的变化。再评估D-gal对心脏纤维化的作用:采用H&E染色和Sirius red/fast green染色检测纤维化程度,荧光定量PCR和Western blot检测Col-Ⅰ和Col-Ⅲm RNA和蛋白的表达变化。再评估D-gal诱导衰老的细胞类型:使用免疫荧光检测p16^INK4a标记的衰老细胞与Troponin T标记的心肌细胞、Vimentin标记的成纤维细胞和α-SMA标记的肌成纤维细胞的共定位情况。最后评估D-gal对SASP的影响:实时荧光定量PCR检测TGF-β1,MMP-1、MMP-2、MMP-9和MMP-13 m RNA的表达水平,Western blot检测MMP-1、MMP-2、MMP-9和MMP-13的蛋白表达变化。研究结果显示,与Young组相比,Aged组小鼠心脏中衰老标志物p53、p21、p16^INK4a和γ-H2Ax蛋白表达水平显著升高,p Rb蛋白水平显著下降,GLB1 m RNA水平显著升高;EF和FS显著降低,IVSd、IVSs和LVPWd显著升高,LVPWs无明显差异;病理切片染色显示血管周围纤维增生明显;心脏组织中Col-I和Col-Ⅲ蛋白增多,但TGF-β1 m RNA以及Col-I和Col-Ⅲm RNA表达减少;MMP-1、MMP-2、MMP-9和MMP-13 m RNA和蛋白表达均下降。D-gal处理青年和老年小鼠后,心脏中衰老标志物p53、p21、p16^INK4a和γ-H2Ax蛋白表达水平显著升高,p Rb蛋白水平显著下降,GLB1 m RNA水平显著升高。Young+D-gal组和Young组相比,EF和FS显著降低,IVSd、IVSs和LVPWd升高,但差异不显著;切片染色结果显示血管周围纤维化增多;心脏组织中TGF-β1、Col-I和Col-Ⅲm RNA以及蛋白表达增加;MMP-1、MMP-2、MMP-9和MMP-13 m RNA和蛋白表达下降;但有趣的是,Aged+D-gal组和Aged组相比,EF和FS显著升高,IVSd和LVPWd显著降低,IVSs降低,但差异不显著;H&E染色和Sirius red/fast green染色结果显示血管周围纤维化减少;心脏组织中TGF-β1、Col-Ⅰ、Col-Ⅲm RNA和蛋白水平显著降低;大部分的衰老细胞表达成纤维细胞标志物;MMP-1、MMP-2、MMP-9和MMP-13 m RNA和蛋白表达水平升高。综上所述,D-gal可以导致青年和老年小鼠心脏中衰老细胞的增多,并且p53-p21和p16^INK4a-p Rb信号通路都参与了该过程。D-gal诱导的衰老细胞增多通过分泌不同水平的TGF-β1和MMP-1、MMP-2、MMP-9、MMP-13调节心脏中胶原蛋白的含量,导致青年小鼠发生心脏纤维化,老年小鼠心脏纤维化减轻。