衰老是一种随着时间推移而出现的人体生理功能退化的自然现象。随着老龄化人口增加,抗衰老机制的探索和抗衰老药物的研发越来越受到社会关注。VD3是一种重要的类固醇衍生物,具有多种生理功能,在骨质疏松症、佝偻病、心脑血管疾病、自身免疫系统疾病、多发性硬化症和癌症等疾病中具有重要作用。近期研究发现,VD3在抗衰老方面具有一定的生物学功能。本课题前期发现VDR-/-小鼠伴有脱毛、体型佝偻、发育迟缓、个体矮小和生殖能力低下等特点,表现出早衰的特征。据此,本研究认为VDR的敲除,阻断了 VD3的利用及生物学功能,进而加速了小鼠衰老。为了进一步阐明VD3/VDR在雄性生殖系统中的作用和抗衰老机制,本研究对6月龄与12月龄WT和VDR-/-小鼠睾丸组织进行转录组分析,以期获得受VD3/VDR调控的衰老相关基因,为抗衰老研究提供新的靶点,并为VD3功能进一步开发提供新的思路。在获得的转录组分析数据基础上,为了进一步研究VD3/VDR对小鼠睾丸与肾脏的抗衰老作用,本研究构建D-半乳糖(D-Gal)衰老模型小鼠。基于动物模型,结合组织形态观察、病理学检测及衰老相关生化指标检测分析了 VD3/VDR对雄性小鼠生殖系统的抗衰老作用。最终,本研究结合VDR-/-小鼠睾丸组织转录组数据、VD3的抗衰老作用评价及衰老相关信号通路的分子水平分析,进行了 VD3/VDR对小鼠睾丸与肾脏的抗衰老机制探索,为抗衰老领域的研究提供一定的数据补充与借鉴。本研究获得以下实验结果:1.VDR敲除雄鼠血清、睾丸及肾脏中超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽(GSH)活力下降;睾丸转录组分析筛选衰老相关基因,获得受VDR影响的DNA损伤修复相关基因p53结合蛋白1(53BP1)和乳腺癌1号基因(BRCA1),炎症因子白细胞介素-1(IL-1)和白细胞介素-2(IL-2),氧化应激相关基因核因子E2相关因子2(Nrf2)和NADPH氧化酶4(Nox4),细胞增殖相关基因p16、p21及p53。VDR可能通过介导DNA损伤修复、炎症及氧化应激相关基因表达,进而延缓小鼠生殖系统衰老。2.构建D-Gal亚急性衰老小鼠模型,验证VD3在小鼠睾丸和肾脏中的抗衰老作用。D-Gal处理小鼠体重增长缓慢,脏器系数降低,睾丸与肾脏组织衰老现象明显,抗氧化相关酶系水平均显著下降,表明D-Gal衰老小鼠模型构建成功;VD3处理组小鼠睾丸和肾脏组织受到的损伤减轻,抗氧化相关酶系水平均显著升高,表明VD3延缓小鼠生殖系统衰老。3.VD3促进衰老小鼠睾丸和肾脏中VDR的表达;VDR抑制细胞增殖相关基因p16、p21及p53的表达;VDR促进DNA损伤修复相关基因53BP1和BRCA1的表达;VDR抑制炎症因子IL-1和IL-2的表达;VDR抑制氧化应激相关基因Nrf2和Nox4的表达。推测VDR可能通过促进DNA损伤修复、抑制炎症反应及氧化应激过程,进而延缓小鼠生殖系统衰老。