核因子E2相关因子2（Nuclear Factor Erythroid 2 related factor 2,Nrf2）含有碱性区域亮氨酸拉链,与氧化还原调节、蛋白水解、DNA修复、细胞凋亡预防、铁、血红素、药物以及异生物代谢密切相关。Nrf2功能障碍是衰老及衰老相关疾病的关键特征。机体衰老过程中,Nrf2表达水平普遍降低,细胞对氧化应激,内质网应激和蛋白质聚集更加敏感,衰老表型更加明显。研究表明,衰老与肠道菌群存在密切联系,衰老机体中,菌群生物多样性显著降低,有益菌群的丰度减小,兼性厌氧菌的丰度增加。然而,衰老过程中Nrf2表达水平的下降与肠道菌群结构变化是否存在相关性或因果联系,尚不清楚。因而,本课题以Nrf2基因敲除小鼠为研究对象,用D-半乳糖（D-galactose,D-gal）诱导氧化损伤加速小鼠衰老进程。实验设立生理盐水处理的野生型组（WT-NC）,D-半乳糖处理的野生型组（WT-D-gal）,生理盐水处理的Nrf2敲除组（KO-NC）,和D-半乳糖处理的Nrf2敲除组（KOD-gal）,通过检测小鼠抗氧化能力、衰老表型和氧化状态等指标,结合结肠转录组学和肠道菌群高通量测序,分析衰老进程中,Nrf2对肠道微环境的调控机制。我们的研究表明:1.较之野生型（Wildtype,WT）小鼠,Nrf2敲除（Knockout,KO）小鼠出现摄食量增加、体重增长的现象。然而,经D-gal处理后,KO小鼠表现显著精神不振、毛发无光泽脱落、摄食量减少,体重增长率降低,并出现明显衰弱现象。另外,对各组小鼠肝脏、血清抗氧化能力检测结果显示,Nrf2敲除和D-gal的作用均显著降低了小鼠的抗氧化能力。2.对小鼠结肠组织HE染色结果显示,Nrf2敲除小鼠结肠组织中可见杯状细胞数量减少,隐窝结构萎缩。而经D-gal处理后的小鼠,其结果表明KO组小鼠结肠组组织遭到严重破坏,除了隐窝结构的萎缩和杯状细胞减少外,还出现了黏膜损伤和黏膜下水肿。此外,Nrf2敲除后,结肠组织中的ROS含量明显增加,且在经D-gal处理后,KO组的结肠组织中ROS的含量较WT组小鼠显著增加。最后,对结肠组织的β-半乳糖苷酶染色结果显示,Nrf2敲除且经D-gal处理后,较WT组结肠组织中衰老细胞数量显著增加。3.结肠转录组测序发现,Nrf2敲除后,Nqo1、Gstp1、Gstp2、Gstm1等抗氧化酶表达显著下降,Cyp2l2、Cyp4f14等Ⅱ相解毒酶的表达显著增加,Cas P4、Pcsk9、Kras、Ubaly等明显上调。当Nrf2敲除小鼠,再以D-gal处理,较未处理组可以发现Il-6、Mcp-2、Mmp3、Cxcl10、Igfbp3、Igfbp4、Igfbp5、Igfbp6等衰老相关分泌表型SASP的分泌表达显著增加。除此之外,结肠主要粘蛋白成分MUC-2的分泌增加,与肠道炎症成正相关的Adamdec1、Mmp7-α-防御素轴表达明显上调,与结肠稳态成负相关的Atf3、Duoxa2显著上调。4.小鼠新鲜粪便的16S r DNA测序结果发现,Nrf2缺失会改变小鼠肠道菌群的结构,显著降低菌群多样性。在Nrf2敲除后,D-gal的处理使链球菌（Streptococcus）、葡萄球菌（Staphylococcus）、不动杆菌（Acinetobater）、泛菌属（Pantoea）、幽门螺杆菌（Helicobacter）、肠球菌属（Enterococcus）、志贺氏菌（Shigella）等病原菌的相对丰度显著增加;而瘤胃球菌（Ruminococcus）、Odoribacter、颤螺旋菌属（Oscillospira）、粪球菌属（Coprococcus）、AF12等有益菌群的相对丰度则显著降低。综上所述,本课题研究发现,Nrf2的缺失显著降低了机体的抗氧化能力,在D-gal的氧化压力下,加速了结肠和机体的衰老进程,再一次证实了Nrf2是重要的抗氧化衰老因子。我们还进一步发现,Nrf2缺失降低了结肠组织结构完整性,上调了肠道炎症信号,显著降低了肠道菌群多样性,提示衰老过程中,Nrf2在维持肠道微生态的关键作用。我们的研究结果将为基于Nrf2和肠道微生态的衰老机制研究及抗衰老药物研发提供参考。