目的:衰老是指生物体发生的增龄性(time-dependent)功能下降,其特点为生理完整性(physiological integrity)的渐进性丧失,进而导致人体机能损伤和死亡风险增加。这种增龄性功能衰退是包括神经退行性疾病、糖尿病、心血管疾病等诸多疾病的首要危险因素。衰老对大脑的影响及其相关机制尚未阐明,探究衰老对小鼠海马和皮层蛋白表达谱的影响,明确衰老过程中海马和皮层的特定分子机制有一定的理论意义。方法:选用年轻(4月龄)和年老(16月龄)B6129SF2/J雄性小鼠各10只作为实验动物。首先使用纳米液相色谱串联质谱(NanoLC-ESI-MS/MS)联合串联质量标签(TMT)标记技术,研究年轻和年老B6129SF2/J雄性小鼠海马和皮层蛋白质组学的表达变化;接着采用组织免疫荧光实验和Western blot对差异蛋白相关通路进行验证,并用ATP检测试剂盒测定ATP含量。结果:蛋白质组学研究结果表明,与年轻小鼠相比,年老小鼠有390个海马差异表达蛋白(121个增加,269个减少)和258个皮层差异表达蛋白(149个增加,109个减少)。通过生物信息学分析,这些差异蛋白主要是线粒体动力学(FIS1,DRP1)、能量代谢(PGAM1,MPC2)、氧化应激(PRDX6,GSTP1,GSTM1)、突触功能(SYT12,GLUR2)、核糖体(RPL4,RPS3)、细胞骨架完整性、转录调控和GTP酶等功能蛋白。其中线粒体分裂相关蛋白FIS1和DRP1在年老小鼠的海马和皮层中显著增加,进一步结果显示年老小鼠海马的ATP含量显著降低;免疫荧光实验结果表明,年老小鼠海马神经元DNA损伤加剧;脑源性神经营养因子(BNDF)是一种与突触可塑性和记忆密切相关的蛋白,在年老小鼠海马中表达显著下降;此外,随着年龄增加,突触蛋白标志物包括complexin-2,synaptophysin,GLUR2,PSD95,NMDAR2A和NMDAR1的表达在年老小鼠海马和皮层中显著下降。结论:(1)衰老与线粒体动力学(FIS1,DRP1)、能量代谢(PGAM1,MPC2)、氧化应激(PRDX6,GSTM1,GSTP1)、突触功能(SYT12,GLUR2)、核糖体(RPL4,RPS3)、神经营养因子的丧失、转录调节和GTP酶等功能相关蛋白质的异常表达有关。(2)衰老过程中海马和皮层中有大量蛋白差异表达,这些差异表达蛋白可能通过降低ATP含量,增加DNA氧化损伤和突触功能障碍来促进生理性脑功能的下降。