研究背景和目的:脑老化的机制是老年医学和老年生物学领域未解之谜之一。在衰老过程中,已有的数据尚没有确切地揭示大脑到底发生了哪些变化,哪些机制主导了脑老化的发生,以及大脑的功能到底是从什么时间点开始发生退行性变化。现有证据表明:microRNA(miRNA)参与了年龄相关的信号通路的调控,且与脑功能丧失和神经退行性疾病密切相关。然而,到目前为止,已经发现的大鼠成熟miRNA只有728种,远少于小鼠的1908种和人类的2578种。意味着还有大量的大鼠miRNAs未被发现,这将不利于全面分析大鼠miRNAs的年龄相关的变化和作用机制。因此,本文将以深度测序为基础,系统地研究大鼠脑老化过程中miRNA的组学变化及相关调控机制。研究方法:以SD大鼠构建大鼠衰老模型,然后依次进行组织学分析、miRNAs抽提、miRNA深度测序、生物信息学分析和Q-PCR验证。研究结果:(1)经过一年多努力,构建6月龄、14月龄和22月龄等不同年龄阶段的无明显病理特征的大鼠模型;(2)通过高通量深度测序,本研究鉴定到了 547种已知的miRNAs和171种新的候选miRNAs;(3)大鼠脑组织miRNAs的表达谱表明,随着年龄的增加,miRNAs的表达变化并非一个逐渐累积的直线过程,而是一种先升高后降低的曲线变化过程;(4)Q-PCR测定的结果与深度测序的结果的年龄相关变化趋势一致;(5)已知成熟miRNAs生物信息学分析的结果表明,在不同年龄组间差异表达的miRNAs的靶基因中,有好些参与了脑老化的信号通路和神经退行性疾病的过程;(6)新miRNAs的生物信息分析表明,大部分新miRNAs与其它物种的已知成熟miRNAs具有高度保守性,且其靶基因也参与了不同的脑老化和神经退行性信号通路。结论:(1)本研究在大鼠脑组织中成功发现了 171种潜在的新miRNAs,为进一步研究衰老及衰老相关疾病的机制提供了新的思路和数据支持;(2)在衰老过程中,很多miRNAs的表达水平会随龄改变,但改变过程并非年龄相关的直线过程;(3)不同年龄组间差异表达的miRNAs及新的候选miRNAs的靶基因中,其中已知有13种基因参与了神经退行性疾病的病理过程。