活性维生素D通过调节细胞衰老发挥抗衰老和抗肿瘤双重作用的机制研究

To investigate how active vitamin D plays double actions in preventing aging and tumors by regulating cellular senescence, 1α(OH)ase-/- and their wild-type littermates will be fed on a normal diet or high calcium and phosphorus diet, or administrated with l,25(OH)2D3 or fed a dietary antioxidant NAC; These treated mice will also be subcutaneously transplanted TM40D mammary tumor cells with or without Bmi-1 gene knock-down. Double 1α(OH)ase and Chk2 or p53 or p16 mutant mouse models will be generated; Phenotypes of tissues and xenograft tumors from those animals，including alterations of life span, the incidence rate of spontaneous tumors and transplanted tumor, and those of oxidative stress, DNA damage, cellular senescence, proliferation and apoptosis and angiogenesis related parameters, will be analyzed and compared each other using histopathological, cellular and molecular techniches to elucidate the roles and mechanisms of active vitamin D in preventing aging and tumors; The differences of the expression profile of serum proteins among these animals, and the gene expression profiles between host tissue and transplanted tumor tissue will be compared, respectively, to elucidate mechanisms of role of active vitamin D defficiency in tumogenesis by caused aging, thus will provide experimental and theoretical basis for the application of active vitamin D to postpone ageing and to prevent and treat cancer.

为了研究活性维生素D如何通过调节细胞衰老发挥抗衰老和抗肿瘤的双重作用，我们将使用正常饮食或高钙高磷饮食喂养野生型和1α(OH)ase-/-小鼠，正常饮食1α(OH)ase-/-小鼠皮下注射1,25(OH)2D3或高钙高磷饮食喂养的1α(OH)ase-/-小鼠补充抗氧化剂NAC，通过移植TM40D乳腺肿瘤细胞或敲低Bmi1的TM40D乳腺肿瘤细胞到小鼠皮下，建立小鼠移植瘤模型；并建立1α(OH)ase和Chk2或p53或p16双基因敲除小鼠模型，利用组织病理学、细胞生物学和分子生物学的方法比较分析上述各组动物的表型差异和移植瘤的表型差异，以阐明活性维生素D在抗衰老和抗肿瘤中的作用及机制；并通过比较分析血清蛋白表达谱差异及宿主组织与移植瘤组织之间的基因表达谱差异，以阐明活性维生素D缺乏致机体衰老在肿瘤发生中的作用机制，为活性维生素D在延缓衰老和肿瘤防治中的应用提供实验和理论依据。

为了研究活性维生素D如何通过调节细胞衰老发挥抗衰老和抗肿瘤的双重作用，我们使用正常饮食或高钙高磷饮食喂养野生型和1α(OH)ase-/-小鼠，正常饮食1α(OH)ase-/-小鼠皮下注射1,25(OH)2D3或高钙高磷饮食喂养的1α(OH)ase-/-小鼠补充抗氧化剂NAC，通过移植TM40D乳腺肿瘤细胞或敲低Bmi1的TM40D乳腺肿瘤细胞到小鼠皮下，建立小鼠移植瘤模型；并建立1α(OH)ase和Chk2或p53或p16双基因敲除小鼠模型，利用组织病理学、细胞生物学和分子生物学的方法比较分析上述各组动物的表型差异和移植瘤的表型差异，研究发现，正常饮食1α(OH)ase-/-小鼠表现为皮肤衰老、骨质疏松、骨关节炎和雄性不育。进一步研究发现1,25(OH)2D3可通过维持钙磷平衡和氧化还原平衡、灭活p16/p53信号通路发挥延缓衰老的作用。1,25(OH)2D3通过抑制氧化应激和诱导肿瘤细胞衰老发挥预防肿瘤的作用；通过抑制宿主细胞衰老和SASP发挥预防肿瘤的作用。1,25(OH)2D3是经Bmi1介导发挥抑制肿瘤生长的作用。本研究的完成不仅阐明了活性维生素在抗衰老和抗肿瘤中的作用机制, 也为活性维生素D用于延缓衰老和肿瘤发生提供了实验和理论依据。