睾丸是哺乳动物中具有双向分化潜能的组织之一,具有生精和内分泌作用,其功能障碍易造成性功能减退或雄性不育,这极大程度的制约了动物的繁殖功能。睾丸的发育是一个渐进的生理过程,其发育进程与精子发生过程密切相关。关中奶山羊是陕西关中地区的优良奶山羊品种,一般在1月龄断奶,5月龄达到性成熟,24月龄达到体成熟,60月龄开始衰老。目前,从代谢组学的角度探讨关中奶山羊睾丸发育与衰老代谢机制的研究尚无报道。本研究拟采用超高液相色谱-质谱联用技术(UPLC-MS/MS)对关中奶山羊睾丸组织发育与衰老进行了代谢组学比较分析。结果如下:1.在1月龄与5月龄关中奶山羊睾丸发育代谢谱的比较分析中,共筛选出373种差异代谢物,其中极显著差异代谢物有68种,32种上调,36种下调,分属于脂质与类脂质分子、有机酸及其衍生物、有氧化合物、核苷、核苷酸和类似物、有机杂环化合物、有机氮化合物、苯环型化合物、聚酮类化合物8大类,涉及到的关键代谢通路有15条,分别为嘌呤代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、谷氨酸能突触、GABA能突触、酒精中毒、蛋白质消化吸收、细胞缝隙连接、胆碱在肿瘤中的代谢、肿瘤中的中心碳代谢、β-丙氨酸代谢、D-谷氨酰胺和D-谷氨酸代谢、血管平滑肌收缩、脂肪细胞中脂解的调节、鞘脂信号通路和谷胱甘肽代谢通路。通过相关代谢通路上富集代谢物prognosis biomarker发现L-谷氨酸、L-谷氨酰胺、腺苷和脯氨酸为潜在的生物标志物。2.在5月龄与24月龄关中奶山羊睾丸发育代谢谱的比较分析中,共筛选出189种差异代谢物,其中极显著差异代谢物有44种,15种上调,29种下调,分属于脂质与类脂质分子、KPT-330分子式有机酸及其衍生物、核苷、核苷酸和类似物、有机氧化合物、有机杂环化合物、有机氮化合物、苯环型化合物、聚酮类化合物8大类,涉及到的关键代谢通路有13条,分别为胆碱在肿瘤中的代谢、精氨酸生物合成、嘌呤代谢、细胞缝隙连接、谷胱甘肽代谢、肌萎缩侧索硬化症、精氨酸和脯氨酸代谢、初级胆汁酸生物合成、抗坏血酸和醛糖代谢、胰岛素抵抗、甘油磷脂代谢、牛磺酸和亚牛磺酸代谢和咖啡因代谢通路。通过相关代谢通路上富集代谢物发现L-谷氨酸和L-精氨酸为潜在的生物标志物。3.在24月龄与60月龄关中奶山羊睾丸衰老代谢谱的比较分析中,共筛选出129种差异代谢物,其中极显著差异代谢物有35种,21种上调,14种下调,分属于有机酸及其衍生物、脂质和类脂质分子、核苷、核苷酸和类似物、有机氧化合物、苯丙烷和聚酮化合物、有机氮化合物、有机杂环化合物7大类,涉及到的关键代谢通路有9条,分别为铁死亡、ABC转运蛋白、谷胱甘肽代谢、精氨酸生物合成、氨基酰-t selleckchem NSC 125973RNA生物合成、酒精中毒、氨基酸糖和核苷酸糖代谢、胆碱在肿瘤中的代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、肌萎缩侧索硬化症、嘌呤代谢、逆行内大麻素信号和牛磺酸和亚牛磺酸代谢通路。通过相关代谢通路上富集代谢物发现L-谷氨酸和L-精氨酸为潜在的生物标志物。综上所述,本研究表明,L-谷氨酸、L-精氨酸、L-谷氨酰胺、腺苷和脯氨酸是睾丸发育过程中的潜在生物标志物,L-谷氨酸和L-精氨酸是睾丸衰老过程中的潜在生物标志物。本试验从代谢组学角度揭示了关中奶山羊睾丸发育与衰老过程中的差异代谢物及代谢机制,为进一步研究哺乳动物睾丸的发育与衰老机制奠定了科学基础。