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胆固醇侧链裂解酶（Cholesterol side-chain cleavage enzyme）属于细胞色素P450家族XIA亚族,简称为CYPXIA1,其基因为Cyp11a1。胆固醇侧链裂解酶定位于线粒体内膜,主要分子功能是催化胆固醇与孕烯醇酮（大多数类固醇激素的前体）的侧链裂解反应,故此基因高度表达于哺乳动物的肾上腺、睾丸、卵巢、子宫等组织。胆固醇侧链裂解酶是雄性激素睾酮合成途径中关键酶,睾丸间质细胞是睾酮分泌的主要场所。维生素D受体（Vitamin D Receptor,VDR）是一种核转录因子,属于类固醇激素/甲状腺激素受体超家族成员。VDR在睾丸间质细胞、支持细胞、精子等多种生殖细胞中广泛表达,表明其与雄性生殖间的密切关系。我们前期研究发现VDR缺失会降低Cyp11a1基因表达水平,且雄性小鼠生殖能力降低。基于此,我们推测VDR作为核转录因子调控Cyp11a1基因以及雄性激素合成的一些相关酶的表达水平,从而影响雄性激素的合成与分泌,最终影响雄性小鼠生殖能力。因此本课题以野生（WT）和VDR敲除(VDR-/-)小鼠睾丸转录组和蛋白质组分析结果为基础,检测Cyp11a1基因表达水平,应用蛋白质免疫印迹验证组学结果,采用细胞免疫荧光染色分析Cyp11a1基因在睾丸组织中的表达和定位;其次利用活性VD、VDR干扰或过表达处理后检测小鼠睾丸间质细胞（TM3细胞）的增殖、激素分泌水平指标确定VDR影响TM3细胞激素分泌;最后采用双荧光素酶报告系统,筛选Cyp11a1基因上游启动子区的潜在VDR结合元件（VDRE）。本课题揭示了VDR通过调控Cyp11a1基因表达影响雄性小鼠睾酮的合成,为VDR调控雄性生殖相关研究提供理论依据。本研究主要获得实验结果如下:1.分析比较WT与VDR-/-小鼠睾丸组织转录组及蛋白质组数据,Cyp11a1基因表达水平和蛋白质在敲除型小鼠中显著低于野生型。Cyp11a1基因主要高表达于肾上腺、睾丸,在心脏、皮肤等组织水平表达较低;VDR敲除后,Cyp11a1基因的表达变化趋势有组织差异性。2.活性VD3提高了小鼠TM3中VDR和Cyp11a1的表达水平,促进细胞增殖。过表达VDR基因亦能提高Cyp11a1基因表达水平,促进睾酮的合成和分泌。进一步说明VDR提高Cyp11a1基因表达量,促进睾丸激素分泌量,进而影响雄性小鼠生殖。3.利用生物信息学软件预测出Cyp11a1基因转录调控区的VDR应答元件（VDRE）,通过构建双荧光素酶报告系统,筛选出了潜在的VDRE区域,进一步验证了VDR调控Cyp11a1基因表达。