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研究背景糖尿病是除了其他能造成动脉硬化危险因素外引起周围血管疾病的主要原因之一,外周血管病变广泛影响着世界范围内的糖尿病患者。由于糖尿病下肢血管早期病变难以发现,常发展为严重下肢缺血,最终导致难愈性伤口、坏疽甚至截肢的严重后果。从而缩短患者的生存时间,降低生活质量。因此,进行早期干预,防止病变进一步恶化至关重要。内皮祖细胞(Endothelial Progenitor Cells,EPCs)自发现以来一直被认为在血管新生中发挥重要作用。然而目前大多研究表明:在糖尿病状态下,内皮祖细胞出现数量减少且功能受损,因此不能有效发挥促血管生成的作用。探索如何在糖尿病状态下减少EPCs凋亡,改善EPCs功能,对于治疗糖尿病血管病变具有重大意义。生长分化因子11(Growth Differentiation Factor 11,GDF11)作为转化生长因子超家族中的一员,近年研究发现它对各组织器官生长发育以及衰老引起的心肌肥厚等疾病具有一定作用。前期研究表明,GDF11对内皮细胞具有保护作用,同时可改善糖尿病小鼠糖脂代谢。目前尚未关于GDF11对糖尿病状态下EPCs作用及对糖尿病缺血作用的文献报道。研究目的本实验旨在明确GDF11是否可通过改善EPCs功能促进糖尿病大鼠缺血下肢血管新生及可能机制。方法本研究选择SD大鼠构建糖尿病大鼠下肢缺血模型,通过补充或者中和循环中GDF11水平,观察GDF11对糖尿病下肢缺血恢复及血管新生的影响和机制。主要检测包括利用激光多普勒血流仪检测下肢血流,免疫荧光法检测组织中血管数量及EPCs归巢,流式细胞实验检测循环EPCs数量,Western blot检测相关蛋白表达。同时,通过观察GDF11对糖尿病环境下EPCs的影响,利用小管形成试验和迁移实验检测EPCs血管形成相关功能。结果研究结果显示,增加循环中GDF11水平可以增加糖尿病大鼠体内EPCs数量,促进糖尿病下肢缺血大鼠缺血组织EPCs归巢,改善EPCs小管形成及迁移功能,从而促进血管新生及血流恢复。相反,中和循环中GDF11水平减少糖尿病大鼠体内EPCs数量,并减少EPCs向缺血组织归巢,不能改善EPCs小管形成及迁移功能,延缓糖尿病下肢缺血大鼠血管新生及血流恢复。机制方面,补充GDF11可显著增加 P-Smad2/3表达水平。同时,补充GDF11可升高P-AKT及HIF1 α表达水平。结论综上所述,本实验首次证实GDF11可能通过激活TGFβ/Smad2/3及AKT/HIF1α信号通路改善EPCs功能,促进糖尿病大鼠下肢缺血恢复。并且,使用抗体中和循环中GDF11可引起相反作用。GDF11可能通过改善EPCs功能促进糖尿病下肢缺血恢复,为糖尿病血管并发症的防治方法提供了新的思路。