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研究背景脉络膜新生血管(choroidal neovascularization, CNV)是年龄相关性黄斑变性(age related macular degeneration, AMD)导致严重视力丧失最主要的原因;其发病是一多因素参与的复杂过程,但确切机制仍未阐明。血管生成和血管发生是参与新生血管形成的两种机制。一般来说,局部促血管生成因子参与血管生成,其主要细胞成份来源于已存在的毛细血管。然而,近年研究发现外周血骨髓来源的内皮祖细胞(endothelial precursor cells, EPCs)可能参与病理性新生血管形成,包括视网膜和脉络膜新生血管。作为CXC趋化蛋白超家族成员之一,基质细胞衍生因子-1(stromal cell derived factor-1, SDF-1)参与趋化骨髓来源细胞(bone marrow derived cells, BMCs)向靶组织募集,其受体CXCR4可表达于多种细胞,包括内皮细胞及EPCs。体内、外研究证明,SDF-1也是一种促血管生成因素。SDF-1或CXCR4基因缺陷小鼠中消化道大血管发育缺失。增殖性视网膜病变和CNV模型显示,SDF-1/CXCR4可诱导EPCs聚集于新生血管形成部位,而CXCR4拮抗剂可明显抑制包括缺血性视网膜新生血管和CNV在内的多种眼内新生血管病变。临床研究表明,正常老年人及AMD患者脉络膜中,视网膜色素上皮(retinal pigment epithelium, RPE)和脉络膜损伤处SDF-1和CXCR4高表达。组织缺血时,缺氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor-1α, HIF-1α)可上调SDF-1表达,介导EPCs向缺血组织聚集,而CNV形成过程中也存在HIF-1α表达增加。RPE细胞可持续表达SDF-1,并在缺氧时表达增加。然而,SDF-1在CNV发生中的作用机制尚未完全阐明。目的和内容探讨SDF-1在CNV形成过程中的作用,进一步阐明CNV的发生机制。在激光诱导的小鼠CNV模型中,观察HIF-1α和SDF-1表达;体外通过化学缺氧及运用HIF-1小干扰RNA(small interfering RNA, siRNA)观察SDF-1表达。观察C57BL/6J-GFP嵌合体小鼠CNV模型中SDF-1诱导骨髓来源的EPCs和内皮细胞(endothelial cells, ECs)在CNV局部的聚集;体外模拟在不同SDF-1表达水平及微环境下新生血管生成情况,观察SDF-1对BMCs分化的影响。方法1)利用532nm激光建立小鼠CNV模型,观察CNV局部HIF-1α和SDF-1的表达;利用体外培养RPE细胞,观察缺氧条件下,RPE细胞HIF-1α和SDF-1表达的情况;运用siRNA技术构建HIF-1α低表达的RPE细胞,观察缺氧状态下HIF-1α缺失对于RPE细胞SDF-1表达的影响;2)建立C57BL/6J-GFP嵌合体小鼠CNV模型,观察CNV局部SDF-1表达及BMCs表面CXCR4、CD34、CD31和c-kit表达;3)体外培养人原代BMCs和RF/6A细胞,通过三维共培养技术,比较不同SDF-1表达水平及不同微环境下,BMCs参与新生血管形成及发生分化的情况。结果免疫荧光染色显示CNV部位HIF-1α表达升高,于24h达峰值;随之SDF-1表达也升高,于3d达峰值,表达部位均位于近RPE层附近。缺氧诱导体外培养RPE细胞HIF-1α及SDF-1表达增高,于4小时达峰值;shHIF-1α抑制HIF-1α表达,同时SDF-1表达下调。脉络膜铺片及冰冻切片间接免疫荧光染色结果表明,在CNV形成极早期,GFP阳性的BMCs主要聚集于SDF-1高表达的光斑周围的RPE层附近,形态较均一,其中包含大量EPCs细胞;CNV形成过程中,大量BMCs细胞进入损伤内部,部分细胞胞体变狭长,分化为内皮细胞(CD31+)形成管腔样结构,此时损伤周边仍聚集大量的EPCs;随CNV形成,可见大量新生血管管腔样结构交织成网,大量BMCs细胞分化的内皮细胞胞参与其形成。CNV损伤局部聚集的BMCs均为CXCR4阳性,其中CD34阳性和/或c-kit阳性EPCs位于损伤周边部,而同来源的CD31阳性内皮细胞随CNV发展,渐伸入损伤核心区,参与新生血管形成。体外三维胶原纤维基质模型显示,SDF-1高表达组新生血管密集,单纯SDF-1升高即可诱导BMCs向内皮细胞分化,参与新生血管形成。结论在CNV形成过程中,缺氧诱导RPE层HIF-1α表达增高,上调SDF-1表达;SDF-1/CXCR4趋化BMCs聚集于CNV局部,并诱导部分BMCs向内皮细胞分化,参与CNV新生血管形成。