研究目的尖端细胞引导的血管出芽是血管再生的起始,因此尖端细胞已经成为治疗许多疾病的重要靶点。在血管再生过程中血管内皮细胞（endothelial cells,ECs）向尖端细胞的分化受细胞外基质（extracellular matrix,ECM）的影响。然而,ECs和ECM之间的相互作用在尖端细胞选择中的功能还不清楚。高温需求蛋白酶A3（High-temperature requirement A3,HtrA3）可降解ECM,在许多生理和病理过程中都有着重要作用,如胎盘着床、组织缺损修复、炎症、肿瘤进展与侵袭,而这些过程与血管再生密切相关。因此在本研究中,我们探究HtrA3在尖端细胞形成和血管再生中的作用以期加深我们对尖端细胞生成和血管再生机制的理解,并为组织缺损修复和肿瘤抑制提供新的治疗策略。研究方法通过创建大鼠骨缺损模型和小鼠皮肤缺损模型并利用人口腔鳞状细胞癌样本,探究在组织缺损愈合和肿瘤发生过程中ECs中HtrA3的表达情况;通过慢病毒转染的方法获得高表达或者敲低HTRA3基因的ECs,并进行皮下成瘤和管腔形成试验探究HtrA3与血管再生的关系;通过流式细胞学分析、免疫荧光技术、马赛克细胞球实验等方法证明了 HtrA3能促进尖端细胞的形成;通过活细胞酶解实验、免疫荧光共定位实验探究HtrA3的底物,再通过功能获得和丧失、抑制剂阻断等方法对HtrA3影响尖端细胞的机制进行深入探究;最后,通过大鼠颅骨缺损修复模型和小鼠视网膜发育模型探究HtrA3作为治疗靶点的临床应用价值。结果HtrA3在组织修复和癌症进展的前沿区域的ECs中表达量增高。HtrA3过表达可促进皮下ECs形成血管管腔及体外管腔的形成。其具体机制为:缺血组织释放促血管生成因子,如VEGF。VEGF激活VEGFR2后可上调ECs中HtrA3的表达。分泌的HtrA3降解IV型胶原,为尖端细胞形态形成提供空间,同时暴露整合素β1相关配体。整合素β1与其配体结合后激活PI3K/AKT/mTOR信号通路,随后抑制Notch通路,最终增强尖端细胞的形成。此外,重组人HtrA3（rhHtrA3）局部应用于大鼠颅骨缺损可明显促进血管再生而注射HtrA3 siRNA可降低小鼠视网膜发育性血管生成。结论HtrA3介导的ECs与ECM之间的相互作用促进尖端细胞的形成和血管再生,HtrA3可能成为改善血管再生或者抑制病理性血管生成的靶点。