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目的:缺血性疾病以其较高的发病率、致残率、致死率,已成为严重威害人类身体健康和生活质量的一种心血管疾病,促进缺血后组织器官的血管新生可以提高缺血区域血流灌注,改善患者症状与预后,是治疗缺血性疾病的重要手段。脉冲电磁场(Pulsed electromagnetic field,PEMF),利用可变电磁场诱发导体产生电压和电流,被报具有修复受损组织,激发血管再生的作用。本项研究旨在明确人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelia cells,HUVECs)及小鼠下肢缺血模型中,PEMF对血管新生的作用及潜在的分子生物学机制,为缺血性疾病的临床治疗提供新思路。方法:1.脉冲电磁场对HUVECs功能、促血管生成因子及Sirt1蛋白表达的研究:PEMF(30±3 Hz,5 mT)分别作用于HUVECs 1-4循环/天(8分钟/循环),CCK-8评估细胞增殖活性,Hoechst 33258染色法检测凋亡,Matrigel小管生成实验观察HUVECs小管生成能力,划痕实验和Transwell实验检测细胞迁移能力,Western Blot分析VEGF、Sirt1表达水平及Akt、eNOS磷酸化水平。2.PI3k/Akt/eNOS信号调控通路在脉冲电磁场调节HUVECs功能中的作用研究:分别加入eNOS抑制剂L-NAME和PI3K阻断剂LY294002后给予PEMF干预4个循环,检测HUVECs血管生成能力变化和VEGF蛋白表达水平以及Akt、eNOS磷酸化水平。3.脉冲电磁场对小鼠缺血下肢血管新生的作用研究:6-8周雄性C57BL/6小鼠,行左侧下肢股动脉结扎切除手术造成单侧下肢缺血模型后,从手术后第0天给予PEMF治疗(4循环,8分钟/循环,30±3 Hz,5 mT)至第14天。红外热成像技术评估术后第0天、14天双下肢皮温,第14天时行下肢缺血评分后,缺血下肢肌肉取材行CD31免疫荧光染色观察缺血组织新生毛细血管密度,检测VEGF、Sirt1蛋白表达及eNOS、Akt的磷酸化水平。结果:1.脉冲电磁场具有促进HUVECs血管新生的功能:经PEMF处理后的HUVECs其细胞增殖活性,迁移运动和小管形成能力均较对照组增强,VEGF、Sirt1蛋白表达水平,eNOS、Akt磷酸化水平也明显增加,且在本实验作用时间范围内有显著的时间依赖效应。2.脉冲电磁场改善HUVECs血管新生的功能可能与PI3K/Akt/eNOS信号通路的激活有关:经L-NAME干预后,PEMF促进细胞迁移和小管形成及eNOS的磷酸化显著下降;LY294002干预后,PEMF促进细胞迁移和小管形成,VEGF表达量及eNOS、Akt的磷酸化水平普遍下降。3.脉冲电磁场能促进小鼠缺血下肢血管新生:经PEMF治疗的下肢缺血小鼠与无PEMF治疗的对照下肢缺血小鼠相比,其下肢缺血评分降低,左下肢皮温更趋近正常,CD31免疫荧光染色提示缺血区域新生毛细血管密度显著为高,下肢肌肉中VEGF、Sirt1表达含量及eNOS、Akt的磷酸化水平显著增强。结论:脉冲电磁场在体内、外环境中可分别增强HUVECs和小鼠缺血下肢的血管新生能力,且与脉冲电磁场干预后VEGF、Sirt1表达含量及eNOS、Akt磷酸化水平增加有关,提示脉冲电磁场促进血管新生的机制可能与PI3K-Akt-eNOS或Sirt1-eNOS信号传导通路的激活密切相关。