以增殖性糖尿病视网膜病变(Proliferative diabetic retinopathy，PDR)为代表的视网膜新生血管性疾病和以年龄相关性黄斑变性(Age-related macular degeneration，AMD)为代表的脉络膜新生血管疾病是最常见的不可逆性致盲眼病。随着人口老年化和生活习惯的改变。这类疾病的发病率越来越高，患病人数越来越多。这类疾病后期常发展致不可逆性失明而严重影响患者的生存质量，给患者和其家庭，以及社会带来沉重的负担。为了最低限度减少和消除该病带来的痛苦，我们有必要对其进行更深入的研究，寻找更好的防治办法。 近年来，遗传学和分子生物学的发展为这类疾病的研究带来新的篇章。遗传因素是这类疾病的重要病因之一，寻找易感基因可以为进一步的发病机制研究提供线索，并且为临床前诊断提供依据和工具，可以鉴定出易感人群进行更为严格的随访和早期干预，为患者提供更有效更安全的个性化治疗。新的新生血管刺激因子和抑制因子的发现也为这类疾病的发病机制研究提供线索，为治疗带来新的希望。 本研究从遗传学和功能学两方面探讨视网膜和脉络膜新生血管疾病的发病机制和治疗，首先探讨HTRA1的遗传变异与AMD的一个表现型一单眼／双眼累及状态的相关性；在第二部分中探讨促红细胞生成素(Erythropoietin,EPO)基因的遗传变异与糖尿病视网膜病变的相关性以及相应的功能研究；在第三部分中探讨Slit-Robo信号系统对视网膜和脉络膜新生血管小鼠模型的抑制作用。目的：据文献报道位于HTRA1基因的启动子的一个单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism，SNP)rs11200638的A等位基因与AMD有强相关性，而且A等位基因可以增加HTRA1的表达水平。本研究的目的是探讨rs11200638基因型与AMD的表现型-单眼／双眼累及状态的相关性，以及HTRA1在AMD眼球中的表达。 方法：研究对象为美国犹他州的白种人，共有774例晚期AMD患者和294例年龄匹配的健康对照者纳入本研究。晚期AMD患者根据单眼／双眼状态和病理特征分为单眼地图状萎缩、双眼地图状萎缩、单眼脉络膜新生血管和双眼脉络膜新生血管四个组。将患者和对照的血液提取DNA后采用聚合酶链反应(Polymerase chain reaction，PCR)对rs11200638进行基因型鉴定。采用logistic回归进行统计学分析，评价rs11200638与各个组的相关性。使用免疫组织化学染色检测正常和AMD患者供体眼的冰冻切片中HTRA1的表达情况。 结果：所有基因型鉴定结果符合Hardy-Weinberg定律。rs11200638 A等位基因和AA基因型的频率在各个病例组均显著高于对照组。而且A等位基因在双眼地图状萎缩患者中的频率显著高于单眼患者，p=0.03，在双眼脉络膜新生血管的患者中的频率显著高于单眼患者，p=0.02。AA纯合子发生双眼地图状萎缩的比值比(Odds ratio，OR)值是单眼OR值的3倍，发生双眼脉络膜新生血管的OR值是单眼的2倍。HTRA1在正常人视网膜的血管、内界膜和Bruch’s膜上有表达，在AMD眼球的玻璃膜疣、Bruch’s膜和视网膜下新生血管组织上强表达。 结论：HTRA1基因启动子SNP rs11200638的A等位基因更容易发生双眼AMD。HTRA1在AMD的病理特征中有强表达，这个结果进一步支持HTRA1在AMD发病中的作用，并且为临床上AMD患者的随访和预后预测提供指引。 目的：促红细胞生成素(EPO)除了有促进红细胞生成的功能以外，还可能是一个新的视网膜新生血管刺激因子。糖尿病视网膜病变是最常见的视网膜新生血管疾病，和糖尿病肾病同为糖尿病微血管并发症，两者之间有些相同的发病机制。本研究的目的是探讨EPO基因的变异与糖尿病微血管并发症的关系，以及EPO在糖尿病微血管并发症发病机制中的作用。 方法：研究对象来自三个群体，犹他2型糖尿病、糖尿病肾病遗传学研究(Genetics of Kidneys in Diabetes，GoKinD)1型糖尿病和波士顿1型糖尿病，都是美国白种人。每个群体都以PDR和终末期肾病的患者作为病例，以糖尿病病程10年以上但没有视网膜病变或肾病的患者作为对照。将病例和对照的血液提取DNA后采用SNAPSHOT对EPO基因区域的17个SNP进行基因型鉴定和相关性分析，用meta分析对三个人群的相关性资料进行汇总分析。并用Haploview对该区域的SNP进行单倍体分析。采用ELISA法检测非糖尿病患者玻璃体中EPO的蛋白浓度，用Luciferase报告基因表达系统评价EPO基因变异对基因表达的影响，采用RT-PCR对氧诱导的视网膜新生血管小鼠模型的视网膜和db／db小鼠的肾脏中EPO的mRNA水平进行检测。 结果：所有基因型鉴定结果符合Hardy-Weinberg定律。在三个人群中都发现位于EPO基因肩动子的rs1617640的A等位基因的频率在病例组中显著高于对照组。Meta分析的结果显示等位基因相关性p<0.00001，纯合子TT基因型与GG基因型比较，OR为2.21(95％可信区间(confidence interval，CI)1.73-2.82)，杂合子TG基因型与GG基因型比较，OR=1.32(95％C11.05-1.65)。单倍体分析显示rs1617640，rs507392和rs551238，这三个SNP之间有高的了连锁不平衡，并且组成几个单倍体，这些单倍体中危险和保护性单倍体的主要差异是rs1617640的T和G的差异，而rs507392的T等位基因和rs551238的A等位基因在危险和保护性单倍体中都存在。在非糖尿病的患者玻璃体中，TT基因型的患者玻璃体中EPO蛋白水平是GG基因型的7.5倍。Luciferase报告基因表达系统中，T等位基因与G等位基因相比Luciferase的表达增加25倍。在氧诱导的视网膜新生血管小鼠模型的视网膜和db／db小鼠的肾脏中，EPO的mNRA水平显著高于对照组。 结论：EPO启动子SNP rs1617640的T等位基因与1型和2型糖尿病微血管并发症都有强相关性。而且T等位基因可以增加EPO的表达。EPO在视网膜新生血管和糖尿病肾病动物模型中表达增加。这提示EPO参与了糖尿病微血管并发症的发病机制，可能是一个新的治疗靶。 目的：Slit-Robo信号系统在神经元轴突的分支中起重要作用。神经元轴突分支和新生血管形成过程中的出芽有相近的机制，本研究的目的是探讨Slit-Robo系统在新生血管形成中的作用。 方法：采用免疫组织化学、RT-PCR和Western Blot检测Robo4和Slit2在血管系统的表达情况。在野生型小鼠和Robo4AP／AP敲入小鼠上构建VEGF诱导的皮肤血管通透性增加、VEGF诱导的血视网膜屏障破坏、氧诱导的视网膜新生血管和激光诱导的脉络膜新生血管小鼠模型。采用重组Slit2蛋白进行干预，评价Slit2对这些模型的效应。 结果：Robo4是血管内皮细胞特异的受体，他在出芽的内皮细胞上没有表达，而是表达在形成血管管腔的内皮细胞上。在氧诱导的视网膜新生血管小鼠模型中ROBO4的mRNA水平显著高于对照组。在野生型小鼠中，在全部四个动物模型，VEGF诱导的皮肤血管通透性增加，VEGF诱导的视网膜血管通透性增加，氧诱导的视网膜新生血管和激光诱导的脉络膜新生血管小鼠模型中，Slit2均可以显著的抑制病理性血管通透性增加或者新生血管形成；而在Robo4基因敲入小鼠中，Slit2对全部这四个动物模型没有作用。 结论：Robo4是血管内皮细胞特异的受体，Slit-Robo信号在血管系统中起重要作用。Slit2通过Robo4可以抑制VEGF诱导的皮肤和视网膜血管通透性增加，抑制氧诱导的视网膜新生血管小鼠模型和激光诱导的脉络膜新生血管小鼠模型。提示Slit-Robo信号控制着血管内皮细胞的完整性，是一个新的治疗新生血管形成和血管通透性增加的药物。