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PGC-1α是一个重要的转录共激活因子，可以通过与多种转录因子共同作用，参与调节多个生物学功能，包括控制脂肪细胞分化、调节褐色脂肪和肌肉的适应性产热、控制肝糖异生、调节骨骼肌肌纤维类型的转变以及抑制脑活性氧的产生和神经退化等。越来越多的研究发现PGC-1α在很多生理和病理学过程中发挥着重要的作用。 动脉粥样硬化是一个复杂的病理学过程，包括了一系列复杂的事件，其中血管中层的血管平滑肌细胞的增殖和迁移起了很重要的作用。糖尿病是动脉粥样硬化的一个重要的风险因子，高血糖能够诱导血管平滑肌细胞从血管中层迁移到内膜损伤部位，大量增殖从而加速动脉粥样硬化斑块的形成。PGC-1α是过氧化物酶体增殖子活化受体γ（PPARγ）的共激活因子，是重要的代谢调控基因。前期研究发现升高PGC-1α的表达能抑制油酸诱导的平滑肌细胞增殖和迁移。本课题中，我们发现在PGC-1α mRNA水平在链脲佐菌素（Streptozotocin，STZ）诱导的糖尿病大鼠的血管中膜（平滑肌层）中显著降低。而体外实验发现高糖呈剂量依赖型地诱导培养的大鼠血管平滑肌细胞的增殖和迁移，这个过程中伴随PGC-1α表达水平的降低。通过腺病毒感染或者通过棕榈酸刺激的方法人为升高PGC-1α的表达水平能显著地抑制高糖诱导的平滑肌细胞增殖和迁移。相反地，通过siRNA抑制PGC-1α的表达可以模拟高糖对平滑肌细胞增殖和迁移的诱导作用。最后，机理研究显示PGC-1α对高糖诱导的血管平滑肌细胞增殖、迁移的抑制作用是通过抑制ERK1/2磷酸化来实现的。以上结果显示PGC-1α是高糖诱导的血管平滑肌细胞增殖和迁移的一个关键调控基因，而提高血管平滑肌细胞中PGC-1α的表达量可以作为抑制糖尿病性动脉粥样硬化发展的有效策略。 PGC-1α是心肌中线粒体生物合成及生物活性的主要调控因子，在心脏能量代谢中起着重要作用。PGC-1α及其靶基因表达的改变与心脏发育和疾病密切相关。法洛四联症(TOF)是最常见的紫绀性先天性心脏病，患者承受着全身性缺氧和持续性的右室负荷过载，他们依靠机体的一些适应性机制存活下来。通过检查法洛四联症病人的心肌标本，我们发现与正常人比较，TOF病人心肌细胞中线粒体数目明显增多，线粒体DNA的拷贝数也明显高于正常个体。而PGC-1α的表达水平在TOF病人心肌层中也显著上升，而且其mRNA水平和缺氧程度呈正相关性。此外，在心肌细胞系H9c2和原代培养的心肌细胞中，缺氧能显著诱导PGC-1α的表达水平;同时缺氧培养也能明显升高心肌细胞中和线粒体生物合成相关基因的表达以及线粒体DNA的拷贝数，细胞呼吸率测定显示缺氧培养显著增加了心肌细胞的线粒体代谢能力。进一步的机制研究表明缺氧诱导的PGC-1α的表达上升是通过激活AMPK通路来实现的。我们的这些结果表明缺氧诱导了心肌细胞中PGC-1α的表达量和线粒体的生物合成。而这些改变可能是心肌细胞为了增加ATP输出和减少低氧对心肌损伤的一种潜在的代偿机制。