CRISPRa激活脂肪干细胞RXFP1基因治疗糖尿病勃起功能障碍及其机制研究

Endothelial dysfunction and fibrosis of the penis are important pathogenesis of diabetic erectile dysfunction (ED) and are the main reasons for the poor therapeutic effect of current treatments. In recent years, studies have shown that RXFP1 can play a protective role of endothelial function, vasodilation and anti-fibrosis in a variety of diseases of cardiovascular system, but there is no report of its use for ED treatment. In previous stady, we found lower expression of RXFP1 in penile tissue of diabetic rats, and activation of RXFP1 can significantly improve penile erectile function. It is known that genetically modified ADSCs have stronger cell viability and paracrine function than ADSCs alone and show a better application prospect in ED treatment. In this study, we will use the CRISPRa technology to activate the RXFP1 gene (RXFP1-ADSC) in ADSC stably and efficiently, and to explore the effect of RXFP1 on ADSC activity and function in vitro. In addition, endothelial function, smooth muscle relaxation, tissue oxidative stress and fibrosis will be meatured in vivo to further elucidate the mechanism of RXFP1-ADSC in improving diabetic ED. It is expected to find a new and effective method for the treatment of diabetic ED.

阴茎海绵体内皮功能障碍及组织纤维化是糖尿病勃起功能障碍（ED）的重要发病机制，也是目前各种治疗效果欠佳的主要原因。近来研究表明，松弛素受体1（RXFP1）可在多种心血管疾病中发挥保护内皮功能、舒张血管、抑制氧化应激和抗组织纤维化等多重作用，但尚无将其用于ED治疗的报道。申请者前期发现糖尿病ED大鼠阴茎海绵体内RXFP1表达降低，而激活RXFP1可显著改善阴茎勃起功能。已知基因修饰的脂肪干细胞（ADSC）比单纯ADSC具有更强的细胞活力及旁分泌功能，在ED治疗领域展现出更好的应用前景。本课题拟在此基础上用CRISPRa技术稳定高效激活ADSC中RXFP1基因（RXFP1-ADSC），从体外水平探究RXFP1对ADSC活力及功能的影响，并在体内水平从内皮-平滑肌功能、组织氧化应激及纤维化多重角度深入阐明RXFP1-ADSC改善糖尿病ED的机制，有望为糖尿病ED的治疗找到一种卓有成效的新方法。

糖尿病勃起功能障碍（ED）药物治疗效果不理想。研究显示，阴茎海绵体内皮功能障碍及组织纤维化是其重要发病机制，也是目前各种治疗效果欠佳的主要原因之一。松弛素受体1（RXFP1）可在多种心血管疾病中发挥保护内皮功能、舒张血管和抗组织纤维化等多重作用。基因修饰的脂肪干细胞（ADSCs）在ED治疗领域展现出较好的应用前景。本项目在前期研基础上，利用CRISPRa技术稳定高效激活ADSCs中RXFP1基因（RXFP1-ADSCs），从体外水平探究RXFP1对ADSCs活力及功能的影响，并在体内水平从内皮-平滑肌功能、细胞凋亡及纤维化等多重角度探讨RXFP1-ADSCs对糖尿病勃起功能的保护作用和机制。.本课题组利用CRISPRa技术建立了可以稳定高表达RXFP1基因的ADSCs，从体外研究RXFP1对高糖环境下ADSCs活力及功能的影响，并从体内水平对RXFP1-ADSCs在糖尿病ED大鼠模型改善大鼠勃起功能的机制进行相关研究。我们的研究得出一下结果：（1）利用CRISPRa技术构建高表达RXFP1基因的ADSCs;（2）高糖环境下，ADSCs凋亡率上升，旁分泌功能受损；过表达RXFP1可提高ADSCs活力，同时增加细胞上清中VEGF和bFGF含量，改善细胞旁分泌功能；(3)成功建立糖尿病ED大鼠模型；（4）RXFP1-ADSCs局部注射联合松弛素2持续皮下给药后，糖尿病大鼠的勃起功能得到一定程度的改善；（5）RXFP1-ADSCs联合松弛素2可改善内皮-平滑肌含量及功能（6）糖尿病ED大鼠阴茎海绵体中的纤维化程度增加，RXFP1-ADSCs及松弛素2可以改善海绵体纤维化，这可能是其作用机制之一；（7）糖尿病ED大鼠阴茎海绵体中细胞凋亡水平增加，RXFP1-ADSCs及松弛素2可减少细胞凋亡，增加海绵体内皮细胞和平滑肌细胞的数量。.本项目利用松弛素和CRISPRa过表达脂肪干细胞RXFP1基因探索了RXFP1在糖尿病ED中的作用机制。我们的研究发现，松弛素2和RXFP1的激活可以提高内皮-平滑肌含量及功能，降低海绵体纤维化和细胞凋亡水平，改善勃起功能。该发现或为糖尿病ED的治疗提供了一个新的方法。