脂肪干细胞促进血管内皮祖细胞增殖和分化治疗糖尿病性勃起功能障碍及其机制的研究

The core of the pathogenesis of diabetic erectile dysfunction (DED) is the penile endothelial dysfunction, and the existing treatment is not effective enough. Endothelial progenitor cells (EPCs) can differentiate into vascular endothelial cells and improve erectile function, but after they transplant their decreased proliferation and differentiation limit their efficacy and application. We found that adipose stem cells (ADSCs) can promote the proliferation and differentiation of EPCs, but the mechanism is not fully elucidated. Therefore, we first proposed that ADSCs can promote the proliferation and differentiation of EPCs and treat DED by repairing damaged penile endothelial function. We intend to carry out the co-culture experiments of ADSCs and EPCs, and the transplantation experiments in the DED rat model, using immunohistochemistry, PCR and other methods, in order to obtain reliable evidence of ADSCs promoting the proliferation and differentiation of EPCs in vitro and in vivo, reveal its mechanism from the cellular and molecular levels, and evaluate the efficacy and safety of ADSCs and EPCs transplantation to treat DED. The project will clarify the mechanism of ADSC promoting the proliferation and differentiation of EPCs, and provide adequate scientific basis for transplantation therapy of DED.

糖尿病性勃起功能障碍(DED)发病率高、疗效差，其核心发病机制是阴茎海绵体血管内皮功能障碍。单一的内皮祖细胞(EPCs)移植疗效不佳，我们研究发现EPCs虽可分化为血管内皮细胞，但因移植后其增殖、分化能力下降，限制了其疗效和应用。我们进一步研究发现脂肪干细胞(ADSCs)可促进EPCs增殖和分化，但其作用机制尚未阐明。因此，我们提出通过ADSCs促进EPCs增殖和分化来修复受损的血管内皮功能，从而治疗DED的科学设想。本项目拟通过ADSCs和EPCs体外共培养实验和在DED大鼠模型上的联合移植实验，采用免疫组化、Western blot、RT-PCR等方法，旨在获得ADSCs促进EPCs增殖和分化的可靠证据，评价ADSCs和EPCs联合移植治疗DED的有效性和安全性，本项目将阐明ADSCs促进EPCs增殖和分化的作用机制，为确立EPCs和ADSCs联合移植作为DED治疗新方法提供科学依据。

糖尿病性勃起功能障碍(DED)的核心发病机制为糖尿病性海绵体血管内皮功能障碍，现有疗法对其疗效不佳。血管内皮祖细胞（EPCs）可以定向分化为血管内皮细胞，但单纯EPCs移植治疗DED效果不佳，主要原因为移植后EPCs的增殖和分化能力下降。我们的前期研究发现脂肪干细胞（ADSCs）在体外能够促进EPCs的增殖和分化，但具体作用机制尚未被阐明。在本研究中我们通过ELISA实验发现ADSCs可以旁分泌多种细胞生长因子，其中有多种因子为EPCs增殖和分化所必须，接着通过体外Transwell共培养实验进一步验证了ADSCs在体外可以促进EPCs的增殖和分化，其作用机制为旁分泌作用，而非直接接触作用。接着，我们通过腹腔注射链脲佐菌素（STZ）的方法建立DMED大鼠模型后，将EPCs联合ADSCs通过海绵体注射治疗DMED大鼠，对照组为单纯阴茎海绵体注射EPCs或ADSCs或PBS，注射28天后，细胞治疗组大鼠的海绵体内压（ICP）和海绵体内压/平均动脉压（ICP/MAP）均较PBS组显著提高（p<0.05），其中联合治疗组升高最显著（p<0.05）。Western Blot和免疫荧光结果显示细胞治疗后DED大鼠的海绵窦内皮细胞标志物CD31和eNOS表达均较PBS组显著升高，其中联合治疗组的升高最显著（p<0.05）。免疫组化结果显示，联合组和ADSCs组治疗后大鼠阴茎背神经内神经标志物nNOS较PBS组显著升高(p<0.05)，而EPCs组较PBS组无明显改善（p>0.05）。Masson染色结果提示联合治疗组阴茎海绵体平滑肌/胶原比值较其他3组显著升高（p<0.05）。治疗结束后，细胞治疗组阴茎海绵体内均未发现巨噬细胞浸润。本研究表明ADSCs可以通过旁分泌作用促进EPCs的增殖和分化，二者联合移植可以通过改善海绵窦内皮功能和增加平滑肌/胶原比值，以及促进阴茎背神经的修复，显著改善DED大鼠的勃起功能，并且不会引起阴茎局部炎症反应。本项目将阐明 ADSCs 促进 EPCs 增殖和分化的作用机制，为确立 EPCs 和 ADSCs 联合移植作为 DED 治疗新方法提供科学依据。