调控基质细胞衍生因子-1招募内源性干细胞在勃起功能障碍治疗中的作用及机制

Erectile dysfunction (ED) seriously influence the quality of life, ED patients is expected up to 300 million people worldwide in 2025. It is important to find methods that can fix pathological changes and restore natural erection for ED patients. In recent years, low energy shock wave (LESW) has been widely investigated in clinical and basic research, though the mechanism of LESW in the treatment of disease is not clear. In the previous study, we found that LESW could significantly increase the number of EdU positive precursor/stem cells and the expression of stromal cell derived factor-1 (SDF-1) in rat penis. However, the mechanism of recruiting endogenous stem cells by LESW and SDF in treating ED is unclear. This study aims to explore the time and space expression of SDF-1 and the dynamic distribution of endogenous precursor/stem cells under the stimulation of LESW in a pelvic neurovascular injuries rat model, to investigate the synergy mechanism of recruiting endogenous stem cells by LESW and SDF in treating ED, and to further validate the above-mentioned mechanism in vitro. This research will be helpful for the development of a safe and effective treatment for ED and will improve the level of human reproductive health in future.

勃起功能障碍（ED）严重影响患者生活质量，预计2025年全球ED患者可达3亿人。研究能够修复ED病理变化和恢复自然勃起的治疗方法，是重要的科学问题。近年来低能量冲击波（LESW）在ED临床及基础研究得到广泛重视，而LESW治疗疾病的机理还不透彻。前期研究中，我们发现LESW可显著增加大鼠阴茎局部EdU阳性前体/干细胞数量和基质细胞衍生因子-1（SDF-1）表达。但是，LESW及SDF-1招募内源性干细胞治疗ED的机制还不清楚。本研究拟用骨盆神经血管损伤性ED大鼠模型，探明LESW对ED靶器官中SDF-1时空表达及体内内源性前体/干细胞动态分布的影响；应用SDF-1/CRISPRa技术提高阴茎局部SDF-1表达，探明SDF-1及其与LESW在招募体内前体/干细胞治疗ED中的协同作用机制；并在体外研究中，对上述机制进一步验证。本研究为开发安全有效的ED治疗方法和提高人类生殖健康水平有重要意义。

勃起功能障碍（ED），尤其是前列腺癌根治术后勃起功能障碍，严重影响了患者生活质量。低能量冲击波（LESW）作为一种无创治疗方式，在ED临床和动物ED动物模型中都显示了良好的治疗效果，但具体的作用机制仍不明确。本研究中，首先对大鼠双侧海绵体神经损伤大鼠模型进行动态研究，探索神经损伤性ED的机制及确定最佳治疗的时间。双侧海绵体神经夹伤组（BCNC）和双侧海绵体神经切除组（BCNR）勃起功能均下降，BCNR组勃起功能降低更明显，BCNC组勃起功能在第5周时恢复正常。建模后，BCNC组阴茎海绵体纤维化加重，平滑肌含量，内皮细胞含量，阴茎背神经和盆底神经节中神经丝蛋白因子NF表达量，一氧化氮合酶（NOS）阳性纤维含量都降低，并随着时间的延长而改善，其中，平滑肌含量在第5周时与Sham组无显著性差异。BCNR组阴茎海绵体，阴茎背神经和盆底神经节的病理变化程度明显比BCNC组严重，且修复能力低于BCNC组。双侧海绵体神经夹伤未破坏神经的连续性，随着神经的修复和重建，大鼠的勃起功能，阴茎海绵体平滑肌和内皮细胞恢复较快，而双侧海绵体神经切除后，神经再生速度和勃起功能恢复较慢。本研究建立的双侧海绵体神经夹伤性勃起功能障碍大鼠模型，最佳的治疗时间时是建模后3周内。BCNC模型构建后，经LESW干预治疗后，能后显著改善受损的勃起功能。LESW可显著增加大鼠阴茎局部EdU阳性前体/干细胞数量和基质细胞衍生因子-1（SDF-1）的表达，暗示LESW通过调节内源性干细胞的激活招募从而改善勃起功能障碍。