研究进展

６４ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｎｄｒｏｌｏｇｙＶ０１．２３Ｎｏ．１２００９

综述

勃起功能障碍的干细胞治疗研究进展

陈

岽综述

单玉喜＋审校

２１５００４）

苏州大学附属第二医院泌尿外科（苏州

勃起功能障碍（ｅｒｅｃｔｉｌｅｄｙｓｆｕｎｃｔｉｏｎ，ＥＤ）是指阴茎持续不能达到和维持充分的勃起以获得满意的性生活。美国ＭＭＡＳ（ＭａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓＭａｌｅ

Ａｇｉｎｇ

Ｓｔｕｄｙ）调查”１表明，４０．５０岁成年男性中ＥＤ的发生率为５４．８％（其中轻度２０％，中度２５．２％，重度９．６％）。ＥＤ作为男科中一种常见的疾病，往往给患者本人和家庭均带来极大的痛苦，且不利于社会和家庭的稳定与和谐。因此寻求有效治疗ＥＤ的方法成了当前的研究热点之一。

近２０多年来，有关勃起生理机制和ＥＤ病理生理机制的深入研究，推动了ＥＤ治疗的发展，目前临床上ＥＤ的治疗方式包括口服药物的无创性治疗和阴茎假体植入术、血管手术等有创性治疗。上世纪９０年代，由于西地那非等ＰＤＥｓ抑制剂的问世，ＥＤ治疗史又掀开了新的一页。然而，ＥＤ的病理生理机制复杂，牵涉到血管、神经、内分泌代谢等众多因素，以上各种方法治疗ＥＤ均有一定的适应证和禁忌证，如对糖尿病、前列腺癌根治术等所引起的ＥＤ，目前的治疗方式效果欠佳“’“，往往只能“治标”不能“治本”。理想的ＥＤ治疗方式应符合人类性行为的自然过程，且远期疗效确定。随着干细胞治疗技术的发展和应用，使之用于ＥＤ的治疗成为町能，有望成为一种“标本兼治”的理想ＥＤ治疗方式，目前在这方面已有一些初步的实验研究，取得了令人鼓舞的成果，本文复习了近期相关文献就此作一综述。

一、干细胞基本概念及分型

于细胞（ｓｔｅｍｃｅｌｌｓ，ＳＣｓ）是指那砦具有长期自我更新和产生全少一种终末分化细胞能力的细胞，就如同树的枝干，是一群结构和功能未特化的原始细胞。于细胞有两个重要的特点，一足自我更新，指的是干细胞在长期的细胞增殖过程中，每次细胞分裂后产牛的子代细胞中至少有一个（或Ｉ司时两个）还保持着Ｔ细胞的原始状态，即干细胞能够长期的进行自我复制；另一个重要的特点足分化能力，干细胞在特定条件下能够分化产生一种或多种终末细胞，分化后的终末细胞具有特殊的结构，能够执行特定的功能。

＋通讯作者，Ｅ—ｍａｉｌ：ｓｈｙｘ一１００２＠１６３．ｃｏｒｎ

万方数据

下细胞根据分化潜能ｆｆｌ高到低依次可分为全能型（ｔｏｔｉｐｏｔｅｎｔ）、多能型（ｐｌｕｒｉｐｏｔｅｎｔ）、多向潜能型（ｍｕｌｔｉｐｏｔｅｎｔ）等三种类氆。受精卵属于全能型干细胞，可以分化成任何细胞类型，从而可以发育成一个完整的个体（包括胚胎和支持胚胎发育的胎盘等胚外组织）。就人类而言，全能型干细胞只存在于胚胎发育的前三天，目前尚不能体外成功培养扩增全能型干细胞。胚胎干细胞（ｅｍｂｒｙｏｎｉｃｓｔｅｍ

ｃｅｌｌｓ，ＥＳＣｓ）、胚胎癌细胞（ｅｍｂｒｙｏｎａｌ

ｃａｒｃｉｎｏｒｍａ

ｃｅｌｌＳ，ＥＣＣｓ）、胚胎牛殖细胞（ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ

ｇｅｒｍ

ｃｅｌＩ

Ｓ，ＥＧＣｓ）则属于多能型于细胞，具有分化形

成三个胚层不同细胞类型的潜能，但不能分化出胎盘等胚外组织，其中胚胎干细胞足目前最具研究和应用价值的多能型干细胞。成体干细胞（ａｄｕｌｔ

ｓｔｅｍ

ｃｅｌｌ

Ｓ，ＡＳＣｓ）则属于多向潜能型下细胞，广泛存

在于成体的不同组织中，用于维持组织器官结构和功能的稳态，其分化能力与胚胎干细胞足有区别的，往往分化成局限在同一胚层或同一系统内的多种细胞类型，故也有人将其称为为单胚层多能性，而将胚胎Ｔ细胞称为三胚层多能性。但是大量研究发现，不同来源的成体干细胞町以跨胚层分化成其他的细胞类型，例如造血干细胞叮以分化成神经胶质细胞”１，因此成体干细胞也具有一定的多能性分化能力”’…。

很多人类疾病与特定器官、组织、细胞的损伤或功能障碍有关，如糖尿病、心血管疾病、帕金森氏症等¨４１，而通过替代治疗（ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｔｈｅｒａｐｙ）使受损的组织器官和细胞再生，恢复其功能足治疗这些疾病的理想方法。目前临床Ｅ进行的替代治疗多来自于供体捐献，而供体来源匮乏是当前替代治疗面临的最大困境，干细胞由于其具有自我更新和多向分化能力，是替代治疗最佳的“种子细胞”。干细胞分化的多种细胞类型可用于细胞替代治疗，将其与组织工程技术结合，甚至能在实验室中培育出可用于移植的各种组织和器官。目前造血干细胞

（ｈｅｍａｔｏｐｏｉｅｔｉｃ

ｓｔｅｍｃｅｌｌｓ，ＨＳＣｓ）移植已经用于

白血病的临床治疗，取得了较好的疗效，成为干细胞替代治疗的先锋。亦有研究报道”…运用骨髓１二细

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中国男科学杂志２００９年第２３卷第１期６５

胞（ｂｏｎｅ

ｍａｒｒｏｗｓｔｅｍ

ｃｅｌｌｓ，ＢＭＳＣｓ）修复受损的心脏组织等。

二、干细胞在ＥＤ治疗中的应用

不同类型的ＥＤ其病因和发病机制也各不相同，治疗时往往是针对其中某一环节或因素进行靶向性的干扰或纠正，因此对不同类型的ＥＤ必须深入细致的研究其病理生理机制，而后才能进行治疗的选择。但这样治疗往往只能针对某些凶素，而忽略其他凶素，不能做到面而俱到，综合治疗，因而疗效有限。运用干细胞治疗ＥＤ一方面可以完全取代受损或死亡的阴攀组织细胞，另一方面可以分泌一些因子修复功能受损的阴茎组织细胞，这样治疗既能做到“一劳永逸”的替代，又不需要对复杂的ＥＤ发病因素一一厘清。目前干细胞治疗ＥＤ尚处在动物实验研究阶段，运用的干细胞包括胚胎干细胞和各种来源的成体干细胞。

（一）胚胎千细胞（ＥＳＣｓ）

受精卵发育到囊胚期，分离其中囊胚的内细胞团，在体外合适条件下培养即可获得胚胎下细胞（ＥＳＣｓ），’此外，目前尚可以通过体细胞核移植技术即治疗性克隆技术“¨制造出具有与供核体细胞基凶组完全相同的胚胎干细胞。ＥＳＣｓ可在体外无限增殖，并能分化为体内任何一种细胞类型，因此ＥＳＣｓ有可能成为一个取之不尽、用之不竭的人类零部件加工厂。

２００４年美国加州大学的一个研究小组将ＥＳＣｓ用于神经源性ＥＤ的治疗““，这是目前干细胞治疗ＥＤ的最早记录。在这项研究中研究人员首先从大鼠的囊胚分离获得ＥＳＣＳ，再将脑源性神经营养因子

（ｂｒａｉｎ—ｄｅｒｉｖｅｄｎｅｕｒｏｔｒｏｐｈｉｃ

ｆａｃｔｏｒ，ＢＤＮＦ）转染

入ＥＳＣｓ，从而获得神经性胚胎干细胞（ｎｅｕｒａｌｅｍ．

ｂｒｙｏｎｉｃｓｔｅｍ

ｃｅｌｌｓ，ＮＥＳＣｓ）。实验大鼠分为四组，

Ａ组为假手术组，另三组大鼠均先将双侧阴茎海绵体神经钳夹损伤，Ｂ组将干细胞培养基注入阴茎海绵体，Ｃ组将ＮＥＳＣｓ注入盆腔神经节（ｍａｊｏｒ

ｐｅｌｖｉｃ

ｇａｎｇｌｉｏｎ，ＭＰＧ），Ｄ组将ＮＥＳＣｓ注入阴茎海绵体。３个月后通过检测阴茎海绵体内压（ｉｎｔｒａｃａｖｅｒｎｏｓａｌｐｒｅｓｓｕｒｅ，ＩＣＰ）评估勃起功能，并取ＭＰＧ和阴茎组织通过组织化学法检测其中的神经丝及一氧化氮合酶

（Ｎ０

Ｓ）阳性神经纤维含量。实验结果表明：

ＮＥＳＣｓ能显著改善神经源性ＥＤ大鼠的勃起功能，并且提高ＭＰＧ和阴茎组织中神经丝及ＮＯＳ阳性神经纤维含量。

（二）成体干细胞（ＡＳＣｓ）

尽管ＥＳＣｓ具有一些无可比拟的优势，但将其真

万方数据

正应用于临床替代治疗还有很多技术性问题亟待解决，如ＥＳＣＳ的致瘤性、定向分化效率以及移植导致的免疫排斥等；其次ＥＳＣｓ的分离需要破坏早期的人类胚胎，因此ＥＳＣｓ的研究和应用尚存在伦理性问题。而成体干细胞（ＡＳＣＳ）则可以取自患者自身的各种组织，获取相对容易，由于源于患者自身，故不存在免疫排斥的问题和伦理道德上的压力，而且ＡＳＣＳ也具有一定的多向分化潜能，因而目前ＡＳＣｓ的研究和应用较ＥＳＣｓ更受关注，在有关ＥＤ的干细胞治疗研究中亦是如此。

ｌ。间充质干细胞（ｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌｓｔｅｍｃｅｌｌｓ，

ＭＳＣＳ）：间充质干细胞（ＭＳＣＳ）是来源于中胚层的成体下细胞，广泛存在于全身结缔组织和器官间质中，以骨髓组织中含量最为丰富，此外还存在于胎儿脐血、胎盘、肝脏、’脂肪等多种组织中“’”’。ＭＳＣｓ具有高度增殖、‘自我更新和多向分化潜能，在不同诱导条件下，可分化为软骨、骨、骨骼肌、肌腱、脂肪等中胚层细胞，同时还可以向外胚层的神经细胞和内胚层的肝卵圆性细胞分化”’”１。

目前ＭＳＣｓ应用于ＥＤ治疗尚处在早期阶段，相关研究报道为数不多，Ｂｉｖａｌａｃｑｕａ和Ｄｅｎｇ领导的研究小组在这方面作了最早的探索，经过多年的研究取得一些积极的成果…。…。他们先将内皮源性ＮＯＳ（ｅＮＯＳ）基因通过腺病毒转染入鼠源性骨髓问充质干细胞（ｒＭＳＣｓ），．随后将转染和未转染ｅＮＯＳ基因的ｒＭＳＣｓ分别注入老龄大鼠阴茎中，７ｄ后发现ｒＭＳＣｓ已附着于内皮组织上，２ｌｄ后发现ｒＭＳＣｓ可分化成内皮细胞，同时阴茎组织中ｅＮＯＳ和ｃＧＭＰ的表达增加，老龄大鼠的勃起功能亦得到显著改善，且转染ｅＮＯＳ基因较未转染ｅＮＯＳ基因的ｒＭＳＣｓ疗效更佳。２００７年来自韩国的Ｓｏｎｇ所领导的研究小组将经过永生化处理的人源性骨髓间充质干细胞（ｈＭＳＣｓ）植入健康年轻大鼠的阴茎，两周后取阴茎组织标本检测发现阴茎组织中有内皮细胞和平滑肌细胞特异性抗原的表达，这表明ｈＭＳＣｓ具有向内皮细胞和平滑肌细胞分化的潜能，从而有望用于血管性ＥＤ的治疗ｕ…。国内谭艳所领导的研究小组尝试将ＰｎＮｏｓ基因修饰的自体骨髓间充质干细胞移植用于治疗糖尿病性ＥＤ，此项课题于２００６年已获得国家自然科学基金资助（项日编号３０６００６１４／Ｃ０３０３０３０５）。

２．肌源性Ｔ细胞（ｍｕｓｃｌｅ．ｄｅｒｉｖｅｄ

ｓｔｅｍｃｅｌｌｓ，

ＭＤＳＣｓ）：肌源性干细胞（ＭＤＳＣＳ）是肌肉组织中特有的成体干细胞，长期以来一直被认为是单能干细胞，但近年来的一系列研究表明，ＭＤＳＣｓ不仅

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具有强大的自我更新能力¨“，而且在体外适当的刺激下能分化为肌肉、内皮细胞、骨细胞以及神经细胞等¨‘“１，具有多向分化潜能。

目前ＭＤＳＣｓ已被用于一些泌尿外科疾病的治疗研究中弘…，而在ＥＤ治疗中的应用则刚刚起步，最早的研究报道是２００６年Ｋｉｍ等将ＭＤＳＣｓ用于神经源性ＥＤ的治疗““。他们先从雌性大鼠骨骼肌中分离获得ＭＤＳＣｓ，接着将ＭＤＳＣｓ注入大鼠阴茎海绵体，另有假手术组将平衡盐液注入阴茎海绵体，随之将大鼠双侧海绵体神经横断损伤，分别于２周和４岗后检测ＩＣＰ，并取阴茎组织通过组织化学法检测神经标志蛋白ＰＧＰ９．５的表达分布，结果表明２周和４周后实验组的ＩＣＰ和ＰＧＰ９．５的表达均明显高于假手术组，这表明ＭＤＳＣｓ注入阴苇海绵体有助于损伤的勃起神经恢复，从而改善神经源性ＥＤ大鼠的勃起功能。最近Ｎｏｌａｚｃｏ等的一项研究¨训表明：将ＭＤＳＣｓ植入老龄大鼠的阴茎可以分化成平滑肌细胞

（ｓｍｏｏｔｈｍｕｓｃｌｅｃｅｌｌｓ，ＳＭＣｓ），并且可以显著改

善老龄大鼠的勃起功能。

３．神经嵴干细胞（ｎｅｕｒａｌ

ｃｒｅｓｔ

ｓｔｅｍｅｅｌｌＳ，

ＮＣＳＣ

Ｓ）：神经嵴干细胞（ＮＣＳＣＳ）即外周神经

系统干细胞，起源于胚胎期的神经管背侧，与中枢神经系统Ｔ细胞在形态学上有着显著不同，ＮＣＳＣｓ可表达低亲和力神经营养凶子受体ｐ７５ＮＴＲ，不能分化出少突胶质细胞，而中枢神经系统于细胞与之恰元、神经胶质、色素细胞、骨及软骨等““。

２００８年亦是Ｓｏｎｇ所领导的研究小组首次将经过茎，两周后取阴攀组织标本通过免疫荧光染色检测４．脂肪干细胞（ａｄｉｐｏｓｅｔｉｓｓｕｅ—ｄｅｒｉｖｅｄｓｔｅｍＳ研究和应用的序万方数据

Ｌｕｅ所领导的研究小组经过多年研究发现ｐ＾”１，ＡＤＳＣｓ可以诱导分化成神经元样细胞，且这一分化是通过ＩＧＦ—Ｉ信号通路介导的。通过后续的研究，他们发现”引ＡＤＳＣｓ在体外可以增强来自于大鼠骨盆神经节的神经轴突牛长。基于此，他们相信ＡＤＳＣｓ有望用于神经源性ＥＤ的治疗”…。

三、展望

目前ＥＤ的基冈治疗方兴未艾，显示出良好的应用前景ｐ“，｛Ｈ．随着研究的深入人们发现单独采用基因治疗存在着基因的随意表达、诱发宿主的炎症反应、病毒载体的致病性等安全性问题ｐ“，且需要反复导入才能保持其勃起功能，长期稳定表达的效率并不高¨…。干细胞具有很强的自我扩增能力，能够耐受基因导入后长时间的筛选过程，一旦与外源基凶整合，单个稳定表达的细胞就能无限扩增成为稳定的转基【大】细胞系用于研究，而且这样可以减少了基因直接用于人体治疗的未知不良影响。因此，在ＥＤ治疗中可以先在体外培养的干细胞中完成对基因的改造和修饰，再利用于细胞作为基因治疗的载体进行移植入阴茎，目前在这方面已有一些初步研究，取得了良好的效果”‘“１。

迄今为止，用于ＥＤ治疗研究的干细胞均为外源性，那么阴茎组织自身足否存在干细胞？２００５年Ｖｅｍｅｔ等Ⅲ’报道体外培养的阴摹白膜细胞具有成骨和成纤维分化的潜能，且在其中发现有Ｔ细胞抗原标志物的表达。２００８年Ｎｏｌａｚｃｏ等¨引报道在阴茎海绵体组织中亦有干细胞抗原标志物的表达。如果阴茎组织中确实存在干细胞，通过调节休眠的阴茎干细胞活性，刺激其增殖，从而取代损伤或功能障碍的阴攀组织，这将有望成为干细胞治疗ＥＤ的新思路和新途径。

于细胞及其相关技术的发展为ＥＤ的治疗研究注入了新的生机，但Ｔ细胞治疗ＥＤ距离真正临床应用还有一段漫长的征途，尚有许多悬而未决的难题亟待解决，如干细胞维持不分化的分子机制及其定向诱导分化的机制尚不明确，如何分离、鉴定干细胞，干细胞在体外长期培养的安全性，等等。尽管如此，我们还足有理由相信，通过持久而深入的研究，干细胞治疗有望成为ＥＤ的“根治性”治疗方法。

关键词勃起功能障碍：

干细胞

中图分类号

Ｒ６９８．１

参考文献

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