人尿源干细胞对糖基化终末产物损伤的海绵体内皮细胞的修复作用及意义

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背景:勃起功能障碍(ED)是男性常见疾病,不仅影响男性的性行为,对个人情绪、两性关系、生活质量等也有着严重影响。在糖尿病性ED(DMED)的病理生理中,糖基化终末产物(AGEs)在很多关键步骤中起着重要作用。早在1997年就有研究发现DMED患者阴茎中有AGEs的积累,并推测AGEs通过影响诱导型一氧化氮合酶(iNOS)和内皮型一氧化氮合酶(eNOS)的表达来促进ED的发展。我们前期研究证实人尿源干细胞(USCs)可以作为细胞载体进行ED基因治疗,改善ED患者海绵体内皮及平滑肌功能,其来源广泛、取材方便、对机体无创。本项目首次尝试探究人尿源干细胞对糖基化终末产物损伤的海绵体血管内皮细胞(CCECs)的影响。对体外培养的CCECs进行AGEs处理,随后进行USCs共培养后检测细胞迁移、凋亡及氧化应激等各项指标,以期阐明USCs治疗DMED的可能分子机制,为临床开发简单、容易提取的ED干细胞联合基因治疗策略提供前期研究基础。寻找男性勃起功能障碍的治疗新的方法。目的:本项目基于前期系列研究结果,应用各种分子生物学的方法首先体外培养分离人尿源干细胞(USCs)及CCECs,然后分组进行USCs与AGEs影响的CCECs共培养,并检测氧化应激、凋亡、迁移、增殖等各项指标,以期发现和找到USCs保护AGEs损伤的CCECs的分子机制,建立DM ED细胞-基因治疗的重要平台。方法:体外培养大鼠阴茎海绵体血管内皮细胞,流式细胞仪鉴定其表面标志物,收集3名健康成年男性无菌尿液9份,分离、原代培养USCs,流式细胞仪鉴定USCs细胞表面标志物。将实验分为六组,分别为正常对照组:CCECs单独培养、干细胞上清组:CCECs+USCs上清条件培养基、干细胞组:CCECs+USCs共培养、AGEs组:CCECs+AGEs、AGEs+干细胞上清组:CCECs+AGEs+USCs上清条件培养基、AGEs+干细胞组:CCECs+AGEs+USCs共培养。在相应组别加入糖基化终末产物(200μg/ml)处理24小时后,CCK8法鉴定各组细胞增殖能力;Transwell检测各组细胞迁移能力;Annexin V法检测各组细胞凋亡情况;Elisa检测细胞SOD及GSH-PX酶活性;荧光定量PCR及Western Blot检测Bcl2、Bax、SOD、GSH-PX、ROS、eNOS目的基因的mRNA表达及蛋白含量表达水平。结果:成功分离培养人USCs,鉴定CD44,CD73,CD90,CD146分子表达强阳性,而CD31,CD45分子表达阴性。成功分离培养大鼠阴茎海绵体血管内皮细胞,流式细胞仪鉴定表型CD31阳性、CD90阴性。CCK8、Transwell、Annexin V实验显示各组中AGEs处理组增殖、迁移能力显著低于未加入AGEs组,凋亡情况高于未加入AGEs组。而USCs干预组增殖、迁移能力显著高于无USCs干预组,凋亡情况低于无USCs干预组。Elisa检测显示USCs干预组SOD、GSH-PX酶活性高于无USCs干预组。qPCR及Western Blot检测显示USCs干预组Bcl2、SOD、GSH-PX、eNOS目的基因mRNA表达及蛋白含量表达水平高于无USCs干预组;Bax、ROS表达水平低于无USCs组。结论:尿源干细胞取材简便广泛且无创,具有多向分化的潜能,是干细胞移植治疗DMED的一种理想细胞。糖基化终末产物对海绵体血管内皮细胞的增殖、迁移能力有损伤并使其凋亡增加,USCs能改善相关指标,对受AGEs损伤的CCECs具有保护作用。
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