1、ESCs
如前所述,盡管ESCs具有強(qiáng)大的分化能力,但受制于倫理等方面的限制,ESCs的研究進(jìn)展緩慢。2004年,研究發(fā)現(xiàn)腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子基因轉(zhuǎn)染的Escs可以在大鼠體內(nèi)促進(jìn)受損的海綿體神經(jīng)修復(fù),并可改善勃起功能,其原因可能是干細(xì)胞本身可在神經(jīng)損傷部位分化成 神經(jīng)細(xì)胞,并且干細(xì)胞可分泌一系列的生長(zhǎng)因子,例如BDNF、神經(jīng)生長(zhǎng)因子
2、 MDSCs
MDScs是存在于肌肉組織中的一種Ascs,容易獲取,不存在倫理問(wèn)題,很少存在免疫排斥并且致瘤性較小,這使MDSCs成為一種較為理想的干細(xì)胞治療和組織工程材料。2006年,有研究將MDSCs首次注射入海綿體神經(jīng)受損的大鼠來(lái)治療ED,結(jié)果發(fā)現(xiàn)受損的神經(jīng)修復(fù)加速。勃起功能也大幅改善,其可能的機(jī)制包括阻止神經(jīng)的萎縮以及分化成神經(jīng)細(xì)胞。2008年,有研究發(fā)現(xiàn)MDSCs注射入老年大鼠的陰莖海綿體后可以分化成為平滑肌細(xì)胞,并且認(rèn)為外源性的干細(xì)胞植入和內(nèi)源性的干細(xì)胞調(diào)控都可以成為治療老年性ED的可行方法。2009年,有研究發(fā)現(xiàn)用CD34抗體和磁珠細(xì)胞選擇系統(tǒng)(magnetic dynabeads ceU selection system)純化的人MDSCs可以表達(dá)大量的干細(xì)胞標(biāo)記CD34和成肌細(xì)胞標(biāo)記CD56,并且可用于治療。2010年,有研究者將有MDSCs種植的海綿體脫細(xì)胞基質(zhì)移植入兔的陰莖白膜中,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在手術(shù)部位所有的觀測(cè)時(shí)間點(diǎn)中實(shí)驗(yàn)組的細(xì)胞數(shù)目和排列方式都優(yōu)于對(duì)照組,并且實(shí)驗(yàn)組內(nèi)q.平滑肌肌動(dòng)蛋白和eNOS陽(yáng)性的細(xì)胞更多,這些證據(jù)說(shuō)明MDSCs種植的海綿體脫細(xì)胞基質(zhì)可以在體內(nèi)形成與局部類似的組織結(jié)構(gòu)。
3、 ADSCs
1999年,在脂肪組織的基質(zhì)部分中首次發(fā)現(xiàn)了ADSCs。ADSCs具備一切干細(xì)胞應(yīng)有的特點(diǎn),例如分化和自我更新的能力。由于脂肪組織易于獲取,分離得到的ADSCs相對(duì)較多,因此ADScs是一種非常具有優(yōu)勢(shì)的干細(xì)胞治療材料。2006年,Ning等首次發(fā)現(xiàn)ADSC8可以通過(guò)IGF-1信號(hào)通路被異丁基甲基黃嘌呤(isobutylmethylxanthine)誘導(dǎo)分化成為類神經(jīng)元細(xì)胞,此研究最大的意義在于揭示了ADscs可用于治療神經(jīng)的退行性病變,包括神經(jīng)源性ED。2008年,在預(yù)實(shí)驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)ADScs可以改善雙側(cè)海綿體神經(jīng)受損大鼠的勃起功能,可能的機(jī)制包括ADSCs分化成為內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞,ADSCs分泌的生長(zhǎng)因子可以增強(qiáng)局部干細(xì)胞的修復(fù)功能或促使其他部位的干細(xì)胞遷移至陰莖受損部位,lGF-1促進(jìn)局部細(xì)胞功能的修復(fù),以及生長(zhǎng)分化因子-5(growth differentiation factor-5,GDF-5)可保護(hù)勃起功能。2009年,ADSCs被首次 證實(shí)可通過(guò)成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子信號(hào)通路轉(zhuǎn)化為內(nèi)皮細(xì)胞,此前的研究都傾向于認(rèn)為血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子在此過(guò)程中扮演著主要角色值得注意的是,有研究認(rèn)為維生素C同樣起著重要的作用,其機(jī)制應(yīng)該是保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞免于過(guò)量氧自由基的損傷。2010年發(fā)表了大量關(guān)于ADSCs的研究,首先,ADsCs被注射入大鼠陰莖海綿體來(lái)觀察其對(duì)高血脂導(dǎo)致的ED的治療作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組的勃起功能明顯優(yōu)于對(duì)照組,在實(shí)驗(yàn)組大鼠陰莖組織中發(fā)現(xiàn)了更多的內(nèi)皮細(xì)胞和神經(jīng)型一氧化氮合酶(neumnal nitric oxide sylltllase,nNOs)陽(yáng)性的神經(jīng)纖維,在此治療過(guò)程中,ADSCs的分化功能和旁分泌功能被認(rèn)為是可能的機(jī)制;其次,ADSCs在被注射入Zucker
糖尿病肥胖大鼠(Zuckerdiabetic fatty,ZDF)的陰莖海綿體后,勃起功能改善明顯,實(shí)驗(yàn)組大鼠陰莖海綿體組織的凋亡過(guò)程被抑制,并且保留了更多的內(nèi)皮細(xì)胞,盡管在實(shí)驗(yàn)組大鼠陰莖組織內(nèi)發(fā)現(xiàn)了事先標(biāo)記的ADSCs,但研究人員依舊認(rèn)為旁分泌是ADSCs發(fā)揮作用的主要途徑,將ADSCs裂解液注入雙側(cè)海綿體神經(jīng)受損的大鼠陰莖海綿體后,勃起功能較對(duì)照組有明顯改善,nNOS陽(yáng)性的神經(jīng)及平滑肌被大量修復(fù),纖維化被抑制.
最后,有研究發(fā)現(xiàn)ADSCs分泌的CxC趨化因子配體-5(CxC chemokine ligand-5,CxcL5)是對(duì)照細(xì)胞的若干倍,并且發(fā)現(xiàn)cxCL5可以促進(jìn)ADsCs的趨化并促進(jìn)血管的形成舊引,促進(jìn)大鼠盆神經(jīng)節(jié)神經(jīng)纖維的生長(zhǎng),激活Schwann細(xì)胞內(nèi)的Janus激酶/信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子信號(hào)通路。因此,CXCL5可能是ADSCs可改善海綿體神經(jīng)損傷大鼠勃起功能的關(guān)鍵因子。
4、 BMSCs
基于BMscs具備向受損組織動(dòng)員、分化以及可基因改造的能力,它們已經(jīng)被大量用于ED的臨床前期治療。2003年,通過(guò)腺病毒轉(zhuǎn)染,內(nèi)皮型eNOS基因被首次轉(zhuǎn)移到體外培養(yǎng)的大鼠BMSCs中,此后的21天中,轉(zhuǎn)染后的BMSCs持續(xù)大量表達(dá)eNOS并且仍保持分化的能力,將這些BMSCs注射入老年大鼠的陰莖海綿體后,陰莖中eNOS的表達(dá)顯著增加,勃起功能也顯著改善。2007年,有研究發(fā)現(xiàn)無(wú)論是否經(jīng)過(guò)eNOS基因轉(zhuǎn)染,BMSCs都可以改善老年大鼠的勃起功能,其機(jī)制包括增加eNOS表達(dá)、改善eNOs/cGMP信號(hào)通路轉(zhuǎn)導(dǎo)以及分化成內(nèi)皮細(xì)胞和陰莖平滑肌細(xì)胞,另外,注射入大鼠陰莖中的BMSCs可以使用MRI來(lái)跟蹤監(jiān)測(cè)。在ED患者的陰莖中,BMsCs同樣可以分化成內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞口,這些新細(xì)胞與成熟的內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞是否完全一樣尚不明了,但是體內(nèi)內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞的損傷會(huì)加速BMSCs的分化。2010年,有研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)由p75神經(jīng)生長(zhǎng)因子受體分離的BMSCs在注射入海綿體神經(jīng)受損的大鼠后,通過(guò)分泌大量的FGF、NGF、VEGF、BDNF以及胰島素樣生長(zhǎng)因子可以顯著改善勃起功能。BMScs也可以通過(guò)修復(fù)陰莖中的內(nèi)皮和平滑肌改善糖尿病大鼠的勃起功能。在用BMscs治療老年大鼠ED的過(guò)程中發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)期隨訪組的治療效果要優(yōu)于短期隨訪組,其機(jī)制可能包括BMscs改善eNOs/cGMP信號(hào)通路,并且分化為內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞。2008年,有研究發(fā)現(xiàn)VEGF基因修飾的BMSCs同樣可以通過(guò)修復(fù)內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞來(lái)改善糖尿病大鼠的勃起功能。
以上研究報(bào)道均認(rèn)為BMSCs治療ED的機(jī)制包括分化成受損細(xì)胞或者經(jīng)旁分泌途徑,雖然對(duì)于哪條途徑為主仍存在爭(zhēng)議,然而有越來(lái)越多的證據(jù)支持后者為主要的機(jī)制。有研究發(fā)現(xiàn)BMSCs的治療效果在注射第3天后就已經(jīng)顯現(xiàn),而3天還不足以讓注射的BMSCs遷移至受損部位并分化,且更令人信服的證據(jù)是BMSCs的裂解液和條件培養(yǎng)基同樣具有治療效果。
5 、內(nèi)皮祖細(xì)胞(endothelial progenitor stem ceUs,EPCs)
盡管如上所述,EPCs已經(jīng)被用來(lái)預(yù)測(cè)血管源性ED,但是利用EPCs來(lái)治療ED的研究卻很少。2010年,有研究首次嘗試向陰莖中注射VEGF基因轉(zhuǎn)染的EPCs,結(jié)果顯示糖尿病大鼠的勃起功能明顯改善,其可能的機(jī)制包括VEGF表達(dá)增多、促進(jìn)血管形成以及分化為血管內(nèi)皮細(xì)胞。
6 、腦干細(xì)胞(bmin derived stem ceUs,BDSCs)
已經(jīng)有相關(guān)的研究涉及中樞神經(jīng)系統(tǒng)來(lái)源的干細(xì)胞,有證據(jù)顯示其可分化為平滑肌細(xì)胞,因此也可以作為治療ED的一種新型的干細(xì)胞材料。2009年,song等刊的研究小組將用綠色熒光蛋白標(biāo)記的大鼠胎兒BDSCs注射入大鼠陰莖中,6周后,發(fā)現(xiàn)注射入的BDSCs已經(jīng)分化成為陰莖平滑肌細(xì)胞,并且大約有30%~40%的新生細(xì)胞表達(dá)平滑肌細(xì)胞的標(biāo)記。盡管BDSCs的來(lái)源有限,但仍不失為一種值得繼續(xù)探索的陰莖平滑肌組織修復(fù)的干細(xì)胞材料。
7 、神經(jīng)嵴干細(xì)胞(neural cr;est stem ceUs,NCSCs)
NCSCs是周圍神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞的前體細(xì)胞。已經(jīng)有相當(dāng)數(shù)量的研究表明NCSCs可誘導(dǎo)結(jié)締組織、平滑肌細(xì)胞、骨骼肌細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的再生。2008年,有研究嘗試?yán)萌薔CSCs修復(fù)陰莖海綿體,組織染色結(jié)果顯示NCSCs可分化為內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞,即新生的細(xì)胞可表達(dá)上述兩種細(xì)胞的標(biāo)記。
8 、臍帶血干細(xì)胞(umbilical cord blood stem ceUs,UCBSCs)
UcBscs較易獲得,是一種很有吸引力的AScs。2010年,有研究顯示ucBscs可顯著改善糖尿病患者的勃起功能‘例,并且患者的血糖水平有所下降,但其具體機(jī)制不明,目前傾向于尚未明確的干細(xì)胞旁分泌功能。
9、 神經(jīng)膠質(zhì)祖細(xì)胞(dial restricted progenitor ceUs,GRPCs)
2011年,Nout等GRPCS與cAMP注射入脊髓損傷的大鼠,結(jié)果發(fā)現(xiàn)大鼠的自主神經(jīng)功能獲得了一定程度的修復(fù),例如24 h內(nèi)發(fā)生的勃起次數(shù),說(shuō)明GRPCs具備治療脊髓損傷ED患者的潛力。