1、ESCs
如前所述,盡管ESCs具有強大的分化能力,但受制于倫理等方面的限制,ESCs的研究進展緩慢。2004年,研究發(fā)現(xiàn)腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子基因轉(zhuǎn)染的Escs可以在大鼠體內(nèi)促進受損的海綿體神經(jīng)修復,并可改善勃起功能,其原因可能是干細胞本身可在神經(jīng)損傷部位分化成 神經(jīng)細胞,并且干細胞可分泌一系列的生長因子,例如BDNF、神經(jīng)生長因子
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)受損的大鼠來治療ED,結(jié)果發(fā)現(xiàn)受損的神經(jīng)修復加速。勃起功能也大幅改善,其可能的機制包括阻止神經(jīng)的萎縮以及分化成神經(jīng)細胞。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胞,并且認為外源性的干細胞植入和內(nèi)源性的干細胞調(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抗體和磁珠細胞選擇系統(tǒng)(magnetic dynabeads ceU selection system)純化的人MDSCs可以表達大量的干細胞標記CD34和成肌細胞標記CD56,并且可用于治療。2010年,有研究者將有MDSCs種植的海綿體脫細胞基質(zhì)移植入兔的陰莖白膜中,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在手術部位所有的觀測時間點中實驗組的細胞數(shù)目和排列方式都優(yōu)于對照組,并且實驗組內(nèi)q.平滑肌肌動蛋白和eNOS陽性的細胞更多,這些證據(jù)說明MDSCs種植的海綿體脫細胞基質(zhì)可以在體內(nèi)形成與局部類似的組織結(jié)構。
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具備一切干細胞應有的特點,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相對較多,因此ADScs是一種非常具有優(yōu)勢的干細胞治療材料。2006年,Ning等首次發(fā)現(xiàn)ADSC8可以通過IGF-1信號通路被異丁基甲基黃嘌呤(isobutylmethylxanthine)誘導分化成為類神經(jīng)元細胞,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,在預實驗中我們發(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,可能的機制包括ADSCs分化成為內(nèi)皮細胞和平滑肌細胞,ADSCs分泌的生長因子可以增強局部干細胞的修復功能或促使其他部位的干細胞遷移至陰莖受損部位,lGF-1促進局部細胞功能的修復,以及生長分化因子-5(growth differentiation factor-5,GDF-5)可保護勃起功能。2009年,ADSCs被首次 證實可通過成纖維細胞生長因子信號通路轉(zhuǎn)化為內(nèi)皮細胞,此前的研究都傾向于認為血管內(nèi)皮生長因子在此過程中扮演著主要角色值得注意的是,有研究認為維生素C同樣起著重要的作用,其機制應該是保護內(nèi)皮細胞免于過量氧自由基的損傷。2010年發(fā)表了大量關于ADSCs的研究,首先,ADsCs被注射入大鼠陰莖海綿體來觀察其對高血脂導致的ED的治療作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn)實驗組的勃起功能明顯優(yōu)于對照組,在實驗組大鼠陰莖組織中發(fā)現(xiàn)了更多的內(nèi)皮細胞和神經(jīng)型一氧化氮合酶(neumnal nitric oxide sylltllase,nNOs)陽性的神經(jīng)纖維,在此治療過程中,ADSCs的分化功能和旁分泌功能被認為是可能的機制;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,實驗組大鼠陰莖海綿體組織的凋亡過程被抑制,并且保留了更多的內(nèi)皮細胞,盡管在實驗組大鼠陰莖組織內(nèi)發(fā)現(xiàn)了事先標記的ADSCs,但研究人員依舊認為旁分泌是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,勃起功能較對照組有明顯改善,nNOS陽性的神經(jīng)及平滑肌被大量修復,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)是對照細胞的若干倍,并且發(fā)現(xiàn)cxCL5可以促進ADsCs的趨化并促進血管的形成舊引,促進大鼠盆神經(jīng)節(jié)神經(jīng)纖維的生長,激活Schwann細胞內(nèi)的Janus激酶/信號轉(zhuǎn)導子和轉(zhuǎn)錄激活子信號通路。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鍵因子。
4、 BMSCs
基于BMscs具備向受損組織動員、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的表達顯著增加,勃起功能也顯著改善。2007年,有研究發(fā)現(xiàn)無論是否經(jīng)過eNOS基因轉(zhuǎn)染,BMSCs都可以改善老年大鼠的勃起功能,其機制包括增加eNOS表達、改善eNOs/cGMP信號通路轉(zhuǎn)導以及分化成內(nèi)皮細胞和陰莖平滑肌細胞,另外,注射入大鼠陰莖中的BMSCs可以使用MRI來跟蹤監(jiān)測。在ED患者的陰莖中,BMsCs同樣可以分化成內(nèi)皮細胞和平滑肌細胞口,這些新細胞與成熟的內(nèi)皮細胞和平滑肌細胞是否完全一樣尚不明了,但是體內(nèi)內(nèi)皮細胞和平滑肌細胞的損傷會加速BMSCs的分化。2010年,有研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)由p75神經(jīng)生長因子受體分離的BMSCs在注射入海綿體神經(jīng)受損的大鼠后,通過分泌大量的FGF、NGF、VEGF、BDNF以及胰島素樣生長因子可以顯著改善勃起功能。BMScs也可以通過修復陰莖中的內(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的過程中發(fā)現(xiàn),長期隨訪組的治療效果要優(yōu)于短期隨訪組,其機制可能包括BMscs改善eNOs/cGMP信號通路,并且分化為內(nèi)皮細胞和平滑肌細胞。2008年,有研究發(fā)現(xiàn)VEGF基因修飾的BMSCs同樣可以通過修復內(nèi)皮細胞和平滑肌細胞來改善糖尿病大鼠的勃起功能。
以上研究報道均認為BMSCs治療ED的機制包括分化成受損細胞或者經(jīng)旁分泌途徑,雖然對于哪條途徑為主仍存在爭議,然而有越來越多的證據(jù)支持后者為主要的機制。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)皮祖細胞(endothelial progenitor stem ceUs,EPCs)
盡管如上所述,EPCs已經(jīng)被用來預測血管源性ED,但是利用EPCs來治療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,其可能的機制包括VEGF表達增多、促進血管形成以及分化為血管內(nèi)皮細胞。
6 、腦干細胞(bmin derived stem ceUs,BDSCs)
已經(jīng)有相關的研究涉及中樞神經(jīng)系統(tǒng)來源的干細胞,有證據(jù)顯示其可分化為平滑肌細胞,因此也可以作為治療ED的一種新型的干細胞材料。2009年,song等刊的研究小組將用綠色熒光蛋白標記的大鼠胎兒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胞,并且大約有30%~40%的新生細胞表達平滑肌細胞的標記。盡管BDSCs的來源有限,但仍不失為一種值得繼續(xù)探索的陰莖平滑肌組織修復的干細胞材料。
7 、神經(jīng)嵴干細胞(neural cr;est stem ceUs,NCSCs)
NCSCs是周圍神經(jīng)系統(tǒng)細胞的前體細胞。已經(jīng)有相當數(shù)量的研究表明NCSCs可誘導結(jié)締組織、平滑肌細胞、骨骼肌細胞和內(nèi)皮細胞的再生。2008年,有研究嘗試利用人NCSCs修復陰莖海綿體,組織染色結(jié)果顯示NCSCs可分化為內(nèi)皮細胞和平滑肌細胞,即新生的細胞可表達上述兩種細胞的標記。
8 、臍帶血干細胞(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,但其具體機制不明,目前傾向于尚未明確的干細胞旁分泌功能。
9、 神經(jīng)膠質(zhì)祖細胞(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,例如24 h內(nèi)發(fā)生的勃起次數(shù),說明GRPCs具備治療脊髓損傷ED患者的潛力。