组织基质血管组分海绵体内注射通过抑制内皮-间质转化改善高血压大鼠勃起功能障碍的研究

《Stem Cells International》：Intracavernous Injection of Mechanically Extracted Stromal Vascular Fragments Suppresses Endothelial-Mesenchymal Transformation to Mitigate Erectile Dysfunction in Hypertensive Rats

本研究首次探讨了机械法提取的组织基质血管组分（tSVF）对高血压相关勃起功能障碍（ED）的治疗作用及机制。研究发现，tSVF注射能显著改善高血压大鼠的勃起功能，其疗效优于酶解法提取的细胞基质血管组分（cSVF）。机制上，tSVF通过抑制TGF-β2–Smad2/Smad3通路，有效阻断了内皮-间质转化（EndMT）过程，从而减轻海绵体纤维化、恢复内皮功能。该研究为高血压ED的细胞治疗提供了新策略，凸显了tSVF在保留细胞外基质、增强细胞存活与分化方面的独特优势。

　　

引言

勃起功能障碍（ED）在高血压患者中十分普遍，严重影响生活质量。高血压与ED的共同病理基础是内皮功能障碍。基质血管组分（SVF）作为一种来源于脂肪组织的异质细胞群，在细胞治疗和组织工程中展现出潜力。根据提取过程是否使用胶原酶，SVF可分为酶解法提取的细胞SVF（cSVF）和机械法提取的组织SVF（tSVF）。tSVF保留了天然的细胞外基质（ECM）和血管周围结构，可能具有更高的生物活性。内皮-间质转化（EndMT）与心血管疾病密切相关，但其在高血压ED中的作用及tSVF的干预效果尚不明确。

材料与方法

研究使用高血压大鼠模型，通过口服一氧化氮合酶抑制剂L-NAME诱导高血压和ED。从大鼠附睾脂肪中分别提取cSVF和tSVF，并通过流式细胞术进行表征。将高血压大鼠分为对照组（NC）、磷酸盐缓冲盐水（PBS）组、cSVF治疗组和tSVF治疗组。通过测量海绵体内压（ICP）和平均动脉压（MAP）的比值（ICPmax/MAP, 总ICP/MAP）来评估勃起功能。采用Masson三色染色、免疫组织化学、免疫荧光染色和蛋白质印迹（Western Blot）等方法，分析阴茎组织中的平滑肌/胶原比例、内皮标记物（vWF, eNOS）、EndMT相关标记物（VE-cadherin, SMA, CD31, vimentin）以及炎症因子（TGF-β2, TNF-α, IL-1β）和纤维化相关蛋白（MMP2, MMP9, collagen 1, collagen 3）的表达。同时，在体外利用L-NAME诱导的人脐静脉内皮细胞（HUVECs）模型，验证tSVF对EndMT的抑制作用及相关信号通路。

结果

1. 1.
   tSVF改善高血压大鼠勃起功能及内皮含量：与PBS组和cSVF组相比，tSVF治疗能显著提高高血压大鼠的ICPmax/MAP和总ICP/MAP比值，表明其勃起功能得到更好恢复。免疫荧光染色显示，tSVF治疗有效恢复了阴茎组织中vWF和eNOS的表达，提示内皮组织得到保护。
2. 2.
   tSVF ameliorated the collagen deposition in the penis of hypertensive rats：Masson染色显示，tSVF治疗组的海绵体平滑肌/胶原比例高于PBS组和cSVF组。蛋白质印迹分析表明，tSVF能显著降低纤维化相关蛋白（Collagen 1, Collagen 3, MMP2, MMP9）的表达。
3. 3.
   tSVF therapy inhibited EndMT in penis of hypertensive rats：免疫荧光双标染色（vWF/SMA）发现，高血压大鼠阴茎海绵体内存在vWF和SMA双阳性细胞（EndMT标志），而tSVF治疗显著减少了这类细胞的数量。Western Blot结果显示，tSVF能上调内皮标志物（VE-cadherin, CD31），下调间质标志物（fibronectin, vimentin）。
4. 4.
   tSVF suppresses EndMT in L-NAME–induced HUVECs via inhibiting the TGF-β2–Smad2/Smad3 pathway：体外实验证实，tSVF可抑制L-NAME诱导的HUVECs发生EndMT。机制上，tSVF降低了TGF-β2的表达以及其下游信号分子p-Smad2和p-Smad3的磷酸化水平。
5. 5.
   tSVF showed longevity and transdifferentiation potential in the hypertensive rat ED model：体内细胞追踪实验（CM-Dil标记）表明，与cSVF相比，tSVF在阴茎海绵体内的存留时间更长，存留率更高。进一步发现，注射后的tSVF能够表达增殖细胞核抗原（PCNA），并与内皮细胞标志物（eNOS, vWF）共定位，提示其具有在体内长期存活并向内皮细胞分化的潜能。

讨论

本研究首次证实tSVF对高血压相关ED具有治疗作用。其机制可能与tSVF抑制TGF-β2–Smad2/Smad3通路激活的EndMT有关。EndMT过程中，内皮细胞失去其特异性标志（如VE-cadherin），获得间质细胞标志（如SMA, vimentin），参与组织纤维化。tSVF中保留的ECM可能为细胞提供了更好的“巢穴”，利于其存活、增殖和旁分泌功能，从而更有效地抑制炎症因子（TGF-β2, TNF-α, IL-1β）介导的EndMT，改善海绵体血管内皮功能，逆转纤维化，最终恢复勃起功能。与cSVF相比，tSVF的制备不涉及酶消化，更简便快捷，具有更好的临床转化前景。

结论

综上所述，tSVF海绵体内注射可通过抑制TGF-β2–Smad2/Smad3信号通路介导的EndMT，改善高血压大鼠的勃起功能，其效果优于cSVF。tSVF是一种有前景的治疗高血压ED的候选方案。