《npj Regenerative Medicine》：CD73 overexpression in ADSCs accelerates bladder repair by regulating the NFκB/NLRP3/caspase-1 signaling axis in neurogenic bladder rats
编辑推荐：
本研究针对神经源性膀胱（Neurogenic Bladder, NB）缺乏有效疗法的临床难题，通过基因工程手段上调脂肪干细胞（ADSCs）中CD73的表达，发现CD73过表达可通过激活PI3K/AKT/mTOR通路促进细胞增殖，并抑制NF-κB/NLRP3/caspase-1介导的细胞焦亡，从而显著改善大鼠膀胱功能与组织修复。该研究为干细胞治疗神经源性膀胱提供了新的靶点和策略，具有重要的转化医学价值。
神经源性膀胱（Neurogenic Bladder, NB）是一种因神经系统损伤导致的排尿功能障碍性疾病，患者常面临尿频、尿失禁甚至肾功能损伤的困扰。当前治疗方法如药物或骶神经调控效果有限，膀胱组织自身的平滑肌萎缩和纤维化更是导致功能难以逆转的关键。近年来，干细胞疗法为组织修复带来希望，但移植后的细胞存活率低、靶向性差等问题制约其疗效。如何提升干细胞在损伤组织的定植与修复效率，成为领域内亟待突破的瓶颈。
发表于《npj Regenerative Medicine》的这项研究，聚焦于脂肪干细胞（Adipose-Derived Stem Cells, ADSCs）表面分子CD73的功能探索。CD73作为一种催化AMP生成腺苷的酶，既往研究提示其参与组织修复与炎症调控，但其在膀胱修复中的作用机制尚不明确。研究团队通过基因工程技术构建CD73过表达的ADSCs（CD73+/+ADSCs），并将其移植至神经源性膀胱大鼠模型中，系统评估了CD73对膀胱功能恢复、细胞行为及分子通路的影响。
研究主要采用以下关键技术方法：
- 1.
通过流式细胞术分选CD73+与CD73-ADSCs，并利用慢病毒转染构建CD73过表达细胞株；
- 2.
建立大鼠双侧盆腔神经挤压损伤的神经源性膀胱模型，通过膀胱内多点注射移植ADSCs；
- 3.
通过尿动力学检测评估膀胱功能，结合组织染色（Masson、HE）、免疫荧光/免疫组化分析组织修复与蛋白表达；
- 4.
使用Western blot、qPCR、ELISA等技术检测PI3K/AKT/mTOR、NF-κB/NLRP3/caspase-1等信号通路及炎症因子水平；
- 5.
通过Transwell迁移实验、CCK-8增殖实验、TUNEL凋亡检测等体外验证CD73对细胞行为的作用。
CD73过表达促进ADSCs增殖与迁移
研究团队发现，CD73+/+ADSCs中血管内皮生长因子（Vascular Endothelial Growth Factor, VEGF）表达显著升高，并通过激活PI3K/AKT/mTOR信号通路促进细胞增殖。同时，CD73通过上调基质细胞衍生因子-1（Stromal Cell-Derived Factor-1, SDF-1）及其受体CXCR4的表达，增强ADSCs向损伤膀胱组织的迁移能力。抑制CD73活性（使用APCP抑制剂）或敲低SDF-1基因均显著削弱上述效应。
CD73改善膀胱功能与组织再生
在神经源性膀胱大鼠中，移植CD73+/+ADSCs显著提升膀胱收缩压和排尿间隔，恢复排尿功能。组织学分析显示，治疗组膀胱平滑肌含量增加，胶原纤维比例下降，组织结构更接近正常膀胱。此外，CD73过表达组中VEGF和CD73蛋白在膀胱组织中的表达持续维持，进一步证实其促进组织再生的作用。
CD73通过NF-κB/NLRP3/caspase-1轴抑制细胞焦亡
在炎症微环境下，CD73过表达显著抑制NF-κB磷酸化，进而下调NOD样受体蛋白3（NLRP3）和caspase-1的表达，减少细胞焦亡相关因子IL-1β和IL-6的释放。TUNEL实验显示，CD73+/+ADSCs治疗组膀胱细胞死亡率显著降低，表明CD73通过阻断NF-κB/NLRP3/caspase-1信号轴缓解炎症损伤。
微环境调控与负反馈机制
研究揭示CD73在炎症微环境中发挥“双向调控”作用：在正常条件下，CD73通过p-NFκB促进细胞增殖；而在NB大鼠的炎症膀胱组织中，CD73抑制p-NFκB活性，阻断焦亡通路，形成IL-1β/IL-6→CD73→p-NFκB→炎症因子的负反馈循环，维持组织稳态。
本研究首次阐明CD73在ADSCs治疗神经源性膀胱中的核心作用机制：一方面通过SDF-1/CXCR4轴增强干细胞归巢，另一方面通过PI3K/AKT/mTOR通路促进组织修复，同时抑制NF-κB/NLRP3/caspase-1介导的焦亡与炎症反应。该策略不仅提升了干细胞疗法的效率，也为治疗其他炎症相关性组织损伤提供了新思路。研究团队指出，后续需进一步评估CD73过表达细胞的长时期安全性及跨物种应用的可行性，推动其向临床转化。
