靶向纤维化治疗下尿路功能障碍

《The Journal of Pathology》：Targeting fibrosis in the treatment of lower urinary tract dysfunction

　　

良性前列腺增生（BPH）是一种与年龄相关的广泛流行疾病，是老年男性下尿路功能障碍（LUTD）的主要诱因。尽管前列腺纤维化已被认为是BPH病理生理学的一个促成因素，但目前尚无针对这一疾病进展方面的临床可用疗法。在本研究中，研究人员利用体外和体内的BPH/LUTD模型评估了沙利度胺的抗纤维化潜力。研究人员使用经转化生长因子β-1（TGFβ1）刺激的良性人类前列腺基质细胞，随后进行靶向转录组分析和经典TGFβ信号通路的评估，结果表明沙利度胺减弱了促纤维化基因的表达，包括细胞外基质（ECM）组分。在患有LUTD的年老雄性小鼠中，沙利度胺给药导致前列腺胶原沉积减少和胶原纤维排列组织性降低。在功能上，沙利度胺治疗改善了年老雄性小鼠的LUTD，而前列腺质量、雄激素受体（AR）表达及其下游信号靶点以及增殖指数均未发生变化，这表明观察到的治疗效果主要是通过抗纤维化机制介导的。研究结果突出了沙利度胺调节前列腺纤维化和改善排尿功能的潜力，并支持进一步研究抗纤维化疗法作为BPH/LUTD新型治疗方法的作用。

**靶向纤维化治疗下尿路功能障碍：一项基于年老小鼠模型的概念验证研究**

良性前列腺增生（BPH）源于前列腺组织稳态的失衡，是老年男性下尿路功能障碍（LUTD）的首要原因。其临床表现为下尿路症状（LUTS），如尿频、尿急和夜尿增多。据统计，70岁以上的男性中高达80%会经历不同程度的LUTS。临床上，5α-还原酶抑制剂（5ARIs）和α-1肾上腺素能受体拮抗剂（α-blockers, AB）被广泛用于药物治疗，因其能缓解症状并限制疾病进展。然而，尽管AB和5ARIs被广泛使用，仍有高达30%的患者最终对药物治疗无效，不得不接受侵入性手术以缓解症状。这种常规治疗的失败表明，可能存在AB和5ARIs无法触及的、促进BPH/LUTS的其他机制。对当前药物治疗无反应的LUTS男性患者，其前列腺常伴有纤维化，且LUTS的严重程度与腺体大小不成比例，这为前列腺纤维化而非腺体体积可以解释这些不一致性提供了依据。

近年来，研究逐渐揭示前列腺纤维化是驱动LUTD的关键因素。衰老、慢性炎症、激素失衡和线粒体功能障碍会促进细胞外基质（ECM）重塑，导致前列腺和前列腺尿道的纤维化僵硬，这可能会降低尿道顺应性并损害尿流。值得注意的是，研究人员先前已证明，前列腺移行区（PTZ）内的纤维化重塑与BPH/LUTS进展风险增加相关，凸显了纤维化作为一个有前景的治疗靶点。沙利度胺，最初开发为一种止吐药，是一种合成的谷氨酸衍生物，已被证明具有强大的免疫调节和抗纤维化特性。它已重新成为美国食品药品监督管理局（FDA）批准的临床有价值药物，用于治疗以慢性炎症和纤维化为特征的疾病，如多发性骨髓瘤、艾滋病相关性口疮性口炎和结节性红斑麻风。在机制上，沙利度胺通过调节E3泛素连接酶底物受体脑蛋白（CRBN），导致下游参与经典炎症和纤维化通路的转录因子降解，从而发挥其多种效应。尽管沙利度胺在其他组织和器官系统中有充分记录的抗纤维化作用，但其在前列腺纤维化介导的LUTD中的作用尚未被探索。

鉴于越来越多的证据将纤维化与BPH/LUTS进展联系起来，沙利度胺有望成为一种有前景的治疗药物，用于减轻纤维化重塑并恢复衰老前列腺的功能组织动态。此外，由于其已获得FDA批准，沙利度胺及其类似物是未来临床试验的有力候选药物。本研究旨在评估沙利度胺在BPH/LUTS临床前小鼠模型中作为抗纤维化剂的潜力。具体而言，研究人员采用体外和体内方法，评估了沙利度胺对促纤维化信号、胶原重塑和排尿功能的影响。

研究中使用的关键技术方法主要包括：（1）体外实验：采用经TGFβ1刺激的良性人类前列腺基质细胞（BHPrS1）模型，通过定量聚合酶链式反应（qPCR）、NanoString nCounter纤维化V2靶向转录组分析、蛋白质印迹（Western blotting）和免疫细胞化学（ICC）评估沙利度胺对促纤维化基因表达、经典TGFβ信号通路及波形蛋白表达的影响。（2）体内实验：使用24月龄的C57BL/6J年老雄性小鼠，通过腹腔注射沙利度胺或溶剂对照处理6周。采用排尿斑点试验（VSA）评估排尿功能；通过苦味酸天狼星红（PSR）染色结合圆偏振光显微镜分析胶原沉积与束密度；利用曲线变换-纤维提取（CT-FIRE）分析胶原纤维的几何特征（如长度、直线度、角度、排列和取向）；通过免疫组织化学（IHC）检测雄激素受体（AR）、Nkx3.1和Ki-67的表达。所有动物实验均经过威斯康星大学动物护理和使用委员会批准（注册号：M007019）。

**研究结果**

首先，在体外模型中，研究人员发现沙利度胺能有效减弱TGFβ1诱导的促纤维化信号和基因表达。具体而言，qPCR分析显示，TGFβ1刺激显著上调了促纤维化基因COL1A1、COL3A1和COL5A1的表达，而与沙利度胺共处理则减弱了这种表达。通过NanoString技术对770个纤维化相关基因进行靶向转录组分析发现，沙利度胺共处理下调了TGFβ1诱导的许多基因，包括纤维状胶原亚基（COL1A1, COL1A2, COL5A1）和ECM调节因子（如MMP2），以及促炎基因（如IL11）和经典TGFβ通路调节因子（如TGFβ1）。蛋白质水平分析证实，沙利度胺共处理显著降低了TGFβ1诱导的SMAD3磷酸化（pSMAD3/SMAD3比值下降），支持其抑制经典TGFβ信号通路。然而，ICC检测并未显示沙利度胺显著减弱TGFβ1诱导的波形蛋白（一种肌成纤维细胞分化标志物）表达。

其次，在体内年老小鼠模型中，沙利度胺治疗显著减轻了前列腺和尿道周围的纤维化。PSR染色结合圆偏振光分析显示，与溶剂对照组相比，沙利度胺治疗组小鼠的前列腺尿道总胶原含量显著降低，厚胶原束（黄色和橙色）密度也显著减少。在前列腺各叶中，虽然总胶原含量无显著差异，但束密度分析揭示了叶特异性变化：在前叶（AP），沙利度胺显著降低了厚橙色胶原束密度；在背外侧叶（DLP），黄色、橙色和红色胶原束密度均显著降低。CT-FIRE分析进一步表明，沙利度胺治疗显著降低了前列腺尿道区域胶原纤维的排列度（alignment），以及DLP中胶原纤维的角度（angle）。这些结构变化表明，沙利度胺可能改变了胶原网络的超微结构，使其更不易形成僵硬、高度排列的网络。

第三，在功能层面，沙利度胺治疗显著改善了年老小鼠的LUTD。排尿斑点试验（VSA）结果显示，治疗后小鼠的总尿斑数量（反映尿频）较治疗前及溶剂对照组显著减少。然而，治疗后小鼠的膀胱体积和质量均未发生显著变化。

第四，研究人员验证了沙利度胺改善尿功能并非通过抗雄激素或抗增殖机制。对前列腺各叶的质量进行测量，未发现处理组间存在显著差异。IHC分析显示，沙利度胺治疗并未改变各叶前列腺上皮中AR的表达、Nkx3.1阳性细胞比例或Ki-67阳性细胞比例（增殖指数）。这些结果表明，在年老小鼠模型中，沙利度胺改善排尿功能的主要作用机制并非直接抑制雄激素信号或细胞增殖。

**讨论与结论**

本研究的讨论部分指出，BPH是一种与年龄相关的疾病，导致前列腺组织稳态丧失，临床表现为LUTD。尽管经典的BPH发病机制涉及前列腺增生和泌尿生殖道平滑肌功能障碍，但新兴数据表明前列腺纤维化在疾病进展和对药物治疗的抵抗中扮演关键角色。研究结果表明，沙利度胺在体外和体内模型中均能减弱促纤维化信号通路和ECM重塑。这些数据共同支持沙利度胺及其类似物作为治疗BPH及相关LUTD的潜在抗纤维化剂的作用。沙利度胺的抗纤维化效应可能体现在多个层面：它抑制经典TGFβ信号通路，下调多种促纤维化基因（如胶原基因）的表达，并调节ECM降解酶（如MMPs）的表达，从而影响胶原的合成、沉积和网络结构。在体内，这表现为胶原总量（尤其在前列腺尿道）减少，以及胶原纤维排列和取向的改变，这可能使组织变得更柔软、更具顺应性，从而缓解LUTD。研究未发现沙利度胺在实验条件下具有显著的抗雄激素或抗增殖效应，这与其改善排尿功能的效果是分开的。因此，研究人员推测其治疗益处主要源于其直接作用于前列腺及尿道周围组织微环境的抗纤维化活性。

论文得出结论：沙利度胺通过调节促纤维化信号通路、ECM转换和胶原成熟，减轻了前列腺和尿道周围的纤维化，最终在年老BPH/LUTD小鼠模型中改善了LUTD。这些数据表明，靶向细胞外组织环境可能缓解前列腺纤维化介导的LUTS。尽管仍需进一步研究来确定长期效果、具体细胞靶点以及具有临床相关性的沙利度胺衍生物（如来那度胺和泊马度胺）的转化潜力，但本研究支持进一步探索抗纤维化剂作为治疗BPH相关排尿功能障碍的新疗法。