hUC-MSC通过SIRT1/PGC-1α/TFAM通路恢复线粒体功能改善海绵体神经损伤性勃起功能障碍

本研究针对前列腺切除术后常见的海绵体神经损伤性勃起功能障碍(CNI-ED)，首次揭示了人脐带间充质干细胞(hUC-MSC)通过激活SIRT1/PGC-1α/TFAM信号通路，恢复海绵体平滑肌细胞(CCSMCs)线粒体质量和功能，显著改善大鼠模型勃起功能。该发现为CNI-ED提供了新型细胞治疗策略，论文发表于《Biological Research》。

　　

海绵体神经损伤性勃起功能障碍(CNI-ED)是前列腺癌根治术(RP)后最常见的并发症，超过70%患者因此饱受困扰。尽管神经保留技术不断进步，但仅39%-63%患者能保留性功能。现有药物如磷酸二酯酶5抑制剂疗效有限，亟需开发新疗法。近年研究发现，间充质干细胞(MSCs)移植可能成为潜在治疗手段，但人脐带间充质干细胞(hUC-MSC)的作用机制尚不明确。更关键的是，线粒体功能障碍被认为是ED的重要病理机制，但hUC-MSC能否通过调控线粒体功能改善CNI-ED仍是未解之谜。

上海交通大学医学院附属仁济医院的研究团队在《Biological Research》发表重要成果。研究人员通过建立双侧海绵体神经钳夹损伤(CNI)大鼠模型，采用hUC-MSC海绵体内注射，结合电生理检测、线粒体功能分析等技术，首次阐明hUC-MSC通过SIRT1/PGC-1α/TFAM通路恢复线粒体生物合成，显著改善勃起功能。

关键技术包括：1)建立CNI-ED大鼠模型并进行hUC-MSC移植；2)通过电刺激测量海绵体内压(ICP)和平均动脉压(MAP)评估勃起功能；3)透射电镜观察线粒体超微结构；4)线粒体DNA(mtDNA)拷贝数检测；5)SIRT1基因沉默实验验证机制。

hUC-MSC治疗恢复CNI-ED大鼠勃起功能

通过测量ICPmax/MAP比值发现，hUC-MSC治疗组较PBS对照组显著改善，效果与脂肪干细胞(ADSC)相当。追踪实验证实移植细胞72小时后仍存在于阴茎组织。

hUC-MSC改善海绵体组织结构

Masson染色显示hUC-MSC显著增加平滑肌/胶原比例，免疫荧光证实平滑肌标志物Desmin和α-SMA表达上调，同时内皮型(eNOS)和神经元型一氧化氮合酶(nNOS)表达恢复。

线粒体质量与功能重建

MitoTracker染色和电镜观察发现hUC-MSC显著增加CCSMCs线粒体数量和mtDNA拷贝数。体外缺氧模型证实hUC-MSC条件培养基可提升ATP产量和电子传递链复合体(NDUFB8、SDHB等)表达，同时降低细胞凋亡。

SIRT1/PGC-1α/TFAM通路激活

Western blot显示hUC-MSC显著上调SIRT1、PGC-1α和TFAM表达。免疫共沉淀证实hUC-MSC降低PGC-1α乙酰化水平，促进其活化。SIRT1基因沉默实验则完全逆转hUC-MSC的保护作用。

该研究首次揭示hUC-MSC通过分泌活性物质激活SIRT1，进而去乙酰化PGC-1α，促进TFAM介导的线粒体生物合成，最终改善CCSMCs能量代谢和存活。这不仅为CNI-ED提供了优于ADSC的新型细胞来源，更开创性地将线粒体质量控制与ED治疗相联系。研究提出的SIRT1/PGC-1α/TFAM机制靶点，为开发小分子药物或基因疗法奠定理论基础，具有重要临床转化价值。