2011年12月13日Anthony J. Bella医学博士和Tom F. Lue医学博士
Knuppe分子泌尿外科实验室，加州大学旧金山分校泌尿外科，加利福尼亚州。
2007年4月
介绍
干细胞（SC）具有无与伦比的未来治疗前景，并且已经吸引了广大公众和各种领域的科学家的想象力。虽然SC有朝一日会治愈今天所有无法治愈的疾病的说法必须得到缓和，但真正存在的可能性是，先进的治疗方法将治疗广泛的先天性或后天性疾病，可再生的组织来源，进一步了解发育生理学和恶性肿瘤的病理生理学。在泌尿科中，SC为神经源性或糖尿病排尿功能障碍，压力性尿失禁，不孕症和癌症，用于阴茎勃起症的组织特异性移植材料以及勃起功能障碍（ED）的治疗提供潜在治疗。在本文中，我们回顾了迄今为止在性医学背景下取得的基本SC进展，
干细胞的特征是什么？
尽管SC可能来自各种来源，但它们具有三个基本特征：1）自我更新，或通过细胞分裂维持与原始（祖细胞）细胞具有相同品质的细胞群的能力，2）增殖通过有丝分裂，和3）通过分化进入各种细胞类型的能力; 细胞在基因表达中与亲本或祖细胞是独特的，也是彼此独立的[1]。未分化的SC自我更新以维持干细胞库并且在单细胞水平上，分化成不止一个成熟的功能细胞。当移植时，SC应该能够在受体的一生中替换受损的器官或组织，并且一些人提出SC也能够在功能上整合到未受损的组织中[2]。
干细胞来源
最初的策略集中在使用胚胎干细胞（ESC）。然而，用于人类治疗用途的ESC的采购和保存受到道德问题，政治争议和技术挑战的限制。成人组织来源的干细胞提供ESC，羊水和胎儿干细胞的替代品。成人脂肪组织来源的干细胞（ADSCs）代表从成人脂肪组织中提取的间充质干细胞群，提供丰富的，可获得的和可补充的多能细胞和多能细胞来源，其可能更适合潜在的临床应用。包括[3]干细胞的各种来源如下：
胚胎干细胞（ESC）
ESC是最多效的干细胞，当人类胚胎仍然是空心球时，它来源于胚泡的内细胞团。ESC是在开发的第一周形成的，并且是“主细胞”，所有其他细胞（超过200种）将“干细胞”。ESC可以沿着各种分化途径（即成骨细胞，肌肉细胞等）被诱导。例如，神经细胞系诱导培养基可以由胰岛素，吲哚美辛（INDO）和异丁基甲基黄嘌呤（IBMX）组成; 胰岛素促进细胞成熟，INDO（环加氧酶抑制剂）促进神经细胞存活，而IBMX（非特异性磷酸二酯酶抑制剂）是神经刺激[4]。或者，ESC可以在自发分化后根据类型分离或通过基因转导诱导向特定细胞系。尽管人类ESC通过允许为某些代谢途径和危及生命的疾病建立详细的分子和治疗模型而彻底改变了再生医学，但是获取和操纵它们的程序在全世界引起了激烈的伦理和社会争论，从而可能限制直接转化。潜力[5]。此外，ESC的使用目前受限于细胞在体内引入时自发分化成肿瘤，特别是畸胎瘤和无关细胞类型的倾向。从而可能限制直接转化潜力[5]。此外，ESC的使用目前受限于细胞在体内引入时自发分化成肿瘤，特别是畸胎瘤和无关细胞类型的倾向。从而可能限制直接转化潜力[5]。此外，ESC的使用目前受限于细胞在体内引入时自发分化成肿瘤，特别是畸胎瘤和无关细胞类型的倾向。
体细胞核转移治疗性克隆，胎儿和羊水干细胞
将成体细胞的细胞核转移到未受精的卵中，并通过体细胞核移植治疗性克隆（SCNT）使培养物中的胚胎生长，从而可以提取具有与ESC相当的质量的内细胞团和细胞。SCNT具有伦理学意义，因为该过程产生的胚胎理论上可以导致克隆的生长，具有原始分化的成体细胞的遗传构成。一个明显的优势是这种细胞可以被移植回人类供体而没有免疫排斥反应[6]。胎儿干细胞（FS）可代表成人与ESC之间的中间细胞类型，因为孕早期胎儿血液，肝脏和骨髓含有具有多重性的间充质干细胞群。然而，对发育中的胎儿没有发病率的提取技术尚未完全确定。最后，Atala等人最近报道了分离广泛多能的人和啮齿动物羊水来源的干细胞（AFS）表达胚胎和成体干细胞标志物并分化成神经细胞，肝细胞和成骨细胞系[7]。FS和AFS最终可能代表胚胎被破坏的ES和SCNT的有价值的选择。
成体干细胞
成人干细胞（ASC）的分离和使用将允许易于过渡到临床应用，消除免疫排斥并发症，并绕过ES和SCNT的伦理困境。间充质干细胞（MSC）已从人骨髓和其他来源（包括皮肤，骨骼肌等）中收获，并且能够分化成多种细胞系。由于正常细胞中的ASC数量较低，有时难以进行分离[8]。此外，骨髓来源的MSC（BM-MSC）的显着限制是与组织收获相关的侵入性和发病率以及对靶组织特异性诱导因子的明显依赖性。存在于成人脂肪组织的基质部分中的脂肪组织细胞的多能性部分比BM-MSC发生频率高500倍[9]。脂肪组织是相对消耗的，可以以足够的量获得，并且可以以对捐赠者的最小风险获得。人类ADSC已证明在谱系特异性诱导因子存在下分化为成骨细胞，心肌细胞，内皮细胞和神经细胞类型的能力; 报告表明，非转导和未分化的ADSC在实验小鼠模型中形成骨，并且重要的是，已经在颅骨（颅骨）重建的临床病例中安全应用[10]。
干细胞和性医学
根治性前列腺切除术后勃起功能障碍
尽管用于骨盆恶性肿瘤的治愈性管理的先进技术，即使在使用保留神经的方法时，手术操作或辐射也不经意地导致海绵状神经损伤。大多数男性报告不同程度的勃起功能受损或完全丧失效力，明确临床需要在海绵体神经损伤后发展神经保护或神经再生策略[11]。
使用干细胞疗法治疗神经源性ED是一个有吸引力的概念; 在手术前已知损伤时间，阴茎的外部位置允许潜在的治疗剂的海绵体内引入和逆行运输到损伤部位，并且功能终点（阴茎勃起）在动物模型和人类中都是可测量的。沿着神经细胞系分化的ESC被注入阴茎海绵体，影响大鼠双侧挤压伤后的海绵体神经再生和功能性勃起状态; ES治疗组3个月海绵体内压力的最大增加明显增强，阴茎神经的检查显示神经再生程度更高[12]。随后，我们已经证明成人ADSCs允许从主要骨盆神经节（海绵体神经起源）增加体外神经突生长，并且在50％的大鼠海绵体内注射自体ADSC后体内勃起恢复增强至接近正常水平。研究（未发表的结果）。后一项调查最有趣的方面是ADSC不受特定血统的影响; 相反，分离含有多能细胞的脂肪组织部分，然后注入阴茎。后一项调查最有趣的方面是ADSC不受特定血统的影响; 相反，分离含有多能细胞的脂肪组织部分，然后注入阴茎。后一项调查最有趣的方面是ADSC不受特定血统的影响; 相反，分离含有多能细胞的脂肪组织部分，然后注入阴茎。
衰老，糖尿病和勃起功能障碍
衰老和糖尿病是ED的两个众所周知的危险因素; 干细胞治疗可以增强这些通常难以治疗的患者的勃起功能。Bivalacqua等人最近证明了使用单独的BM-MSC或通过离体基因修饰来逆转年龄相关的勃起功能下降的可行性，以允许这些细胞表达内皮一氧化氮（NO）合成酶[13]。体内注射后，干细胞存活至少21天，改善内皮衍生的NO /环磷酸鸟苷信号传导，并表达指示分化成局部阴茎组织细胞的内皮细胞和平滑肌细胞标志物。已经确定了几种用于糖尿病诱导的ED治疗的靶标，包括调节内皮细胞的变化[14]。
Peyronie病和阴茎重建
除了开发干细胞嵌入或组织特异性生物材料用作Peyronie病的重建方法中的移植物材料外，整个语料库已被设计用于兔子全部阴茎替代，获得足够的结构和功能参数，足以交配，射精和受孕[15,16]。该技术的成功翻译可能对患有严重的体纤维化或阴茎创伤的患者有用。
结论
干细胞的进步导致了对新疗法的开发和应用的临床兴趣的激增。在不久的将来，性医学可以从正在进行的研究中获益，因为实验室研究结果被转化为患者护理，特别是利用成人组织衍生干细胞的方法证明了这一点。
参考
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