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勃起功能障碍（ED）是老年男性常见的性功能障碍疾病。其发病与年龄、生活方式及心血管疾病 等有关。目前存在多种治疗ED的方式，包括口服5型磷酸二酯酶抑制剂（PDE5Is）、经尿道给药、低强 度体外冲击波、海绵体注射治疗、真空负压吸引及假 体植入等。 近年来干细胞治疗概念在医学领域逐渐成为研究的热点，尤其在损伤修复领域，干细胞治疗方兴未艾，然而关于其疗效发挥的具体作用机制仍存在争议。干细胞本身具有多向分化潜能，同时还可能通过旁分泌机制发挥作用。近年来干细胞治疗的旁分泌作用正越来越受到学界关注，已有大量研究证 实其在干细胞治疗过程中发挥的重要作用。目前认为干细胞旁分泌可能通过富含外泌体的细胞外囊泡（extracellular vesicles, EVs）方式实现。 由于海绵体本身血供非常丰富，导致局部注射的细胞在极短时间内被清除并随血流分布到全身各部，治疗效率低下。外泌体解决了海绵体内干细胞注射后高清除率的合理途径。 一、ED的治疗 （一）现有的ED治疗手段 过去的几十年间，由于对勃起和ED机制了解的不断深入，先后出现多种ED治疗手段。虽然目前口 服PDE5Is已成为一线治疗方式，但是其仍然存在一 定局限性，如对同时服用硝酸盐类药物的患者存在诱 发低血压的风险；部分患者对药物本身的副作用难以 耐受；此外，高昂的药品售价也在一定程度上限制了 其应用。现存的其他治疗手段，包括经尿道给药、 海绵体内注射、真空吸引辅助勃起、海绵体假体植入 等，均存在特定适应证和风险。因此近年来学界对于探究包括基因治疗和干细胞治疗在内的新的、可治愈ED的治疗方式的热情与日俱增。
（二）ED的干细胞治疗 近年来，随着ED逐渐被大众认知并成为世界性的健康问题，ED的干细胞治疗吸引了越来越多的注意。目前已证实干细胞对肿瘤、心血管系统疾病、神经系 统疾病、免疫系统疾病等具有良好的治疗效果。 阴茎勃起主要依赖于海绵窦的充血，后者内衬单层内皮细胞（ECs），并被多层环状和纵行的海绵体平滑肌（CSMCs）包绕。生理状态下阴茎勃起的 实现主要依赖一氧化氮能神经参与的一氧化氮/环一磷酸鸟苷（NO/cGMP）通路实现。 多种病理因素通过损害上述3种勃起相关结构造成ED，常见的诸如前 列腺癌根治术后的海绵体神经损伤、糖尿病造成的微血管病变和内皮损伤等。干细胞是一类具有多向分化潜能的细胞，能够向包括内皮细胞、平滑肌细胞、Schwann细胞和神经元细胞在内的多种细胞类型分化，因此具备针对器质性ED各种损伤进行靶向治疗的潜在价值。 已有许多临床前研究证实多种干细胞能够有效改善ED患者的勃起功能，然而干细胞移植的安全性问题，尤其是移植后肿瘤形成风险也一直为学界所关注。首先目前认为多种肿瘤的形成起源于干细胞，因此移植后良性肿物或者侵袭性恶性畸胎瘤形成风险不可忽视。
最后，同传统的药物治疗不同，普通药物在人体内存在半衰期且通常清除较快，但干细胞治疗设计之初就需要稳定数量的细胞在人体内长期发挥作用，而目前无论在动物还是在人体内，对注射后的移植细胞进行长期监控仍然缺乏有效手段，这样就更 增加了移植干细胞的不确定性。鉴于此，一类由细胞产生的、由多种生物活性成分构成、能够传递细胞 间信号并具有细胞间成分交换功能的物质——细胞外囊泡（EVs）进入人们的视野。 二、干细胞细胞外囊泡（SC-EVs） （一）EVs的发现 对细胞外囊泡最初的认知起始于上世纪80年代，科学家Trams等的研究发现正常细胞及肿瘤细胞体外培养过程中产生的成分具有5’-核苷酸酶活性，并 把这些成分命名为“微泡”（micro-vesicles）。Johnstone等则将体外培养网织红细胞成熟过程中发现的一类具有网织红细胞膜结构和功能特征的小泡命名 为外泌体（exosome）。 目前认为真核及原核细胞均能产生EVs，EVs常充当细胞间信号传递和排出代谢废物的途径，同时细胞间亦通过EVs彼此交换成分，这一细胞间信息传递方式贯穿细胞存活全程，与生命活动各方面息息相关。 （二）EVs的成分 EVs是一类包含蛋白、核酸和脂质等多种成分 的具有多种功能的物质。人们对EVs的认知有赖于显微镜技术的进步。细胞产生的囊泡成分构成复杂， 其构成主要由来源细胞种类及其所处的生理状态决定。一般来说EVs膜富含糖鞘脂、胆固醇及磷脂酰丝氨酸。EVs携带的蛋白种类同来源细胞类似，但存在一定区别。某些蛋白在EVs中的出现频率很高，如 HSP70、Alix、某些4次跨膜蛋白（如CD9，CD63， CD81等）以及重要组织相容性抗原II（MHCII）等。EVs携带的核酸成分多样，包括DNA、核糖体RNA、 mRNA和非编码RNA，随着学界对基因编辑的持续关 注，目前基于EVs核酸成分的研究已成为本领域内的热点。 三、EVs的疾病治疗作用 过去数年间，随着EVs在多种疾病中的病理生理 作用被逐步发现，其在疾病治疗中的可能作用备受关注，现有资料表明EVs本身携带的多种活性分子能够调节靶细胞的基因表达和细胞功能。因此，EVs介导的自分泌、旁分泌、内分泌作用具备作为治疗手段的潜力。 已有报道包括间充质干细胞（MSCs）在内的多种干细胞治疗的效果——包括组织保护、内皮生成及损伤修复等——能够通过提取并使用它们产生的 EVs成分实现类似的治疗作用，近期相关研究也证实了EVs在基因治疗、损伤修复、抗感染、癌症治疗等领域均有积极作用。 在ED干细胞治疗领域，相当数量的动物实验和少量人体试验证实局部注射MSCs对包括糖尿病性ED和前列腺癌根治术后神经损伤性ED具有肯定效果。近期研究比对了脂肪干细胞 （ADSCs）及等量细胞匀浆对神经损伤小鼠的ED治疗效果，两者在改善阴茎勃起功能方面的作用并无统计学差异，表明ADSCs细胞匀浆成分可能具有相应的治疗作用，在这些匀浆中，EVs可能扮演重要的角色，进一步提示外泌体SC-EVs具备替代SC发挥疾病治疗作用的潜能。 四、EVs在ED治疗领域的应用 1.理想的靶向治疗载体：除了包含细胞自然产生并包装的成分，EVs同样可以作为多种药物的理想载体，并用于构建具有治疗效果的效应分子-EVs复 合物。EVs的多重特性决定了其潜在的靶向药物载体潜能：脂质包膜结构增强了其在循环中的稳定性， 某些蛋白成分也通过抑制补体和吞噬作用降低了EVs 的清除率，这样就使得EVs适合作为某些低生物 利用率药物的载体。 另外，EVs能够包装多种物 质，这样就使得EVs能够依据搭载物质的不同发挥多种作用。此外已证实局部应用EVs能够显著增加靶 细胞部位的EVs浓度，这一作用可能与EVs靶向识别 细胞的能力有关，这就使得靶向治疗存在可能。EVs识别靶细胞的机制仍未完全阐明，目前认为EVs 对靶细胞的定位可能通过EVs天然携带的表面分子 与靶细胞的受体间特异识别实现。由于EVs携带的 表面分子与其来源细胞具有同源性，因此当EVs来 源细胞同靶细胞之间存在特异性识别关系时，EVs就 可能通过特异识别富集到靶细胞上，从而实现靶向定位的效果。 2. 解决海绵体内干细胞（stem cell, SC）注射后高清除率的合理途径：目前最常见的ED细胞治疗方式为海绵体内注射，但由于海绵体本身血供非常丰 富，导致局部注射的细胞在极短时间内被清除并随血流分布到全身各部，治疗效率低下。EVs局部注射后能够高效作用于靶点部位这一特点解决了以往 ED细胞治疗中的薄弱一环，对EVs-靶细胞特异性结合机制的进一步阐明为构建高效的EVs靶向治疗体系巩固了理论基础。
五、EVs来源细胞的选择 对于ED细胞治疗的理想细胞来源，学界一直在进行探索。早在2004年科学家Bochinski等第一次证明了胚胎干细胞对神经损伤性ED的治疗作用，研究证实将胚胎神经干细胞注入海绵体神经损伤模型大鼠体内3个月 后，相比非治疗组，大鼠勃起功能得到恢复，且一氧化氮合酶阳性神经纤维数量显著上升，提示干细胞治疗有效促进了损伤神经的恢复。 此后包括胚胎干细胞（ESCs）、内皮祖细胞（EPSCs）、间充质干细胞（MSCs）、骨骼肌 来源干细胞（SKMSCs）、脂肪干细胞（ADSCs）、 睾丸基质细胞（HTSCs）和人尿干细胞（USCs）在内的多种干细胞均被证明对治疗神经损伤性ED有积极的治疗作用。其中MSCs和ADSCs由于相对容易获取，不涉及胚胎及人体重要器官的损害，因此一直以来都是干细胞治疗ED的研究热点，目前已有许多文献证实了 其对神经损伤性ED的积极治疗效果。 间充质干细胞（MSCs）能够分化成脂肪、软骨细胞、成骨细胞和包括星形胶质细胞，少突胶质细胞、小胶质细胞、神经元、神经胶质细胞在内的多种神经样细胞，是外周神经损伤修复的理想干细胞类型。ADSCs是MSCs的一种，因其提取自成体脂肪组织，因此也被称为脂肪来源间充质干细胞（ADMSCs），现已明确与传统的骨髓来源相比，脂肪组织内包含的MSCs密度更大， 获取相对容易且对组织损伤更小，因此一直是干细 胞治疗领域的研究热点。 近年来已有大量研究证实 ADSCs在不同神经退变性疾病动物模型具有积极作 用，且发挥作用的机制以旁分泌效应为主。目前认为此类旁分泌效应的发挥主要依赖于ADSCsEVs实现。由于目前有充分证据表明EVs在神经保护和再生过程中起重要作用，越来越多的学者认为EVs能够实现以往干细胞治疗中的神经修复作用，即EVs能够作为神经退变性疾病的非细胞治疗手段。 |
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