Pub Date：2024-07-15

DOI：10.1002/adhm.202401406

Background

1.疾病背景：在临床实践中，男性外生殖器的各种先天性异常、阴茎肿瘤切除手术、由会阴创伤引起的阴茎缺陷、血管性勃起功能障碍以及佩罗尼病（又称阴茎纤维瘤病）等，都需要通过阴茎海绵体重建手术来修复阴茎的生理结构和功能缺陷。

2.现有研究的不足：由于阴茎海绵体组织稀缺，旨在恢复正常生理功能并兼顾美观的阴茎重建手术极具挑战性和难度。鉴于供体种族背景、疾病传播及免疫排斥风险等因素，异体阴茎移植引发了诸多伦理争议。

3.本研究设计的材料与主要内容：研究利用了缺氧外泌体修饰交联了没食子儿茶素没食子酸酯的水凝胶构建成HE-GelMA-EGCG。缺氧外泌体在促进血管生成方面具有优势，没食子儿茶素没食子酸酯能够提高3D打印甲基丙烯酸明胶（GelMA）水凝胶支架的机械性能。GelMA- EGCG支架不仅恢复了阴茎的生殖功能，还通过促进组织和新血管的生成成功繁殖了后代。这种外泌体修饰的3D打印阴茎海绵体生物支架代表了一种新的无细胞海绵体修复策略，具有良好的临床转化潜力。

Result ＆ Figure

1.GelMA-EGCG支架的制备与表征：

*图1：通过扫描电子显微镜（SEM）观察GelMA和GelMA-EGCG的微观结构；拉伸和压缩实验测定机械性能；活死实验测定GelMA-EGCG在HUVEC的生物相容性。

2.从肌肉来源的干细胞中提取和鉴定外泌体及其增殖和血管生成功能试验：

*图2：通过透射电子显微镜（TEM）观察外泌体的形貌；纳米颗粒跟踪分析（NAT）分析纳米颗粒的粒径；蛋白免疫印迹法（WB）分析外泌体的TSG101、CD63和CD81的蛋白质水平；共聚焦观察HUVECs的摄取；免疫荧光、WB和qPCR分析VEGF、CD31的表达；Transwell评估处理后HUVEC的迁移能力。

3.富集miR-21-5p的H-Exos通过靶向PDCD4基因3’非翻译区，显著增强了人脐静脉内皮细胞（HUVECs）的增殖能力、迁移能力和管状结构形成能力：

*图3：通过火山图、热图和qPCR分析N-Exos与H-Exos的miRNA；荧光素酶实验确认miR-21-5p靶向PDCD4的能力；WB、qPCR检测不同处理后PDCD4的表达水平；EdU实验探究PDCD4对HUVECs增殖的影响；显微镜观察不同处理后HUVECs的管状结构形成情况；WB和qPCR检测血管内皮因子的表达水平。

4.建立兔海绵体损伤模型及多普勒超声和磁共振成像修复评价：

*图4：通过SEM观察负载外泌体的3D打印GelMA-EGCG支架；多普勒超声和核磁共振评估术后28天阴茎修复情况。

5.检测修复后的海绵体内压力（ICP）和平均动脉压（MAP）：

*图5：通过比较ICP/MAP数值对修复后的阴茎勃起功能进行评估。

6.阴茎海绵体内血管形成的组织学评估和交配评估：

*图6：通过α-SAM、CD31和HE染色评估血管生成情况；交配实验评估损伤阴茎修复后的勃起和射精功能。

Reference

Peng T, Chai M, Chen Z, et al. Exosomes from Hypoxia Preconditioned Muscle-Derived Stem Cells Enhance Cell-Free Corpus Cavernosa Angiogenesis and Reproductive Function Recovery. Adv Healthc Mater. 2024;13(28):e2401406.