低强度脉冲超声通过AMPK-WNT/β-catenin通路调节成纤维细胞亚群促进海绵体血管再生治疗勃起功能障碍的力学生物学机制

摘要

背景

低强度脉冲超声（LIPUS）是治疗勃起功能障碍的一种有效疗法，但其精确的细胞机制尚不明确。与此同时，成纤维细胞（FBs）因其高度特异化和多方面功能而在各种组织中的作用日益受到重视。

方法

我们利用体外原代细胞培养、体内糖尿病大鼠模型以及单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析，研究了LIPUS对阴茎海绵体成纤维细胞的力学生物学效应。

结果

从机制上讲，体外实验表明，LIPUS通过激活AMPK-WNT/β-catenin信号通路，显著刺激了成纤维细胞的增殖。体内评估显示，LIPUS能有效改善糖尿病大鼠的勃起功能并修复受损的海绵体血管。此外，scRNA-seq分析表明，LIPUS治疗改变了成纤维细胞亚群动态，显著扩增了一个特定的内源性PDGFRa⁺Sca1⁺成纤维细胞亚集，该亚集富含血管生成信号。

结论

本研究揭示了LIPUS通过调节特定成纤维细胞亚群促进海绵体血管再生的新型力学生物学机制，为支持其临床应用提供了关键的生物学证据。