医微客 - Science：成纤维细胞介导勃起功能，还可通过训练得到强化

Science：成纤维细胞介导勃起功能，还可通过训练得到强化

期刊资讯

2024-02-19

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阴茎勃起是性功能的关键生理过程，你是否曾想知道它是如何勃起的，但有不敢或不好意思问？可以想象一块干海绵吸水膨胀的过程，这其实就模拟了阴茎勃起的基本过程。具体来说，在松弛状态下，交感神经释放血管收缩剂去甲肾上腺素，保持血管平滑肌细胞张力性收缩，限制阴茎血流量。而在性唤起时，副交感神经释放一氧化氮和乙酰胆碱，通过血管平滑肌细胞的放松介导血管扩张。此时流入的血液充满了阴茎海绵体（Corpora Cavernosa，CC），进而导致阴茎勃起。

尽管科学家们对上述过程已经非常了解，但海绵体中最丰富的细胞——成纤维细胞（Fibroblasts），却在很大程度上被忽视了，对其在勃起中的作知之甚少。

2024年2月9日，卡罗林斯卡学院的 Christian Göritz 团队在国际顶尖学术期刊 Science 上发表了题为：Corpora cavernosa fibroblasts mediate penile erection 的研究论文。

该研究解析了调控阴茎勃起的机制，揭示了阴茎海绵体中的成纤维细胞对于勃起功能的重要性，还发现了定期勃起对于维持勃起功能非常重要，提高勃起频率会增加成纤维细胞数量，而降低勃起频率则会减少其数量。这也提示我们，通过训练勃起能力来对抗勃起功能障碍是可能的，这些发现为进一步了解和改善性健康打开了大门。

成纤维细胞是人类海绵体中最大的细胞群，但其生理功能仍未被充分探索。这项研究旨在阐明海绵体成纤维细胞对阴茎血流量调节的贡献。通过单细胞基因表达谱和组织学分析对海绵体成纤维细胞进行表征，揭示了它们在勃起组织中的异质性和整合性。使用基因靶向和光遗传诱导的成纤维细胞去极化，研究团队发现成纤维细胞积极参与了阴茎血流量的调节。此外，研究团队还通过对负责兴奋的大脑区域进行化学遗传调制来慢性改变勃起频率，探讨了反复勃起对成纤维细胞数量和血流量调节的影响。最后，研究团队还进一步探索了成纤维细胞数量是否会随着年龄的增长而改变，以及成纤维细胞数量减少如何影响阴茎血流量。

具体来说，该研究揭示了海绵体中的成纤维细胞在调节去甲肾上腺素的可利用性方面发挥着关键作用。这一过程的有效性取决于成纤维细胞的数量，而这由勃起活动调节。阴茎勃起暂时改变了整个海绵体中细胞的空间排列，导致成纤维细胞中的Notch信号下调。抑制成纤维细胞中的Notch信号会导致成纤维细胞数量的大幅增加，这可能是导致阴茎异常勃起的特征。而增加勃起频率会下调Notch信号，增加成纤维细胞数量并促进血管舒张。相反，减少勃起频率会上调Notch信号，减少成纤维细胞数量并减少阴茎血流灌注。此外，衰老是勃起功能障碍的主要危险因素之一，它会减少阴茎成纤维细胞的数量并限制阴茎血流灌注。将年轻小鼠的阴茎成纤维细胞减少后，它们将与老年小鼠的阴茎血流表型相似。

成纤维细胞介导勃起活动依赖的阴茎血流量调节：勃起时海绵体成纤维细胞中的Notch信号减少。勃起频率增加导致阴茎成纤维细胞增殖和数量增加，这反过来减少了支持勃起的血管收缩剂去甲肾上腺素（NE）的可用性。长期低勃起频率会减少成纤维细胞数量并降低阴茎血流量。NO（一氧化氮）；vSMC（血管平滑肌细胞）

研究团队表示，这项研究表明，海绵体中的成纤维细胞的数量并非静态，而是动态可调的，它们的数量在勃起过程中发挥着至关重要的作用。该研究并进一步确定了调控这些成纤维细胞数量的信号通路——Notch通路，通过抑制或过激活Notch通路，可以增加或减少成纤维细胞的数量，并相应地看到阴茎血流量的变化。此外，该研究还发现，过多的成纤维细胞会产生负面影响，具有非常高数量的成纤维细胞的小鼠表现出持续数小时的勃起。在人类男性中，这对应了一种叫做阴茎异常勃起的痛苦病理状态，需要及时去医院就诊。

更重要的是，这项研究提示了我们——勃起是可以通过训练进行强化的，在人类中，大部分的“勃起”是在睡眠期间自然发生的，男性每晚会经历三到五次勃起，称为“夜间阴茎勃起”。在这项研究中，研究团队为了确定训练的重要性，他们通过药物特异性激活负责启动勃起的神经细胞，人为地改变小鼠的勃起频率。结果惊奇地发现，海绵体中成纤维细胞的数量随着勃起频率的变化而变化。勃起越频繁，成纤维细胞就越多，血液流动也越好。这意味着随着勃起频率的增加，勃起的开始和维持会变得更加容易。

众所周知，睡眠期间的无意识“勃起”会随着年龄的增长而下降。衰老是男性勃起功能障碍的主要风险因素之一。在这项研究中，研究团队发现，老年小鼠的阴茎海绵体中的成纤维细胞数量要比年轻小鼠少。而长时间减少年轻小鼠的反复勃起次数时，它们的纤维细胞数量减少了，阴茎血流量也降低了，变得类似于老年小鼠的状态。研究团队认为，勃起频率不足会对成纤维细胞数量产生负面影响，从而降低勃起效率。这也提示我们，或可通过主动实现勃起来补偿年龄相关的勃起功能障碍。