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良性前列腺增生(Benign Prostate hyperplasia,BPH),是老年男性常见疾病,有一部分BPH患者需要手术干预治疗,而绝大部分治疗BPH的前列腺切除手术都不能避免前列腺部尿道尿路上皮的毁损,前列腺部尿道被覆的尿路上皮具有防止尿液中有毒物质渗透的屏障功能,尿路上皮重新覆盖创面的修复过程被称为再上皮化(Re-epithelialization)或尿路上皮再生(Urothelium regenerating),创面再上皮化可恢复尿道正常的解剖和屏障功能,从源头阻止相关并发症的发生,有效降低术后并发症和改善患者术后生活质量。团队前期研究结果发现创面残余前列腺组织内基底细胞分化而成的新生尿路上皮细胞可能是再上皮化的重要细胞来源,新生尿路上皮细胞经过迁移、增殖完成创面的再上皮化进程,并且发现巨噬细胞极化过程与新生尿路上皮修复创面过程存在同步现象,但具体作用及机制尚不明确。本研究拟构建小鼠经膀胱前列腺激光汽化切除术模型,在体内观察巨噬细胞极化与创面修复之间的关系,在体外诱导巨噬细胞极化为经典活化型巨噬细胞(Classically activated macrophage,M1)和选择活化型巨噬细胞(Alternatively activated macrophage,M2),并提取不同亚型巨噬细胞外泌体,通过高通量测序分析获得M1、M2外泌体micro RNA差异表达谱,进而探究M1、M2外泌体源性micro RNA对尿路上皮细胞增殖与迁移能力的影响及具体机制。主要结果如下:1.建立新型经膀胱前列腺激光汽化切除术小鼠模型通过通过自制的超微膀胱镜器械及200μm铥激光构建小鼠经膀胱前列腺激光汽化切除术是可行的,建立模型后1天,目标创面无尿路上皮,创面可见大量坏死组织。术后3天创面仍未见尿斑蛋白阳性的尿路上皮细胞。术后5天,创面发现尿斑蛋白阳性的单层尿路上皮细胞,说明创面已完成再上皮化。术后第7天出现多层尿斑蛋白阳性的尿路上皮细胞,提示修复初步完成。2.M1、M2及其外泌体对于尿路上皮细胞增殖、迁移及上皮-间质转化(Epithelia-mesenchymal transition,EMT)的影响使用CD11b+/CD86+标记M1细胞,CD11b+/CD206+标记M2细胞,结果发现随着时间的推移,创面巨噬细胞M1占比逐渐下降,而M2占比逐渐增高。结合之前的研究结果,认为巨噬细胞的极化过程参与调控创面的再上皮化。不同亚型的巨噬细胞对于尿路上皮细胞增殖和迁移能力的影响是不同的,相较于M1,M2可以促进尿路上皮细胞的增殖、迁移及EMT。分别收集了M1和M2来源的外泌体,并使用外泌体处理尿路上皮细胞后,发现尿路上皮细胞可以成功摄取外泌体,并发现相较于M1来源外泌体,M2来源外泌体可以促进尿路上皮细胞的增殖、迁移及EMT。3.M1、M2外泌体来源微小核糖核酸(microRNA)表达谱的探索诱导单核细胞极化为M1和M2,收集M1和M2外泌体,并使用RNA Seq及q RT-PCR分别对M1,M2外泌体内micro RNA表达谱进行测定,共发现108个差异表达的micro RNA,其中93个上调,15个下调。对差异表达的micro RNA靶基因进行预测,共获得1063个靶基因,对这些靶基因进行基因本体(Gene Ontology,GO)富集分析发现靶基因主要富集于细胞粘附、神经系统发育及内体转运等功能上,京都基因与基因组百科全书(KOBAS-Kyoto Encyclopedia of genes and Genomes,KEGG)富集分析发现靶基因主要富集于调节多能性干细胞,胆碱能突触、慢性粒细胞白血病、癌症通路及Rap1信号通路等信号通路。蛋白互作网络(Protein-protein interaction,PPI)分析发现排名前五位的关键基因包含有分选蛋白16(Sorting Nexin 16,SNX16),并且已有报道提示SNX16对表皮生长因子受体(Epidermal Growth Factor Receptor,EGFR)具有负调控作用,随后通过q RT-PCR实验确定miR-30a-5p及miR-99a-5p在M2外泌体中表达量均明显高于在M1外泌体中的表达量。4.M2外泌体来源miR-30a-5p靶向SNX16/EGFR轴调控前列腺切除术后再上皮化本研究首先使用生物信息学方法预测了miR-30a-5p的靶基因,其中miRDB数据库共预测靶基因1538个、star Base数据库共预测靶基因1576个、Target Scan数据库共预测靶基因2433个,随后三个数据库靶基因取交集最终获得在三个数据库均存在的靶基因782个,最后在交集内靶基因使用Target Scan评分进行排序。结果显示:miR-30a-5p预测可以靶向782个靶基因,其中与SNX16基因靶向可能性较大。通过荧光素酶实验确定SNX16为miR-30a-5p的靶基因。随后使用尿路上皮细胞与M1和M2共培养,使用q RT-PCR检测不同亚型巨噬细胞对尿路上皮细胞内SNX16及EGFR表达量的影响,结果显示相较空白组和M1共培养组,M2共培养组尿路上皮细胞SNX16表达明显降低,EGFR表达量明显升高;随后使用M1外泌体和M2外泌体处理尿路上皮细胞,相较M1外泌体,经过M2外泌体处理过的尿路上皮细胞同样SNX16表达明显降低而EGFR表达明显升高。以上结果说明,相较M1和M1外泌体,M2和M2外泌体可以降低尿路上皮细胞内SNX16的表达,并促进EGFR的表达。为了探明是否是M2外泌体内差异表达的miR-30a-5p发挥的调节作用,将NC miR-30a-5p mimic、NC miR-30a-5p inhibitor、miR-30a-5p mimic及miR-30a-5p inhibitor转染至M2细胞内24小时后提取各组外泌体,使用各组外泌体处理尿路上皮细胞后,检测对比尿路上皮细胞的增殖能力及迁移能力,发现miR-30a-5p mimic组相比空白组和inhibitor组,可以明显提升尿路上皮细胞的增殖及迁移能力,随后进一步检测各组尿路上皮细胞的SNX16和EGFR表达,结果同样显示miR-30a-5pmimic组相比空白组和inhibitor组,可以降低尿路上皮细胞内SNX16的表达并提高EGFR的表达量。最后通过转染质粒的方式上调尿路上皮细胞内SNX16,发现可以逆转miR-30a-5p的分子生物学作用。综上所诉,本研究在建立小鼠经膀胱前列腺激光汽化切除术模型的基础上,发现巨噬细胞极化过程参与调控创面再上皮化,并通过体外细胞实验发现相较M1及其外泌体,M2及其外泌体可以促进尿路上皮细胞的增殖与迁移;进一步提取M1和M2外泌体后通过高通量测序技术发现M1外泌体和M2外泌体之间有大量差异表达的micro RNA,M1、M2外泌体内差异表达的miR-30a-5p可以通过靶向SNX16间接影响尿路上皮细胞内的EGFR表达量,从而发挥调控尿路上皮细胞增殖与迁移的作用,研究结果不仅能为降低前列腺切除术后创面修复相关并发症提供理论依据,还能为促进涉及尿路上皮损伤的其他手术术后创面修复提供合新的思路。