2011年12月2日
Selim Cellek，医学博士，博士; Trinity J.
Bivalacqua，医学博士，博士; Arthur L. Burnett，医学博士，工商管理硕士; Kanchan Chitaley，博士; Lin-Shwun Lin，博士
在线：2012年9月13日 – 性医学期刊，DOI：10.1111 / j.1743-6109.2012.02916.x
介绍
自20世纪80年代以来，关于勃起功能的生理学和勃起功能障碍（ED）的病理生理学的研究数量已经大大增加。研究技术出错的风险伴随着这种增长。本综述讨论了帮助其他科学家和研究人员的常见错误，特别是那些刚接触该领域的人。
测量海绵体内压力（ICP）对海绵状神经刺激（CNS）的影响
实验动物ED模型中的勃起功能的体内测量可以以多种方式进行。动物可能是清醒或麻醉的。
可以通过使用植入的压力传感器在清醒的大鼠中测量ICP。然而，这种方法最适合研究勃起的中央控制。
麻醉的啮齿动物适用于测量大鼠和小鼠的勃起反应，作者提供了有关该过程的广泛说明。可以使用连接到数据采集系统的压力传感器连续测量平均动脉压（MAP）和ICP。该模型是评估勃起功能的最广泛使用的方法，可用于各种电压或频率响应，允许研究人员研究次优，生理和超生理勃起反应。
作者警告说，一些研究人员仅在高电压或高频率下报告对CNS的勃起反应，引起可能涉及骨盆底收缩的超生理反应。然而，仅使用高电压/频率“无法评估CN引起的神经传递，从而无法评估其对终末器官下体功能/功能障碍的影响。”
CN伤害模型
这些模型目前被广泛使用，并提供了与人类骨盆神经损伤相关的ED的范例。他们还帮助研究人员了解阴茎勃起的神经生物学，并为开发ED治疗程序提供了机会。
CN损伤模型涉及CN的物理损坏，其损害其功能。此类损伤可能包括挫伤，牵引或横断。受伤可能来自直接机械力或来自密集能源，例如热，冷，辐射或超声波。
在实验中，研究人员应用的伤害与临床情况下的伤害相似。通常，模仿来自盆腔手术的伤害，例如根治性前列腺切除术。
这些模型有助于研究ED的治疗干预，包括由海绵体组织变性引起的创伤性神经源性ED和ED。研究结果可能促使开发保护海绵体组织的疗法。
这些模型还有助于科学家了解勃起生理学。
作者注意到以下“与CN损伤的科学方法有关的基本概念”：
可以使用不同类型的动物，但最常使用小型实验室啮齿动物，特别是大鼠。可以容易地解剖大鼠并且可以具有足够的弹性以具有多种外科手术。
CN损伤程序包括麻醉啮齿动物并进行低腹部切口和骨盆解剖。
根据研究设计，可以进行双侧或单侧损伤。
啮齿动物水平的常见伤害类型包括挤压，冷冻，横断和节段切除或切除。
最佳实践建议
研究人员应“建立适合所用动物物种的可靠且可重复的扰动”。如有必要，可能需要重复受伤，直到达到预期效果。但是，伤害不应该太大，以至于不能通过治疗来改变。也不应该限制治疗的益处无法确定。
在这些实验中，应该采取适当的阳性和阴性对照。标准阳性对照是假治疗。标准阴性对照是无效的干预。另一项控制涉及测试“所提出的药剂的影响，而与扰动效应无关”。
应对实验结果进行索引（标准化），以便分析整个研究组和对照组。
实验策略
研究人员在考虑其策略时应考虑CN伤害实验的目标。研究结果可能有所不同，长期和短期研究时间框架可能都是适当的。
作者总结了他们对CN损伤实验的讨论，主要有以下几点：
科学家应该根据他们的研究目标仔细选择他们的模型。
他们也应该注意不要选择不合适的模型。
他们应该考虑可用模型的优点和缺点，并使用提供最有用信息的模型。
他们应该记住，动物模型“只是临床状况的一种表现，他们调查的结果应仅被视为提供临床前，‘概念证据‘证据。”
高血压相关的勃起功能障碍
自发性高血压大鼠（SHR）是高血压相关ED研究中最常用的动物。作者描述了许多涉及SHR的研究，包括Behr-Roussel及其同事的研究，这些研究支持ED作为心血管疾病生物标志物的观点。SHR中的高血压模仿人类; 然而，SHR的高血压在年轻时发展，“因此可能在发育过程中出现混杂的代偿性或非适应性变化，这可能与绝大多数成年期患高血压的患者无关。”
脱氧皮质酮 – 盐（DOCA-盐）动物通常用于高血压研究，但很少有ED研究使用该模型。作者解释了这些动物如何用于科学研究。
一个肾一夹（1K-1C）大鼠模型通常用作非肾素依赖性肾血管性高血压的手术模型，并且描述了各种研究。
最后，可以使用NOS抑制或Nw-硝基-L-精氨酸甲酯（L-NAME）模型。然而，作者解释说，该模型的局限性是“通过诱导NOS抑制的高血压，该系统偏向于看ED，更具体地说是与NO信号受损相关的ED。。。因此，从这种动物模型到人类状况的机械推断可能成为问题。“
香烟烟雾相关的勃起功能障碍
许多报道都将吸烟与被动吸烟联系起来。虽然研究人员已经研究了这种联系，但研究结果并没有显示出因果关系，也没有提供太多关于“烟雾暴露导致ED表型的途径”的信息。
作者描述了许多调查烟雾暴露和ED的动物研究。这些类型的研究可能使用狗，兔，大鼠和小鼠，并且通常涉及吸入人工耗尽的香烟烟雾一至十周。在某些情况下，一旦尼古丁和焦油被除去，动物就会注入尼古丁或香烟烟雾中的可溶性成分。由于使用的动物类型和烟雾输送方法各不相同，因此可能难以比较不同研究的结果。
虽然这些研究是值得的，但一些限制“可能会降低所获得的任何见解的可译性”：
实验室结果取决于物种 – 以及物种的菌株 – 。
研究在吸入递送方法，吸入的时间过程和涉及的香烟烟雾成分方面不同。
当使用动物时，很难确定吸入的烟雾浓度适用于人类直接吸烟和被动吸烟。这也适用于烟雾暴露的持续时间。
有关动物研究的报告主要关注NO信号通路，这是勃起的主要途径。然而，吸烟也可能影响其他途径，这些领域尚未得到充分研究。
高血压和吸烟都是ED的危险因素，与其他合并症一起使用可能会增加风险。然而，动物模型在这些领域尚未显示出一致的结果，并且没有模型被认为是“黄金标准”。作者建议，为每个领域开发这样的黄金标准方法和模型将有益于ED研究。
测量NOSs，NO和cGMP nNOS与eNOS对比诱导型NOS（iNOS）
作者解释说，NO是阴茎勃起的重要组成部分，可以通过三种NOS同种型合成：eNOS，nNOS和iNOS。nNOS参与了勃起，eNOS参与了维护。
必须在ED的临床前模型中评估nNOS和eNOS的活性和量，但是由于各种原因（例如它们的不稳定和气体性质）它们可能难以测量。此外，iNOS“在正常生理条件下不表达”并且不涉及勃起功能，尽管它可以提供关于炎性病症的信息。
作者引用以下内容作为“量化eNOS和nNOS的常见错误”：
量化一种酶，而不是另一种酶。应测量两种酶。
缺乏内部控制。应使用内部对照蛋白标准化蛋白质负荷。
仅使用免疫组织化学（IHC）。IHC应始终通过蛋白质印迹或酶联免疫吸附测定（ELISA）支持。
分离蛋白质。应使用经过充分验证的方法来隔离eNOS和nNOS。此外，“蛋白质产量应针对任何蛋白质分离方法进行优化。”
仅使用实时聚合酶链反应（RT-PCR）。该方法不测量蛋白质表达。
翻译后修改。作者写道，“应该记住，nNOS和eNOS都可以通过几种机制进行翻译后修饰，如磷酸化，豆蔻酰化和棕榈酰化，以及解偶联和亚细胞易位。”
NO和cGMP的测量
NO难以衡量; 但是，已经开发了几种方法来实现这一目的。评估NO浓度的一个常见错误是测量阴茎海绵体或体循环中的硝酸盐和/或硝酸盐浓度。有几个因素会影响硝酸盐和硝酸盐含量，因此这种评估的结果并不总是可靠的。
使用cGMP作为NOS活性的间接测量也可能是有问题的。正如作者所解释的那样，“…… cGMP不仅由其他酶如颗粒状鸟苷酸环化酶形成，而且还被磷酸二酯酶迅速代谢。此外，阴茎组织中的cGMP浓度可以是该组织在其基底（灭活）时间点内NOS活性的间接量度; 它无法通知我们酶活性的最大容量。“
当测量cGMP浓度时，微环境的温度应保持恒定4摄氏度。
ROS
作者解释了测量ROS时的两个常见错误：
仅测量ROS，不测量NOS含量
在许多其他类型中仅测量一种ROS
作者补充说：“应始终记住，ROS或抗氧化酶的测量主要在勃起组织未被激活的时间点进行（基础，未受刺激的条件）。”
ED领域的干细胞（SCs）
作者将重点放在使用各种类型的SC来治疗各种类型的ED并讨论几个相关的研究。
海绵体内（IC）注射一直是“普遍采用”的干细胞传递方法，但使用这种方法进行SC移植“似乎缺乏科学依据。”在CN损伤的情况下，目标组织实际上并不在阴茎中，而是在CN和/或其主要骨盆神经节（MPG）中的细胞体中。然而，研究表明注射IC的SC可以传播到MPG。
作者注意到SC-for-ED临床前试验的以下“关键组成部分”：
干细胞
ED动物模型
勃起功能评估
组织学评估
SC研究的最优选的动物模型是CN损伤模型，其次是糖尿病模型。由于动物模型的问题和测量ICP的勃起功能评估在本文的其他地方讨论，作者在此讨论组织学评估。
因为SC可以分化成各种细胞谱系，所以大多数SC治疗研究使用具有独特性状的SC或用标记物或染料预标记的SC，因此它们可以容易地鉴定。在SC-for-ED研究中，选择合适的SC特征或标签以获得准确的组织学数据可能是一项挑战。
作者讨论了以下特征和标签：
LacZ是一种细菌基因，可以将无色底物转化为蓝色产物。然而，LacZ仍然难以检测。
GFP是一种来自水母的绿色荧光蛋白。除非转染的GFP“高度表达或密集定位”，否则这也可能难以检测。
DAPI是固定细胞核的荧光染料。然而，由于它不能很好地穿透完整的细胞膜，因此不适合活细胞。“更重要的是，”作者说，“因为它非共价结合DNA，它可以在移植后与标记细胞的DNA脱离并被宿主细胞吸附，从而导致假阳性检测。”
DiI是细胞膜的荧光染色剂，但对于追踪移植细胞不可靠。
BrdU是胸苷类似物，用于通过将细胞掺入新合成的DNA中来标记细胞。然而，为了检测BrdU，组织样品必须在具有强酸和高温的DNA变性条件下进行预处理。该过程导致扭曲的组织学图像。
EdU是另一种胸苷类似物，旨在最大限度地减少BrdU的问题。使用EdU时，不需要处理组织样本。EdU也更容易检测，但只能通过荧光检测。使用EdU时细胞分裂也可能是一个问题。
作者指出，制备不良的组织和/或低分辨率的组织学图像可能使评估难以证明。细胞分化的主张应该由清晰的图像支持。
在SC-for-ED研究中，必须仔细研究细胞追踪方法，组织样本的制备和数据的解释。
摘要
作者指出，本文中主题的选择是基于他们自己的经验，其他主题，如糖尿病诱导的ED和体外组织浴实验同样重要。他们表示希望未来的文章将讨论这些主题。
主题：研究摘要
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