背景:目前全世界范围内,糖尿病的患病率呈上升趋势。继发于糖尿病的勃起功能障碍（diabetes mellitus erectile dysfunction,DM ED）是严重影响男性患者生活质量的重要并发症之一。DM ED发病机制复杂,涉及阴茎海绵体内皮及平滑肌功能障碍,海绵体神经病变和人体内分泌异常。因此,传统的糖尿病治疗或者ED治疗方法对于DM ED疗效较非糖尿病ED患者差,而副作用却更多。因此,如何有效治疗糖尿病性勃起功能障碍成为一个亟待解决的医学科学问题。随着再生医学的发展,干细胞移植治疗逐渐为人们所熟悉。间充质干细胞具有多向分化能力并能旁分泌多种细胞因子,被广泛应用于细胞移植治疗领域。我们前期进行过骨髓间充质干细胞（Bone marrow derived mesenchymal stem cells,BM-MSCs）移植治疗ED和肌源性干细胞（muscle derived stem cells,MDSCs）移植治疗压力性尿失禁动物模型的研究,均能取得较好的疗效。然而,无论是BMSCs还是MDSCs,它们的获取都需通过有创操作,而这种缺点限制了未来临床上的应用。尿源干细胞（urine derived stem cell,USCs）是一种新型的成体干细胞,具有来源广泛、获取简便、费用低廉、增殖分化能力强等优点,被认为是移植治疗DM ED的新选择。然而,干细胞移植治疗也存在一些问题,例如注射入体内后干细胞存活时间较短。目前有多种方式可以增强干细胞的活性,其中,基因修饰应用最为广泛。我们前期研究发现胰岛素样生长因子-1（insulin-like growth factor-1,IGF-1）可以通过恢复海绵体平滑肌的完整性和调节NO-c GMP通路来改善老龄大鼠勃起功能。IGF-1蛋白是一种细胞生长促进因子,它能促进细胞的增殖能力。本研究拟利用IGF-1基因修饰USCs,在增强USCs的活性同时,使得USCs分泌的IGF-1蛋白发挥协同治疗作用。从体外角度探讨IGF-1基因修饰尿源干细胞用于DM ED治疗的可行性,为后续USCs IGF-1体内治疗DM ED大鼠模型提供可靠的科学依据。目的:从志愿者尿液中分离、培养原代USCs,鉴定USCs细胞表面标志物及其多向分化潜能,并检测其体外旁分泌细胞因子谱。利用慢病毒载体系统将IGF-1基因转染至USCs细胞内,检测转染后USCs分泌IGF-1蛋白的稳定性及USCs生物功能的变化,评估慢病毒转染系统的安全性及有效性。方法:从3名健康成年男性志愿者收集到9份无菌尿液标本,分离、培养原代USCs。流式细胞仪鉴定USCs（P3）细胞表面标志物;成骨、成脂诱导分化鉴定USCs多向分化潜能;ELISA检测USCs体外旁分泌细胞因子谱。用携带IGF-1基因的慢病毒载体感染USCs。Western-blot、RT-q PCR和ELISA测定各组细胞IGF-1基因表达情况。使用CCK-8、Transwell实验法测定各组细胞的增殖、迁移情况。结果:成功分离、培养了原代人USCs,表型鉴定CD31、CD45表达阴性,CD44,CD73,CD90及CD146表达阳性;USCs经诱导可以向骨、脂肪分化;体外可分泌促血管生长因子VEGF和FGF;促神经生长因子IGF和PDGF及集落刺激因子CSF。慢病毒载体感染USCs后,荧光显微镜下观察到持续表达的绿色荧光;USCs IGF-1可以持续稳定分泌大量IGF-1蛋白。CCK-8、Transwell实验显示IGF-1可以显著促进USCs增殖、迁移。结论:尿源干细胞表达间充质干细胞表面标志物,CD44,CD73,CD90,CD146,而不表达造血干细胞的细胞表面标志物CD31,CD45;尿源干细胞具有多向分化潜能;尿源干细胞在体外能够分泌多种促细胞生长因子。慢病毒载体介导基因转染对于尿源干细胞安全有效。IGF-1基因转染尿源干细胞后,尿源干细胞能稳定、持续大量分泌IGF-1蛋白,并且尿源干细胞自身增殖、迁移能力得到提升。