尿道下裂是男性新生儿泌尿生殖系统常见的发育畸形,大量研究表明尿道下裂是阴茎腹侧发育不良的表现之一,除尿道开口异位外,多数患者还伴有阴茎腹侧弯曲和背侧包皮帽状堆积畸形,腹侧尿道海绵体(Corpus Spongiosum,CS)也存在发育异常。通过手术重建尿道和矫正弯曲是的唯一方式。发育异常的尿道海绵体是尿道下裂尿道重建术中常用到的修复材料,有学者认为将尿道海绵体加盖于新尿道上有助于加强血供、减少尿瘘等并发症发生。而对尿道下裂尿道海绵体的研究甚少,少数学者将尿道下裂胎儿阴茎和正常胎儿对比发现了尿道周围的血管形态异常,但未进一步探究其改变。本研究利用尿道下裂男性患儿的尿道海绵体组织来研究尿道海绵体特异性改变,在此基础上探究基因表达变化,为阐述尿道下裂海绵体发育情况、尿道下裂病因和可能的临床治疗改进提供基础研究依据。本文分为两部分:第一部分主要探究了尿道下裂患者尿道板周围尿道海绵体的形态组织学异常,并通过免疫组化和qRT-PCR等方法探讨尿道海绵体异常的发生;第二部分利用二代测序技术对尿道下裂尿道海绵体的表达谱进行分析找出差异表达的mRNA,探讨尿道海绵体和尿道下裂异常的可能发生机制。第一部分尿道下裂患儿尿道板周围尿道海绵体的组织学研究目的:探究尿道下裂男性患儿尿道板周围尿道海绵体的形态和组织结构特征性改变。方法:纳入单中心诊治的9月~4岁尿道下裂男性患儿,包括远端型32例和近端型25例,对照组8例来自尿道断裂病例。术中评估尿道海绵体形态,活检行HE、Masson和α-SMA、CD34、TGF-β1和AR免疫组化评估海绵体组织学特征。结果:远端型尿道下裂尿道板周围尿道海绵体明显宽于近端型(p=0.0003)。组织学结果提示,相对于对照组海绵体结构,尿道下裂患者尿道海绵体结构均存在异常,表现为血管腔隙宽大(p=0.0015)、血管壁肌层增厚(p=0.0003)、海绵窦血管密度减少(p<0.0001)及海绵体小梁结构减少(p=0.0043),且严重程度与尿道下裂严重程度相关。尿道下裂患者海绵体TGF-β1表达较对照组明显减少(p<0.0001)。结论:尿道下裂尿道板周围尿道海绵体在组织形态上出现异常,变异程度和尿道下裂严重程度呈现正相关趋势。第二部分基于转录组测序的尿道下裂尿道海绵体mRNA差异表达分析目的:通过第二代基因测序技术对尿道下裂患儿尿道板周围尿道海绵体进行转录组测序,探究患者尿道海绵体和正常对照的差异表达基因,以期揭示出尿道海绵体发育异常、乃至尿道下裂发生中可能存在的分子机制。方法:收集单中心7例9月~4岁重度尿道下裂男性患儿尿道板周围尿道海绵体组织,对照组5例来自尿道断裂病例。利用二代测序技术对尿道海绵体组织进行转录组测序,通过生物信息学分析差异表达的mRNA。并对显著性差异表达基因行GeneOntology和KEGG信号通路分析。结果:与对照组相比,近端型尿道下裂尿道板周围尿道海绵体组织有334个基因表达上调,1233个基因下调。差异表达基因在57个GO term中显著富集。其中,在BP方面差异表达基因主要集中在protein activity cascade、complement activation、regulation of protein maturation等过程;在CC方面主要集中在cell periphery、contractile fiber part、external side of plasma membrane和plasma membrane part等;在MF方面集中在structural constituent of muscle、metal ion transmembrane transporter activity和serine-type peptidase activity。差异表达基因富集的信号通路主要包括Complement and coagulation cascades、Cell adhesion molecules、Cytokine-cytokine receptor interaction、ECM-receptor interaction和Tight junction等。结论:尿道下裂患者尿道海绵体发育过程中,诸多基因表达及相关信号通路发生改变,共同导致海绵体结构异常和尿道下裂发生。