1. osa ehhinakosiid suurendab sperma kogust rottidel, suunates hüpotalamuse androgeeni retseptori

Zhihui Jiang1,2, Bo Zhou2, Xinping Li2, Gordon M. Kirby3 ja Xiaoying Zhang1,2

Meeste viljatus on suur terviseprobleem, mille levimus on hinnanguliselt 4,2 protsenti meeste viljatusest kogu maailmas. Meie varajane töö näitas sedaCistanche ekstraktidkaitsta hiirte sperma kahjustuste eest ja sedaehhinakosiid(ECH) on üks peamisi aktiivseid komponente. Siin kirjeldame ECH, loodusliku toote, mis muudab rottidel oligoasteeni aspermiat või kaitseb selle eest, olulist rolli. ECH-d analüüsiti HPLC-ga, sperma kogust ja kvaliteeti hinnati ning hormoonide tase määrati radioimmunosorbentanalüüsiga. ECH vähendas androgeeniretseptori (AR) ja peamiste steroidogeensete geenidega seotud geenide taset, nagu määrati Western blot ja qPCR analüüsiga. ECH ja AR vahelist koostoimet hinnati kaudse ELISA ja molekulaarse dokkimisega. Tulemused näitavad, et ECH koos hüpotalamuse AR-ga Met-894 ja Val-713 taskus pärsib AR-i ülekandumist tsütoplasmast hüpotalamuse tuumadesse. Kui suguhormoonide regulatsiooni negatiivne tagasiside oli pärsitud, stimuleeriti positiivset tagasisidet, et suurendada luteiniseeriva hormooni ja testosterooni sekretsiooni, suurendades seejärel sperma kogust. Kokkuvõttes näitavad need andmed, et ECH blokeerib AR aktiivsust hüpotalamuses, et suurendada sperma kogust ja kaitsta rottidel oligoastenospermia eest.

Testosterooni tootmist munandirakkudes reguleerib tugevalt hüpotalamuse-hüpofüüsi-sugunäärmete telg (HPG), moodustades homöostaatilise tagasisideahela1. Gonadotropiini vabastav hormoon (GnRH), mida eritab hüpotalamus, võib stimuleerida luteiniseeriva hormooni (LH) sekretsiooni hüpofüüsist, mis stimuleerib veelgi.testosteroontootmine munandite Leydigi rakkudes. Testosterooni biosünteesivad mitmed steroidogeensed ensüümid. Steroidogeenne akuutne regulatoorne (StAR) valk võib ühe peamise viisina transportida kolesterooli rakusisest allikast mitokondritesse2, kus see puutub kokku kolesterooli külgahela lõhustamise ensüümiga (CYP11A1), 3 -hüdroksüsteroiddehüdrogenaasiga (HSD3), { {6}}hüdroksülaas (CYP17A1) ja 17 -hüdroksüsteroiddehüdrogenaas (HSD 17 ), mis katalüüsivad kolesterooli muundumist testosterooniks3,4. Testosteroon saab seejärel negatiivselt tagasi HPG elemendile, et reguleerida edasist LH sekretsiooni annusest sõltuval viisil. Testosterooni mõju HPG telje tagasisideahelale ilmneb seondumisel androgeeniretseptoriga (AR), mida leidub nii hüpotalamuses kui ka hüpofüüsis5. Hiirtel põhjustab AR ablatsioon ja minimaalne testosterooni tootmine LH ja folliikuleid stimuleeriva hormooni (FSH) taseme tõusu6, mis viitab sellele, et AR osaleb negatiivse toiteahela reguleerimises. Klassikaline genoomne mehhanismtestosteroonsignaalimine toimub siis, kui testosteroon difundeerub rakku ja seondub AR-ga. See ligand-retseptori kompleks translokeerub seejärel tuuma, kus see seostub androgeeni vastuse elementidega (ARE) testosteroonile reageerivate geenide regulatoorsetes piirkondades, et muuta nende translokatsiooni. Testosteroon indutseerib ka steroidhormooni toime mitteklassikalist rada, mida iseloomustavad kiired sündmused, mis viivad tsütosoolsete signaalikaskaadide aktiveerumiseni, mida tavaliselt käivitavad kasvufaktorid7,8. Nii klassikalised kui ka mitteklassikalised testosterooni rajad aitavad säilitada spermatogeneesi ja viljakust. AR funktsioon on aga klassikalises rajas olulisem, kuna testosteroon parandab sperma kvaliteeti. Ehhinakosiid (ECH) on üks bioaktiivsetest komponentidest, mis on saadud Echinacea9 ja ravimtaimeliikidest.Cistanche10. Laia farmakoloogilise toimespektriga ehhiaatsia ekstraktid on 1 Kaasaegse biotehnoloogia uurimiskeskus, Biotehnoloogia ja toiduainete insenerikool, Anyangi tehnoloogiainstituut, Anyang, Henan, 455000, Hiina. 2 Veterinaarmeditsiini kolledž, Northwest A & F University, Yangling, Shaanxi, 712100, Hiina. 3 Biomeditsiiniteaduste osakond, Ontario Veterinary College, Guelphi Ülikool, Guelph, Ontario, N1G 2W1, Kanada. Kirjavahetus ja materjalide päringud tuleb adresseerida XZ-le

Cistancheehhinakosiidvõib parandada neerufunktsiooni ja suurendadatestosteroon

Lisateabe saamiseks võtke ühendust:Joanna.jia@wecistanche.com

üks populaarsemaid taimseid toidulisandeid Euroopas ja USA-s, peamiselt tänu oma antioksüdantsetele omadustele11 ja võimele ennetada külmetushaigust12. Huvitaval kombelCistancheekstrakte ja ECH-d on traditsiooniliselt kasutatud toonikuna, et ravida reproduktiivfunktsiooni häireid ja suurendada meeste seksuaalset aktiivsust traditsioonilises Hiina meditsiinis10. Mõned börsivälised tootedCistanche ekstraheerimineon välja töötatud toitvate toidulisanditena ja koguvad populaarsust Hiina ja mõne teise Aasia riigi tervisliku toidu turgudel (China Food and Drug Administration)13. ECH toime aluseks olevad mehhanismid jäävad siiski ebaselgeks. Meeste viljatus on suur terviseprobleem, mille levimus on hinnanguliselt 4,2 protsenti meeste viljatusest kogu maailmas14. Meeste viljatuse diagnoos põhineb praegu sperma kvaliteedi uuringul, sealhulgas seemnerakkude parameetrite analüüsil, nagu spermatosoidide kontsentratsioon, liikuvus ja morfoloogia15. Östrogeeni jäljendav bisfenool A (BPA) on laialt levinud keskkonnasaasteaine, mille mõju meeste viljakusele on uuritud mitmete loomaliikide ja inimeste puhul16. BPA häirib hüpotalamuse-hüpofüüsi-sugunäärmete telge, pärsib munandite steroidogeensete ensüümide ekspressiooni ja testosterooni sünteesi isaspoegadel17, põhjustades hüpogonadotroopse hüpogonadismi seisundi18. Selles uuringus uurime ECH mõju sperma kvaliteedile ja hormoonide tasemele. Lisaks valiti BPA spermakahjustuse mudeli agensiks, et täiendavalt uurida ECH kaitsvat toimet halva sperma kvaliteedi vastu.

Cistanche deserticolal on palju mõjusid, lisateabe saamiseks klõpsake siin

Tulemused

ECH suurendab spermatosoidide hulka.

Spermade arv sabamanuse mannekeses, spermatosoidide elujõulisus ja spermatosoidide liikuvus on esitatud tabelis 1. Ravi 80 mg/kg ECH ja 15 mg/kg testosterooni propionaadiga (TP) suurendas oluliselt munandimanuse spermatosoidide arvu. Siiski ei olnud spermatosoidide elujõulisuses ja spermatosoidide liikuvuses olulist erinevust.

ECH suurendab testosterooni ja LH taset seerumis, entsefalonis, hüpofüüsis ja munandites.

ECH-ravi suurendas märkimisväärselt LH taset seerumis, entsefalonis, hüpofüüsis ja munandis (joonis 1A). ECH(H) rühmas suurenes LH tase seerumis märkimisväärselt 11- korda, entsefalonis pluss hüpofüüsis 14- korda ja munandis 12- korda. Testosteroon tõusis pärast ECH(H)-ravi märkimisväärselt 1,5 ja 1.{10}}korda entsefalonis ja ajuripatsis ja munandis, kuid mitte seerumis. Pärast TP-ravi suurenes testosterooni tase seerumis, entsefalonis, ajuripatsis ja munandis märkimisväärselt 1,6, 1,8 ja 1{16}} korda.

Cistanche ehhinakosiid võib parandada neerufunktsiooni ja parandada testosterooni

ECH suurendas steroidogeense ensüümi geeniekspressiooni.

ECHsuurendas oluliselt peamiste steroidogeensete ensüümide ekspressiooni munandites (joonis 1B). CYP11A1, CYP17A1, HSD3 1/2 ja HSD17 mRNA tasemed ECH(H) rühmas tõusid enam kui 3- korda, samas kui StAR mRNA tasemed ei näidanud olulisi erinevusi kõigiga.ECHtreatments (p>0.05). TP ei muutnud oluliselt CYP11A1, CYP17A1, HSD3 1/2 ja HSD17 ekspressiooni. See kajastub põhjalikus soojuskaardi analüüsis ECH mõju kohta steroidogeense ensüümi ekspressioonile, mis näitab, etECHsuurendas oluliselt CYP11A1, CYP17A1, HSD3 1/2 ja HSD17 ning eriti HSD3 1/2 mRNA taset (joonis 1C).

ECH suudab ületada hematoentsefaalbarjääri ja vähemal määral vere-munandite barjääri.

Et hinnata androgeenide tagasisideahelat HPG-teljel, võimeECHhüpotalamuse sisenemist hinnati mitmetes PK uuringutes.ECHkontsentratsioonid tuvastati hüpotalamuses pärast 12-tunnist ühekordset suukaudset 30 mg/kg ECH manustamist ja ECH näitas märkimisväärset läbitungimist hüpotalamuses keskmise hüpotalamuse/plasma suhtega 33,92 protsenti (joonis 2A). Te T1/2 väärtused olid vastavalt 2,61±0,42 h ja 1,88±0,22 h plasmas ja hüpotalamuses (joonis 2B). HPLC abil tuvastati siiski väga piiratud ECH juurdepääs munandile. ECH kontsentratsioonid munandis olid 0.{{20}}83 ug/mL, 0,043 ug/mL ja 0,028 ug/mL 0,5 tunni, 1 tunni ja 1,5 tunni pärast pärast töötlemist.

ECH vähendab hüpotalamuse AR translokatsiooni tuuma.

Et testida mõjuECHAR translokatsioonil määrati Western blot analüüsi abil AR ekspressioon munandi ja hüpotalamuse tsütoplasmas ja tuumas. Nagu on näidatud joonisel 3A, vähendas ECH AR-valku hüpotalamuse tuumades kontrollrühmaga võrreldes viis korda. Ravi enzalutamiidiga, AR inhibiitoriga, vähendas AR valgu taset hüpotalamuse tuumades 48- korda. Eelkõige oli tsütoplasmaatiline AR kõrgem ECH-ravi ja enzalutamiidiga ravi korral kui kontrollides, mis viitab sellele, etECHblokeerib AR transpordi tsütoplasmast hüpotalamuse tuuma. Ootuspäraselt ei inhibeeri ECH AR transporti tsütoplasmast munandis asuvasse tuuma (joonis 3B).

ECH suurendas HPG-teljega seotud geenide ekspressioone.

ECHsuurendas oluliselt LH , LHR , GnRH 1 ja Gnrhr ekspressiooni entsefaloni ja hüpofüüsi segukogumites, kuid pärast TP-ravi GnRH 1 tasemetes olulist erinevust ei olnud. Soojuskaardi analüüs näitab, et GnRH 1 ja LH ekspressioonid olid HPG teljega seotud geenide hulgas kõrgeimad.

AR on ECH sihtmärk.

ECH ja AR vaheliste seoste kinnitamiseks sünteesiti edukalt ECH-ovalbumiin (ECH-OVA) (joonis 5A, B). ECH-OVA molekulmass on suurem kui OVA, seega on neil erinev liikuvusaste (joonis 5A) ja ECH-OVA neeldumispiik jääb ECH ja OVA vahele (joonis 5B).

mis viitab sellele, et ECH konjugeeriti edukalt OVA-ga. Kaudsed ELISA tulemused (joonis 5C) näitavad, et anti-AR-antikeha on võimeline tuvastama ECH-OVA-d (näidatud anti-OVA-antikehaga) sisaldavates süvendites AR-valku, mis viitab sellele, et ECH võib seonduda AR-valguga.

ECH on kombineeritud Met{0}} ja Val-713 AR-taskuga.

Ühend ECH dokiti inimese AR pinnal oleva AF2 saidiga ning ECH ja AR teoreetiline seondumisviis on näidatud joonisel 5D. Ühend ECH võttis vastu kompaktse konformatsiooni sidumise inimese AR taskus. Kaks ECH fenüülrühma seonduvad AR tasku hüdrofoobse domeeniga ja säilitasid tiheda hüdrofoobse kontakti jääkidega Leu-712, Val-716, Met-734, Ile-737 , Met-894 ja Ile-898, samas kui ECH ülejäänud kaks külge asetsesid tasku sissepääsu juures ja tegid vaid mõne kontakti. Üksikasjalik analüüs näitas, et nii Met-894 (sideme pikkus: 2,4Å) kui ka Val-713 (sideme pikkus: 2,7Å) moodustasid ECH hüdroksü1 rühmadega vesiniksidemed, mis oli peamine interaktsioon ECH vahel. ja inimese AR.

Cistanche ehhinakosiid võibparandada maksafunktsioonijatõsta testosterooni

ECH leevendab BPA-st põhjustatud reproduktiivkahjustusi.

ECH mõju uurimiseks reproduktiivkahjustustele uuriti sperma kvaliteeti ning suguhormoonide ja steroidogeensete ensüümide taset BPA-ga indutseeritud hiirtel. Nagu on näidatud joonisel 6, vähendas BPA-ravi oluliselt spermatosoidide arvu ja seemnerakkude liikuvust vastavalt 26,5% ja 39,2%. ECH manustamine hoidis ära spermatosoidide arvu ja seemnerakkude liikuvuse vähenemise vastavalt 35,5% ja 30,1% võrra. BPA manustamine põhjustas ka LH ja T sekretsiooni märkimisväärse vähenemise ning ECH suurendas LH ja T taset märkimisväärselt vastavalt 24,1% ja 18,3% võrra, võrreldes ainult BPA-ga (joonis 6A, B). StAR-i, CYP17A1, 3 -HSD ja 17 -HSD mRNA tasemed BPA-ECH-ravi korral tõusid oluliselt võrreldes BPA-raviga (joonis 6C, D).