ESIMENE OSA Ehhinakosiid suurendab sperma kogust rottidel, suunates hüpotalamuse androgeeni retseptori

Kuidas ehhinakosiid stimuleerib östrogeeni ja suurendab spermatosoidide arvu?

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, et Cistanche ekstraktid kaitsevad hiirte spermakahjustuste eest ja sedaehhinakosiid(ECH) on üks peamisi aktiivseid komponente. Siin kirjeldame olulist rolliECH, looduslik toode, mis muudab rottide aspermia oligo või kaitseb selle eest.ECHanalüüsiti HPLC abil, sperma kogust ja kvaliteeti hinnati ning hormoonide taset määrati radioimmu sorbentanalüüsiga. ECH vähendas androgeeniretseptori (AR) ja võtme tasetsteroidogeensed geenid, mis on määratud Western blot ja qPCR analüüsiga. Interaktsioon vahelECHja AR-i hinnati kaudse ELISA ja molekulaarse dokkimisega. Tulemused näitavad, et ECH koos hüpotalamuse AR-ga Met-894 ja Val-713 taskus pärsib AR-i ülekandumisttsütoplasmast 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 andmedetECHblokeerib AR aktiivsust hüpotalamuses, et suurendada sperma hulka ja kaitsta rottidel oligoaspermia eest.

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

Cistanche deserticolal on palju mõjusid, lisateabe saamiseks klõpsake siin

Testosterooni tootmist munandirakkudes reguleerib tugevalt hüpotalamuse-hüpofüüsi-sugunäärmete telg (HPG), moodustades homöostaatilise tagasisideahela1. Gonadotropiini vabastav hormoon (GnRH), mida sekreteerib hüpotalamus, võib stimuleerida luteiniseeriva hormooni (LH) sekretsiooni hüpofüüsist, mis stimuleerib veelgi testosterooni tootmist munandite Leydigi rakkudes. Testosterooni biosünteesivad mitmed steroidogeensed ensüümid. Ühe peamise viisina võib steroidogeenne akuutne reguleeriv (StAR) valk transportida kolesterooli rakusisest allikast mitokondritesse2, kus see puutub kokku kolesterooli külgahela lõhustamise ensüümiga (CYP11A1), 3 -hüdroksüsteroiddehüdrogenaasiga (HSD3), { {10}}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. Testosterooni signaaliülekande klassikaline genoomne mehhanism ilmneb siis, kui testosteroon hajub 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 ravimtaimeliikidest Echinacea9 ja Cistanche10. Echinacea ekstraktid, millel on lai valik farmakoloogilisi toimeid, on üks populaarsemaid taimseid toidulisandeid Euroopas ja USA-s, peamiselt tänu nende antioksüdantsetele omadustele11 ja võimele ennetada nohu12. Huvitaval kombelCistancheekstraktid jaECHon traditsiooniliselt kasutatud toonikuna, et ravida reproduktiivfunktsiooni häireid ja suurendada meeste seksuaalset aktiivsust traditsioonilises hiina meditsiinis10. Mõned Cistanche ekstraheerimise börsivälised tooted on välja töötatud toitvate toidulisanditena ja koguvad populaarsust Hiina ja mõne muu Aasia riigi tervisetoidu turgudel (China Food and Drug Administration)13. Kuid selle aluseks olevad mehhanismidECHtegevus jääb 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 selle mõjuECHsperma kvaliteedi ja hormoonide taseme kohta. Lisaks valiti BPA sperma vigastuste mudeli agensiks, et täiendavalt uurida selle kaitsvat toimetECHhalva sperma kvaliteedi vastu.

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.

ECH increased steroidogenic enzyme gene expression. ECH significantly increased the expressions of key steroidogenic enzymes in the testis (Fig. 1B). The mRNA levels of CYP11A1, CYP17A1, HSD3β1/2, and HSD17β in the ECH(H) group were increased more than 3-fold, while the levels of StAR mRNA showed no significant differences with all ECH treatments (p>0.05). TP ei muutnud oluliselt CYP11A1, CYP17A1, HSD3 1/2 ja HSD17 ekspressiooni. See kajastub põhjalikus soojuskaardi analüüsis ECH mõju kohta steroidogeensete ensüümide ekspressioonile, mis näitab, et ECH suurendas märkimisväärselt CYP11A1, CYP17A1, HSD3 1/2 ja HSD17 ning eriti HSD3 1/ mRNA taset. 2 (joonis 1C).

ECH suudab ületada hematoentsefaalbarjääri ja vähemal määral vere-munandite barjääri. Androgeeni tagasisideahela hindamiseks HPG-teljel hinnati ECH võimet hüpotalamusesse siseneda mitmes PK uuringutes. ECH kontsentratsioonid tuvastati hüpotalamuses pärast 12-tunnist ühekordset suukaudset 30mg/kg ECH manustamist ja ECH näitas märgatavat hüpotalamuse penetratsiooni, kusjuures keskmine hüpotalamuse/plasma suhe oli 33,92 protsenti (joonis 2A). Te T1/2 väärtused olid plasmas ja hüpotalamuses vastavalt 2,61±0,42 tundi ja 1,88±0},22 tundi (joonis 2B). HPLC abil tuvastati siiski väga piiratud ECH juurdepääs munandile. ECH kontsentratsioonid munandis olid 0.083 ug/mL, 0,043 ug/mL ja 0,028 ug/mL 0,5, 1 ja 1,5 tunni pärast pärast töötlemist. .

ECH vähendab hüpotalamuse AR translokatsiooni tuuma. ECH mõju testimiseks AR translokatsioonile 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. Nimelt oli tsütoplasmaatiline AR ECH-ravi ja enzalutamiidiga ravi korral kõrgem kui kontrollidel, mis viitab sellele, et ECH blokeerib AR-i transpordi tsütoplasmast hüpotalamuse tuuma. Ootuspäraselt ei inhibeeri ECH AR transporti tsütoplasmast munandis asuvasse tuuma (joonis 3B).

ECH suurendas HPG-teljega seotud geenide ekspressioone. ECH suurendas märkimisväärselt LH , LHR , GnRH 1 ja Gnrhr ekspressiooni entsefaloni ja hüpofüüsi segudes, kuid pärast TP-ravi ei olnud GnRH 1 tasemetes olulist erinevust. 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 ühendatud Met-894 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{10}}, 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. 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 suurenesid oluliselt võrreldes BPA-raviga (joonis 6C, D).