Partea 1 Echinacozidul crește cantitatea de spermatozoizi la șobolani prin țintirea receptorilor de androgeni hipotalamici

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

Infertilitatea masculină este o problemă majoră de sănătate, cu o prevalență estimată la 4,2% din infertilitatea masculină la nivel mondial. Lucrările noastre timpurii au demonstrat astaExtracte de Cistancheprotejează împotriva daunelor spermei la șoareci și astaechinacozid(ECH) este una dintre componentele active majore. Aici raportăm un rol esențial pentru ECH, un produs natural care inversează sau protejează împotriva aspermiei oligoastene la șobolani. ECH a fost testat prin HPLC, cantitatea și calitatea spermatozoizilor au fost evaluate și nivelurile hormonale au fost determinate prin test radio-imunosorbent. ECH a redus nivelurile de receptori de androgeni (AR) și genele cheie legate de steroidogenic, așa cum au fost determinate prin analiza Western blot și qPCR. Interacțiunea dintre ECH și AR a fost evaluată prin ELISA indirect și andocare moleculară. Rezultatele arată că ECH combinată cu AR hipotalamic din buzunarul Met-894 și Val-713 inhibă transferul AR din citoplasmă la nucleele din hipotalamus. În timp ce feedback-ul negativ al reglării hormonilor sexuali a fost inhibat, feedback-ul pozitiv a fost stimulat pentru a crește secreția de hormon luteinizant și testosteron, crescând ulterior cantitatea de spermatozoizi. Luate împreună, aceste date demonstrează că ECH blochează activitatea AR în hipotalamus pentru a crește cantitatea de spermatozoizi și pentru a proteja împotriva oligoastenospermiei la șobolani.

Producția de testosteron în celulele testiculare este puternic reglată de axa hipotalamo-hipofizo-gonadală (HPG) prin formarea unei bucle de feedback homeostatic1. Hormonul de eliberare a gonadotrofinelor (GnRH), secretat de hipotalamus, poate stimula secreția de hormon luteinizant (LH) din glanda pituitară, care stimulează și mai mult.testosteronproducerea în celulele Leydig testiculare. Testosteronul este biosintetizat de o serie de enzime steroidogene. Ca una dintre căile majore, proteina de reglare acută steroidogenă (StAR) poate transporta colesterolul din surse intracelulare în mitocondrii2 unde este expusă la enzima de scindare a lanțului lateral al colesterolului (CYP11A1), 3 -hidroxisteroid dehidrogenază (HSD3), { {6}}hidroxilaza (CYP17A1) și 17 -hidroxisteroid dehidrogenaza (HSD 17 ) care catalizează conversia colesterolului în testosteron3,4. Testosteronul se alimentează apoi negativ la elementul HPG pentru a regla în jos secreția suplimentară de LH într-o manieră dependentă de doză. Efectul testosteronului asupra buclei de feedback a axei HPG are loc prin legarea de receptorul de androgeni (AR), găsit atât în ​​hipotalamus, cât și în glanda pituitară5. La șoareci, ablația AR și producția minimă de testosteron determină creșterea nivelurilor de LH și hormon foliculostimulant (FSH)6, sugerând că AR participă la reglarea buclei de alimentare negative. Mecanismul genomic clasic altestosteronsemnalizarea are loc atunci când testosteronul difuzează în celulă și se leagă de AR. Acest complex ligand-receptor se translocă apoi în nucleu unde se leagă de elementele de răspuns la androgen (ARE) în regiunile de reglare ale genelor care răspund la testosteron pentru a modifica translocarea acestora. Testosteronul induce, de asemenea, calea neclasică de acțiune a hormonilor steroizi, caracterizată prin evenimente rapide care duc la activarea cascadelor de semnalizare citosolică declanșate în mod normal de factorii de creștere7,8. Căile clasice și non-clasice ale testosteronului contribuie ambele la menținerea spermatogenezei și a fertilității. Cu toate acestea, funcția AR este mai importantă în calea clasică, deoarece testosteronul acționează pentru a crește calitatea spermei. Echinacozidul (ECH) este unul dintre componentele bioactive derivate din speciile de plante medicinale Echinacea9 șiCistanche10. Cu un spectru larg de activități farmacologice, extractele de Echinacea sunt 1 Centrul de Cercetare a Biotehnologiei Moderne, Școala de Biotehnologie și Inginerie Alimentară, Institutul de Tehnologie Anyang, Anyang, Henan, 455000, China. 2 Colegiul de Medicină Veterinară, Universitatea Northwest A & F, Yangling, Shaanxi, 712100, China. 3Departamentul de Științe Biomedicale, Colegiul Veterinar din Ontario, Universitatea din Guelph, Guelph, Ontario, N1G 2W1, Canada. Corespondența și cererile de materiale trebuie adresate către XZ

Cistancheechinacozidpoate îmbunătăți și îmbunătăți funcția rinichilortestosteron

Pentru mai multe informații, vă rugăm contactați:Joanna.jia@wecistanche.com

unul dintre cele mai populare suplimente pe bază de plante din Europa și SUA, în principal datorită proprietăților lor antioxidante11 și capacității lor de a preveni răceala obișnuită12. Interesant,Cistancheextractele și ECH au fost folosite în mod tradițional ca agent tonic pentru a vindeca disfuncția reproductivă și pentru a stimula activitatea sexuală masculină în medicina tradițională chineză10. Unele produse OTC aleExtracția Cistancheau fost dezvoltate ca suplimente nutritive și câștigă popularitate pe piețele de alimente naturiste din China și din alte țări asiatice (China Food and Drug Administration)13. Cu toate acestea, mecanismele de bază ale acțiunii ECH rămân neclare. Infertilitatea masculină este o problemă majoră de sănătate, cu o prevalență estimată la 4,2% din infertilitatea masculină la nivel mondial14. Diagnosticul infertilității masculine se bazează în prezent pe studiul calității spermei, inclusiv pe analiza parametrilor seminali, cum ar fi concentrația, motilitatea și morfologia spermatozoizilor15. Bisfenolul A (BPA) care imita estrogenul este un contaminant de mediu larg răspândit care a fost studiat pentru impactul său asupra fertilităţii masculine la mai multe specii de animale şi oameni16. BPA perturbă axul hipotalamo-hipofizo-gonadal, inhibă expresia enzimelor steroidogene testiculare și sinteza testosteronului la puii masculi17, determinând o stare de hipogonadism hipogonadotrop18. În acest studiu, investigăm efectele ECH asupra calității spermei și a nivelurilor hormonale. În plus, BPA a fost ales ca agent model de leziune a spermei pentru a studia în continuare efectul protector al ECH împotriva calității slabe a spermei.

Cistanche deserticola are multe efecte, click aici pentru a afla mai multe

Rezultate

ECH mărește cantitatea de spermatozoizi.

Numărul de spermatozoizi din cauda epididimului, viabilitatea spermatozoizilor și motilitatea spermatozoizilor sunt prezentate în Tabelul 1. Tratamentul cu 80 mg/kg de ECH și 15 mg/kg de propionat de testosteron (TP) a crescut semnificativ numărul de spermatozoizi epididimal. Cu toate acestea, nu a existat nicio diferență semnificativă în viabilitatea și motilitatea spermei.

ECH crește nivelurile de testosteron și LH în ser, encefal plus hipofizar și testicul.

Tratamentul ECH a crescut în mod semnificativ nivelurile de LH în ser, encefal plus hipofizar și testicul (Fig. 1A). În grupul ECH(H), nivelurile de LH au crescut semnificativ de 1,1-ori în ser, de 1,4-ori în encefal plus hipofizar și de 1,2-ori în testicul. Testosteronul a crescut semnificativ de 1,5 și 1,{10}}ori în encefal plus pituitar și respectiv testicul, dar nu și în ser după tratamentul cu ECH(H). După tratamentul cu TP, nivelurile de testosteron au crescut semnificativ de 1,6, 1,8 și 1,4-ori în ser, encefal plus pituitar și testicul.

Echinacozidul Cistanche poate îmbunătăți funcția rinichilor și poate îmbunătăți testosteronul

ECH a crescut expresia genei enzimei steroidogene.

ECHa crescut semnificativ expresiile enzimelor steroidogene cheie în testicul (Fig. 1B). Nivelurile de ARNm de CYP11A1, CYP17A1, HSD3 1/2 și HSD17 în grupul ECH(H) au fost crescute de mai mult de 3-ori, în timp ce nivelurile de ARNm StAR nu au arătat diferențe semnificative cu toateECHtreatments (p>0.05). TP nu a modificat semnificativ expresia CYP11A1, CYP17A1, HSD3 1/2 și HSD17. Acest lucru se reflectă într-o analiză cuprinzătoare a hărții termice a efectului ECH asupra expresiei enzimelor steroidogene, care indică faptul căECHa crescut semnificativ nivelurile de ARNm de CYP11A1, CYP17A1, HSD3 1/2 și HSD17 și în special HSD3 1/2 (Fig. 1C).

ECH poate traversa bariera hemato-encefalică și, într-o măsură mai mică, bariera hemato-testiculă.

Pentru a evalua bucla de feedback androgen la axa HPG, capacitatea deECHpentru a intra în hipotalamus a fost evaluată într-o serie de studii PK.ECHconcentrațiile au fost detectate în hipotalamus după 12 ore de administrare orală unică a 30mg/kg de ECH, iar ECH a arătat o penetrare marcată a hipotalamusului cu raportul mediu hipotalamus/plasmă de 33,92 la sută (Fig. 2A). Valorile Te T1/2 au fost 2,61±0.42 h și 1,88±{0.22 h în plasmă și, respectiv, în hipotalamus (Fig. 2B). Cu toate acestea, accesul foarte limitat al ECH în testicul a fost detectat utilizând HPLC. Concentrațiile de ECH în testicul au fost 0.{{20}}83 ug/mL, 0,043 ug/ml și 0,028 ug/ml la 0,5 ore, 1 oră și, respectiv, 1,5 ore după tratament.

ECH reduce translocarea AR hipotalamică la nucleu.

Pentru a testa efectulECHla translocarea AR, expresia AR în citoplasmă și nucleul testiculului și hipotalamusului a fost determinată folosind analiza Western blot. După cum se arată în Fig. 3A, proteina AR a reglat în jos ECH în nucleele hipotalamice de cinci ori în comparație cu grupul de control. Tratamentul cu enzalutamidă, un inhibitor AR, a scăzut de 4,8-nivelurile de proteină AR din nucleii hipotalamici. În special, RA citoplasmatică a fost mai mare cu tratamentul cu ECH și tratamentul cu enzalutamidă decât martorii, sugerând căECHblochează transportul AR de la citoplasmă la nucleul din hipotalamus. După cum era de așteptat, ECH nu inhibă transportul AR de la citoplasmă la nucleul testiculului (Fig. 3B).

ECH a crescut expresiile genelor legate de axa HPG.

ECHa crescut semnificativ expresiile LH, LHR, GnRH 1 și Gnrhr în amestecurile de encefal plus hipofizar, cu toate acestea, nu a existat nicio diferență semnificativă în nivelurile de GnRH 1 după tratamentul cu TP. Analiza hărții termice arată că expresiile GnRH 1 și LH au fost cele mai mari printre genele legate de axa HPG.

AR este o țintă a ECH.

Pentru a confirma relațiile dintre ECH și AR, ECH-Ovalbumin (ECH-OVA) a fost sintetizată cu succes (Fig. 5A, B). Greutatea moleculară a ECH-OVA este mai mare decât OVA, deci au rate diferite de mobilitate (Fig. 5A), iar vârful de absorbanță al ECH-OVA este între ECH și OVA (Fig. 5B),

sugerând că ECH a fost conjugat cu succes la OVA. Rezultatele ELISA indirecte (Fig. 5C), arată că anticorpul anti-AR este capabil să detecteze proteina AR prezentă în godeurile care conțin ECH-OVA (indicată de anticorpul anti-OVA) sugerând că ECH se poate lega la proteina AR.

ECH se combină cu buzunarul AR de Met-894 și Val-713.

Compusul ECH a fost andocat la situsul AF2 de pe suprafața AR umană, iar modul teoretic de legare a ECH și AR a fost prezentat în Fig. 5D. Compusul ECH a adoptat o legare de conformație compactă la buzunarul AR uman. Cele două grupări fenil ale ECH se leagă la domeniul hidrofob al buzunarului AR și mențin contacte hidrofobe strânse cu reziduurile Leu-712, Val-716, Met-734, Ile{-737 , Met-894 și Ile-898, în timp ce celelalte două părți ale ECH au fost poziționate la intrarea în buzunar și au făcut doar câteva contacte. Analiza detaliată a arătat că atât Met-894 (lungimea legăturii: 2,4Å) cât și Val-713 (lungimea legăturii: 2,7Å) au format legături de hidrogen cu grupările hidroxi1 ale ECH, care a fost principala interacțiune între ECH și AR umană.

Cistanche echinacoside canîmbunătățirea funcției hepaticeșicrește testosteronul

ECH atenuează afectarea reproductivă indusă de BPA.

Pentru a investiga efectul ECH asupra afectarii reproducerii, calitatea spermei și nivelurile de hormoni sexuali și enzime steroidogene au fost examinate la șoareci induși de BPA. După cum se arată în Fig. 6, tratamentul cu BPA a scăzut semnificativ numărul de spermatozoizi și motilitatea spermatozoizilor cu 26,5% și, respectiv, 39,2%. Administrarea ECH a prevenit scăderea numărului de spermatozoizi și a motilității spermatozoizilor cu 35,5 la sută și, respectiv, 30,1 la sută. Administrarea de BPA a dus, de asemenea, la o scădere semnificativă a secreției de LH și T, iar ECH a crescut considerabil nivelurile de LH și T cu 24,1% și, respectiv, 18,3%, comparativ cu tratamentul cu BPA singur (Fig. 6A, B). Nivelurile de ARNm de StAR, CYP17A1, 3 -HSD și 17 -HSD în tratamentul cu BPA-ECH au fost semnificativ crescute în comparație cu tratamentul cu BPA (Fig. 6C, D).