الجزء 1 يزيد إشيناكوسايد من كمية الحيوانات المنوية في الفئران عن طريق استهداف مستقبل الأندروجين تحت المهاد

Zhihui Jiang1،2، Bo Zhou2، Xinping Li2، Gordon M. Kirby3 & Xiaoying Zhang1،2

يعد العقم عند الرجال مشكلة صحية كبيرة حيث يقدر معدل انتشار العقم عند الذكور بنسبة 4.2٪ في جميع أنحاء العالم. أظهر عملنا المبكر ذلكمقتطفات Cistancheحماية ضد تلف الحيوانات المنوية في الفئران وذاكإشنكوسايد(ECH) هو أحد المكونات النشطة الرئيسية. هنا نُبلغ عن دور أساسي لـ ECH ، وهو منتج طبيعي يعكس أو يحمي من نقص النطاف في الفئران. تم تقييم ECH بواسطة HPLC ، وتم تقييم كمية ونوعية الحيوانات المنوية وتم تحديد مستويات الهرمون بواسطة مقايسة الممتز المناعي الإشعاعي. خفضت ECH مستويات مستقبلات الأندروجين (AR) والجينات الرئيسية المرتبطة بالستيرويد كما هو محدد بواسطة اللطخة الغربية وتحليل qPCR. تم تقييم التفاعل بين ECH و AR بواسطة ELISA غير المباشر والالتحام الجزيئي. أظهرت النتائج أن ECH مع AR المهاد في جيب Met -894 و Val -713 يثبطان نقل AR من السيتوبلازم إلى النوى في منطقة ما تحت المهاد. في حين تم تثبيط ردود الفعل السلبية لتنظيم هرمون الجنس ، تم تحفيز ردود الفعل الإيجابية لزيادة إفراز الهرمون اللوتيني والتستوستيرون وبالتالي تعزيز كمية الحيوانات المنوية. تُظهر هذه البيانات مجتمعة أن ECH يمنع نشاط AR في منطقة ما تحت المهاد لزيادة كمية الحيوانات المنوية والحماية من قلة النطاف في الفئران.

يتم تنظيم إنتاج هرمون التستوستيرون في خلايا الخصية بقوة من خلال المحور الوطائي - النخامي - الغدد التناسلية (HPG) من خلال تشكيل حلقة تغذية مرتدة متجانسة 1. يمكن أن يحفز هرمون إفراز الغدد التناسلية (GnRH) ، الذي يفرزه الوطاء ، إفراز الهرمون اللوتيني (LH) من الغدة النخامية ، مما يزيد من التحفيزالتستوستيرونالإنتاج في خلايا Leydig الخصية. يتم تصنيع التستوستيرون حيويًا عن طريق سلسلة من الإنزيمات الستيرويدية. كواحد من المسارات الرئيسية ، يمكن أن ينقل البروتين التنظيمي الحاد الستيرويدي (StAR) الكوليسترول من المصادر داخل الخلايا إلى الميتوكوندريا 2 حيث يتعرض إلى إنزيم الكوليسترول في سلسلة جانبية (CYP11A1) ، 3 - هيدروكسيستيرويد ديهيدروجينيز (HSD3) ، { {6}} هيدروكسيلاز (CYP17A1) و 17 - هيدروكسيستيرويد ديهيدروجينيز (HSD 17) الذي يحفز تحويل الكوليسترول إلى هرمون التستوستيرون 3،4. ثم يتغذى التستوستيرون سلبًا على عنصر HPG لخفض تنظيم إفراز LH بطريقة تعتمد على الجرعة. يحدث تأثير التستوستيرون على حلقة التغذية المرتدة لمحور HPG عن طريق الارتباط بمستقبلات الأندروجين (AR) ، الموجودة في كل من الوطاء والغدة النخامية. في الفئران ، يؤدي استئصال AR والحد الأدنى من إنتاج هرمون التستوستيرون إلى زيادة مستويات LH وهرمون تحفيز الجريب (FSH) ، مما يشير إلى أن AR يشارك في تنظيم حلقة التغذية السلبية. الآلية الجينومية الكلاسيكيةالتستوستيرونتحدث الإشارات عندما ينتشر التستوستيرون في الخلية ويرتبط بـ AR. ثم ينتقل مجمع مستقبلات اللجند هذا إلى النواة حيث يرتبط بعناصر استجابة الأندروجين (AREs) في المناطق التنظيمية للجينات المستجيبة لهرمون التستوستيرون لتعديل انتقالها. يحفز التستوستيرون أيضًا المسار غير الكلاسيكي لعمل هرمون الستيرويد ، والذي يتميز بأحداث سريعة تؤدي إلى تنشيط سلاسل إشارات العصارة الخلوية التي يتم تشغيلها عادةً بواسطة عوامل النمو. تساهم مسارات التستوستيرون الكلاسيكية وغير الكلاسيكية في الحفاظ على تكوين الحيوانات المنوية والخصوبة. ومع ذلك ، فإن وظيفة AR أكثر أهمية في المسار الكلاسيكي حيث يعمل التستوستيرون على زيادة جودة الحيوانات المنوية. Echinacoside (ECH) هو أحد المكونات النشطة بيولوجيًا المشتقة من أنواع النباتات الطبية في Echinacea وسيستانش10. مع مجموعة واسعة من الأنشطة الدوائية ، مقتطفات من إشنسا هي 1 مركز أبحاث للتكنولوجيا الحيوية الحديثة ، مدرسة التكنولوجيا الحيوية وهندسة الأغذية ، معهد أنيانغ للتكنولوجيا ، أنيانغ ، خنان ، 455000 ، الصين. 2 كلية الطب البيطري ، جامعة نورث ويست إيه آند إف ، يانجلينج ، شنشي ، 712100 ، الصين. 3D قسم العلوم الطبية الحيوية ، كلية أونتاريو البيطرية ، جامعة جيلف ، جيلف ، أونتاريو ، N1G 2W1 ، كندا. يجب توجيه المراسلات وطلبات المواد إلى XZ

سيستانشإشنكوسايديمكن أن يحسن وظائف الكلى ويعززالتستوستيرون

للمزيد من المعلومات أرجو الأتصال:Joanna.jia@wecistanche.com

واحدة من المكملات العشبية الأكثر شعبية في أوروبا والولايات المتحدة بسبب خصائصها المضادة للأكسدة وقدرتها على منع نزلات البرد. ومن المثير للاهتمام،سيستانشتم استخدام المستخلصات و ECH تقليديًا كعامل منشط لعلاج الخلل الوظيفي التناسلي ولتعزيز النشاط الجنسي للذكور في الطب الصيني التقليدي. بعض منتجات OTC مناستخراج سيستانشتم تطويرها كمكملات مغذية وتكتسب شعبية في أسواق الأغذية الصحية في الصين وبعض الدول الآسيوية الأخرى (إدارة الغذاء والدواء الصينية) 13. ومع ذلك ، لا تزال الآليات الأساسية لعمل ECH غير واضحة. يُعد العقم عند الذكور مشكلة صحية كبيرة حيث يقدر معدل انتشار العقم عند الذكور بنسبة 4.2٪ في جميع أنحاء العالم. يعتمد تشخيص العقم عند الذكور حاليًا على دراسة جودة الحيوانات المنوية بما في ذلك تحليل المعلمات المنوية مثل تركيز الحيوانات المنوية وحركتها وتشكلها. يعتبر T estrogen-mimic Bisphenol A (BPA) ملوثًا بيئيًا واسع النطاق تمت دراسته لتأثيره على خصوبة الذكور في العديد من أنواع الحيوانات والبشر. يعطل BPA المحور الوطائي - النخامي - الغدد التناسلية ، ويثبط تعبيرات إنزيمات الخصية الستيرويدية وتوليف التستوستيرون في ذكور الجراء ، مما يتسبب في حالة قصور الغدد التناسلية. في هذه الدراسة ، نتحرى تأثير ECH على جودة الحيوانات المنوية ومستويات الهرمونات. بالإضافة إلى ذلك ، تم اختيار BPA كعامل نموذج لإصابة الحيوانات المنوية لمزيد من دراسة التأثير الوقائي لـ ECH ضد جودة الحيوانات المنوية الضعيفة.

Cistanche deserticola له العديد من التأثيرات ، انقر هنا لمعرفة المزيد

نتائج

يعزز ECH كمية الحيوانات المنوية.

يتم عرض أعداد الحيوانات المنوية في ذيل البربخ ، وحيوية الحيوانات المنوية ، وحركة الحيوانات المنوية في الجدول 1. أدى العلاج بـ 80 مجم / كجم من ECH و 15 مجم / كجم من بروبيونات التستوستيرون (TP) إلى زيادة كبيرة في عدد الحيوانات المنوية في البربخ. ومع ذلك ، لم يكن هناك فرق كبير في حيوية الحيوانات المنوية وحركتها.

يزيد ECH من مستويات هرمون التستوستيرون و LH في المصل والدماغ بالإضافة إلى الغدة النخامية والخصية.

أدى علاج ECH بشكل ملحوظ إلى زيادة مستويات LH في المصل والدماغ بالإضافة إلى الغدة النخامية والخصية (الشكل 1 أ). في مجموعة ECH (H) ، زادت مستويات LH بشكل ملحوظ بمقدار 1. 1- أضعاف في المصل ، 1. 4- أضعاف في الدماغ بالإضافة إلى الغدة النخامية ، و 1. 2- أضعاف في الخصية. تمت زيادة التستوستيرون بشكل ملحوظ بمقدار 1.5 و 1. 3- أضعاف في الدماغ بالإضافة إلى الغدة النخامية والخصية ، على التوالي ، ولكن ليس في المصل بعد علاج ECH (H). بعد علاج TP ، زادت مستويات هرمون التستوستيرون بشكل ملحوظ بمقدار 1.6 و 1.8 و 1. 4- ضعف في المصل والدماغ والغدة النخامية والخصية.

يمكن أن يحسن cistanche echinacoside وظائف الكلى ويحسن هرمون التستوستيرون

زادت ECH من التعبير الجيني عن إنزيم الستيرويد.

إيكزيادة كبيرة في تعبيرات الانزيمات الستيرويدية الرئيسية في الخصية (الشكل 1 ب). زادت مستويات الرنا المرسال لـ CYP11A1 و CYP17A1 و HSD 3 1 / 2 و HSD17 في مجموعة ECH (H) أكثر من 3- ضعف ، بينما لم تظهر مستويات StAR mRNA أي اختلافات كبيرة مع الجميعإيكtreatments (p>0 05). لم يغير TP بشكل ملحوظ تعبير CYP11A1 و CYP17A1 و HSD 3 1 / 2 و HSD17. ينعكس هذا في تحليل خريطة الحرارة الشامل لتأثير ECH على تعبير إنزيم الستيرويد الذي يشير إلى أنإيكزادت بشكل ملحوظ مستويات mRNA لـ CYP11A1 و CYP17A1 و HSD 3 1 / 2 و HSD17 ، وخاصة HSD 3 1 / 2 (الشكل 1C).

يمكن أن تعبر ECH الحاجز الدموي الدماغي وبدرجة أقل حاجز الدم في الخصية.

لتقييم حلقة ردود الفعل الأندروجين على محور HPG ، فإن قدرةإيكلدخول منطقة ما تحت المهاد تم تقييمه في سلسلة من دراسات PK.إيكتم الكشف عن التركيزات في منطقة ما تحت المهاد بعد 12 ساعة من الإعطاء الفموي الفردي 3 0 ملغم / كغم من ECH ، وأظهرت ECH نفاذية ملحوظة في الوطاء بمتوسط ​​ما تحت المهاد / البلازما بنسبة 33.92 بالمائة (الشكل 2 أ). كانت قيم Te T1 / 2 2.61 ± 0. 42 ساعة و 1.88 ± 0. 22 ساعة في البلازما والوطاء ، على التوالي (الشكل 2 ب). ومع ذلك ، تم الكشف عن وصول محدود للغاية من ECH في الخصية باستخدام HPLC. كانت تركيزات ECH في الخصية 0. {{2 0} 83 ميكروغرام / مل و 0.043 ميكروغرام / مل و 0.028 ميكروغرام / مل عند 0.5 ساعة و 1 ساعة و 1.5 ساعة على التوالي بعد العلاج.

يقلل ECH من إزاحة الوطاء AR إلى النواة.

لاختبار تأثيرإيكعلى إزفاء AR ، تم تحديد التعبير عن AR في السيتوبلازم ونواة الخصية والوطاء باستخدام تحليل لطخة غربية. كما هو مبين في الشكل 3 أ ، بروتين AR منخفض التنظيم من ECH في نوى الوطاء بمقدار خمسة أضعاف مقارنة بمجموعة التحكم. أدى العلاج باستخدام إنزالوتاميد ، وهو أحد مثبطات AR ، إلى خفض مستويات بروتين AR في نوى الوطاء بمقدار 4. 8- أضعاف. والجدير بالذكر أن AR السيتوبلازمية كانت أعلى مع علاج ECH وعلاج إنزالوتاميد مقارنة بالضوابط ، مما يشير إلى أنإيكيمنع نقل AR من السيتوبلازم إلى النواة في منطقة ما تحت المهاد. كما هو متوقع ، لا يمنع ECH نقل AR من السيتوبلازم إلى النواة في الخصية (الشكل 3 ب).

زادت ECH من تعبيرات الجينات المرتبطة بمحور HPG.

إيكزاد بشكل كبير من تعبيرات LH و LHR و GnRH 1 و Gnrhr في برك خليط الدماغ بالإضافة إلى الغدة النخامية ، ومع ذلك ، لم يكن هناك فرق كبير في مستويات GnRH 1 بعد علاج TP. يُظهر تحليل خريطة الحرارة أن تعبيرات GnRH 1 و LH كانت الأعلى بين الجينات المرتبطة بمحور HPG.

AR هو هدف من ECH.

لتأكيد العلاقات بين ECH و AR ، تم تصنيع ECH-Ovalbumin (ECH-OVA) بنجاح (الشكل 5 أ ، ب). الوزن الجزيئي لـ ECH-OVA أكبر من OVA ، لذلك لديهم معدلات تنقل مختلفة (الشكل 5 أ) ، وقمة الامتصاص لـ ECH-OVA بين ECH و OVA (الشكل 5 ب) ،

مما يشير إلى أن ECH تم اقترانه بنجاح مع OVA. تظهر نتائج ELISA غير المباشرة (الشكل 5C) أن الجسم المضاد لـ AR قادر على اكتشاف بروتين AR الموجود في الآبار التي تحتوي على ECH-OVA (المشار إليها بواسطة الجسم المضاد لـ OVA) مما يشير إلى أن ECH يمكن أن يرتبط ببروتين AR.

يتم دمج ECH مع جيب AR لـ Met -894 و Val -713.

تم إرساء مركب ECH إلى موقع AF2 على سطح AR البشري ، وتم عرض وضع الربط النظري لـ ECH و AR في الشكل 5D. اعتمد مجمع ECH ارتباطًا مضغوطًا للتشكيل في جيب AR البشري. ترتبط مجموعتا فينيل من ECH في المجال الكارثي للماء بجيب AR وتحافظ على اتصالات قريبة كارهة للماء مع البقايا Leu -712 ، Val -716 ، Met -734 ، Ile -737 و Met -894 و Ile -898 ، بينما تم وضع الجانبين الآخرين من ECH عند مدخل الجيب ولم يتم إجراء سوى عدد قليل من جهات الاتصال. أظهر التحليل التفصيلي أن كلاً من Met -894 (طول الرابطة: 2.4Å) و Val -713 (طول الرابطة: 2.7Å) شكلا روابط هيدروجينية مع مجموعات هيدروكسي 1 من ECH ، والذي كان التفاعل الرئيسي بين ECH والواقع المعزز البشري.

يمكن Cistanche echinacosideتحسين وظائف الكبدوتعزيز هرمون التستوستيرون

يخفف ECH الضرر الإنجابي الناجم عن BPA.

للتحقق من تأثير ECH على الضرر التناسلي ، تم فحص جودة الحيوانات المنوية ومستويات الهرمونات الجنسية والإنزيمات الستيرويدية في الفئران التي يسببها BPA. كما هو مبين في الشكل 6 ، أدى العلاج بـ BPA إلى انخفاض ملحوظ في عدد الحيوانات المنوية وحركة الحيوانات المنوية بنسبة 26.5٪ و 39.2٪ على التوالي. منعت إدارة ECH انخفاض عدد الحيوانات المنوية وحركة الحيوانات المنوية بنسبة 35.5 في المائة و 30.1 في المائة على التوالي. أدى استخدام BPA أيضًا إلى انخفاض كبير في إفراز LH و T ، وزاد ECH بشكل كبير من مستويات LH و T بنسبة 24.1 في المائة و 18.3 في المائة على التوالي مقارنة بمعالجة BPA وحدها (الشكل 6 أ ، ب). زادت مستويات الرنا المرسال لكل من StAR و CYP17A1 و 3 - HSD و 17 - HSD في علاج BPA-ECH بشكل ملحوظ مقارنةً بعلاج BPA (الشكل 6C ، D).