Rhan 1 Mae Echinacoside yn Cynyddu Maint Sberm mewn Llygod Mawr Trwy Dargedu'r Derbynnydd Androgen Hypothalamig

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

Mae anffrwythlondeb gwrywaidd yn broblem iechyd fawr gydag amcangyfrif o 4.2 y cant o anffrwythlondeb gwrywaidd ledled y byd. Roedd ein gwaith cynnar yn dangos hynnyDetholion Cistancheamddiffyn rhag difrod sberm mewn llygod a hynnyechinacoside(ECH) yw un o'r prif gydrannau gweithredol. Yma rydym yn adrodd am rôl hanfodol i ECH, cynnyrch naturiol sy'n gwrthdroi neu'n amddiffyn rhag aspermia oligoasthen mewn llygod mawr. Assayed ECH gan HPLC, gwerthuswyd maint ac ansawdd y sberm a phenderfynwyd lefelau hormonau gan assay radio-imunosorbent. Gostyngodd ECH lefelau derbynnydd androgen (AR) a genynnau allweddol cysylltiedig â steroidogenig fel y'u pennir gan ddadansoddiad blot y Gorllewin a qPCR. Gwerthuswyd y rhyngweithio rhwng ECH ac AR gan ELISA anuniongyrchol a thocio moleciwlaidd. Mae'r canlyniadau'n dangos bod ECH wedi'i gyfuno ag AR hypothalamig ym mhoced Met-894 a Val{-713 yn atal trosglwyddo AR o'r cytoplasm i niwclysau yn yr hypothalamws. Er bod adborth negyddol o reoleiddio hormonau rhyw wedi'i atal, ysgogwyd adborth cadarnhaol i gynyddu secretion hormon luteinizing a testosteron wedi hynny gan wella maint y sberm. Gyda'i gilydd, mae'r data hyn yn dangos bod ECH yn blocio gweithgaredd AR yn yr hypothalamws i gynyddu maint y sberm ac amddiffyn rhag oligoasthenospermia mewn llygod mawr.

Mae cynhyrchu testosteron mewn celloedd ceilliau yn cael ei reoleiddio'n gryf gan yr echel hypothalamig-pituitary-gonadal (HPG) trwy ffurfio dolen adborth homeostatig1. Gall hormon sy'n rhyddhau gonadotroffin (GnRH), sy'n cael ei gyfrinachu gan yr hypothalamws, ysgogi secretiad hormon luteinizing (LH) o'r chwarren bitwidol, sy'n ysgogi ymhellach.testosteroncynhyrchu mewn celloedd Leydig y ceilliau. Mae testosterone yn cael ei biosyntheseiddio gan gyfres o ensymau steroidogenig. Fel un o'r prif lwybrau, gall protein rheoleiddio acíwt steroidogenig (StAR) gludo colesterol o ffynonellau mewngellol i'r mitocondria2 lle mae'n agored i ensym holltiad cadwyn ochr colesterol (CYP11A1), 3 -hydroxysteroid dehydrogenase (HSD3), 3 - {6}}hydroxylase (CYP17A1), a 17 -hydroxysteroid dehydrogenase (HSD 17 ) sy'n cataleiddio trosi colesterol i testosteron3,4. Yna mae testosteron yn bwydo'n ôl yn negyddol i'r elfen HPG i is-reoleiddio secretion LH pellach mewn modd sy'n dibynnu ar ddos. Mae effaith testosteron ar ddolen adborth echel HPG yn digwydd trwy rwymo'r derbynnydd androgen (AR), a geir yn y hypothalamws a'r chwarren bitwidol5. Yn y llygod, mae abladiad yr AR a chynhyrchiad testosteron lleiaf yn achosi lefelau LH a hormon sy'n ysgogi ffoligl (FSH) i gynyddu6, gan awgrymu bod AR yn cymryd rhan yn y gwaith o reoleiddio'r ddolen fwydo negyddol. Mae'r mecanwaith genomig clasurol otestosteronmae signalau yn digwydd pan fydd testosteron yn ymledu i'r gell ac yn clymu i'r AR. Yna mae'r cymhleth derbynnydd ligand hwn yn trawsleoli i'r cnewyllyn lle mae'n clymu i elfennau ymateb androgen (AREs) yn rhanbarthau rheoleiddiol genynnau sy'n ymateb i testosteron i addasu eu trawsleoli. Mae testosteron hefyd yn cymell y llwybr anglasurol o weithredu hormonau steroid, a nodweddir gan ddigwyddiadau cyflym sy'n arwain at actifadu rhaeadrau signalau cytosolig a ysgogir fel arfer gan ffactorau twf7,8. Mae llwybrau testosteron clasurol ac anglasurol yn cyfrannu at gynnal sbermatogenesis a ffrwythlondeb. Fodd bynnag, mae swyddogaeth yr AR yn bwysicach yn y llwybr clasurol gan fod testosteron yn gweithredu i gynyddu ansawdd sberm. Mae Echinacoside (ECH) yn un o'r cydrannau bioactif sy'n deillio o rywogaethau planhigion meddyginiaethol Echinacea9 aCistanche10. Gyda sbectrwm eang o weithgareddau ffarmacolegol, detholiadau o'r Echinacea yw 1 Canolfan Ymchwil Biotechnoleg Fodern, Ysgol Biotechnoleg a Pheirianneg Bwyd, Sefydliad Technoleg Anyang, Anyang, Henan, 455000, Tsieina. 2 Coleg Meddygaeth Filfeddygol, Prifysgol A & F Gogledd-orllewin, Yangling, Shaanxi, 712100, Tsieina. 3Adran y Gwyddorau Biofeddygol, Coleg Milfeddygol Ontario, Prifysgol Guelph, Guelph, Ontario, N1G 2W1, Canada. Dylid cyfeirio gohebiaeth a cheisiadau am ddeunyddiau at XZ

Cistancheechinacosideyn gallu gwella swyddogaeth yr arennau a gwellatestosteron

Am fwy o wybodaeth cysylltwch â:Joanna.jia@wecistanche.com

un o'r atchwanegiadau llysieuol mwyaf poblogaidd yn Ewrop a'r Unol Daleithiau yn bennaf oherwydd eu priodweddau gwrthocsidiol11 a'u gallu i atal yr annwyd cyffredin12. Yn ddiddorol,Cistanchemae echdynion ac ECH wedi'u defnyddio'n draddodiadol fel cyfrwng tonig i wella camweithrediad atgenhedlu ac i hybu gweithgaredd rhywiol gwrywaidd mewn meddygaeth Tsieineaidd draddodiadol10. Mae rhai cynhyrchion OTC oEchdynnu cistanchewedi cael eu datblygu fel atchwanegiadau maethlon ac yn dod yn fwyfwy poblogaidd ym marchnadoedd bwyd iechyd Tsieina a rhai gwledydd Asiaidd eraill (Gweinyddiaeth Bwyd a Chyffuriau Tsieina)13. Fodd bynnag, mae mecanweithiau sylfaenol gweithredu ECH yn parhau i fod yn aneglur. Mae anffrwythlondeb gwrywaidd yn broblem iechyd fawr gydag amcangyfrif o 4.2 y cant o anffrwythlondeb gwrywaidd ledled y byd14. Ar hyn o bryd mae diagnosis o anffrwythlondeb gwrywaidd yn seiliedig ar astudiaeth o ansawdd sberm gan gynnwys dadansoddiad o baramedrau arloesol megis crynodiad sberm, symudedd, a morffoleg15. Mae Bisphenol A (BPA) sy'n ddynwared estrogen te yn halogydd amgylcheddol eang sydd wedi'i astudio am ei effaith ar ffrwythlondeb gwrywaidd mewn sawl rhywogaeth o anifeiliaid a phobl16. Mae BPA yn tarfu ar yr echel hypothalamig-pituitary-gonadal, yn atal mynegiant ensymau steroidogenig y ceilliau a synthesis testosteron yn y cŵn bach gwrywaidd17, gan achosi cyflwr o hypogonadiaeth hypogonadotropig18. Yn yr astudiaeth hon, rydym yn ymchwilio i effeithiau ECH ar ansawdd sberm a lefelau hormonau. Yn ogystal, dewiswyd BPA fel asiant model anaf sberm i astudio ymhellach effaith amddiffynnol ECH yn erbyn ansawdd sberm gwael.

Mae gan Cistanche deserticola lawer o effeithiau, cliciwch yma i wybod mwy

Canlyniadau

Mae ECH yn cynyddu maint y sberm.

Cyflwynir niferoedd sberm te mewn cauda epididymis, hyfywedd sberm, a symudedd sberm yn Nhabl 1. Cynyddodd triniaeth ag 80mg/kg o ECH a 15mg/kg o propionate testosterone (TP) yn sylweddol y cyfrif sberm epididymaidd. Fodd bynnag, nid oedd unrhyw wahaniaeth arwyddocaol o ran hyfywedd sberm a symudedd sberm.

Mae ECH yn cynyddu lefelau testosteron a LH mewn serwm, enseffalon ynghyd â bitwidol, a'r ceilliau.

Cynyddodd triniaeth ECH yn sylweddol lefelau LH yn y serwm, enseffalon ynghyd â bitwidol, a'r gaill (Ffig. 1 A). Yn y grŵp ECH(H), cynyddodd lefelau LH yn sylweddol o 1.1-plyg mewn serwm, 1.4-plyg mewn enseffalon plws pituitary, ac 1.2-plyg i mewn serwm. Cynyddwyd testosterone yn sylweddol o 1.5 ac 1.{{{1plyg mewn enseffalon plws pituitary a'r gaill, yn y drefn honno, ond nid mewn serwm ar ôl triniaeth ECH(H). Ar ôl triniaeth TP, cynyddwyd y lefelau testosteron yn sylweddol o 1.6, 1.8, ac 1.{4-plyg mewn serwm, enseffalon plws pituitary, a testis.

Gall Cistanche echinacoside wella swyddogaeth yr arennau a gwella testosteron

Cynyddodd ECH mynegiant genynnau ensym steroidogenig.

ECHcynyddu'n sylweddol y mynegiadau o ensymau steroidogenig allweddol yn y testis (Ffig. 1 B). Cynyddwyd lefelau mRNA CYP11A1, CYP17A1, HSD3 1/2, a HSD17 yn y grŵp ECH(H) fwy na 3-plyg, tra nad oedd lefelau mRNA StAR yn dangos unrhyw wahaniaethau arwyddocaol gyda phob un.ECHtreatments (p>0.05). Ni newidiodd TP fynegiad CYP11A1, CYP17A1, HSD3 1/2, a HSD17 yn sylweddol. Adlewyrchir hyn mewn dadansoddiad map gwres cynhwysfawr o effaith ECH ar fynegiant ensymau steroidogenig sy'n nodi hynnyECHcynnydd sylweddol mewn lefelau mRNA o CYP11A1, CYP17A1, HSD3 1/2, a HSD17 , ac yn enwedig HSD3 1/2 (Ffig. 1C).

Gall ECH groesi'r rhwystr gwaed-ymennydd ac i raddau llai rhwystr y prawf gwaed.

I werthuso'r ddolen adborth androgen ar yr echel HPG, galluECHi fynd i mewn i'r hypothalamws ei werthuso mewn cyfres o astudiaethau PK.ECHcrynodiadau eu canfod yn y hypothalamws ar ôl 12h gweinyddu llafar sengl o 3 0 mg / kg o ECH, a ECH yn dangos amlwg treiddiad hypothalamws gyda'r cymhareb hypothalamws cymedr / plasma o 33.92 y cant ( Ffig. 2 A ). Gwerthoedd Te T1/2 oedd 2.61±0.42 h a 1.88±0.22 h mewn plasma a'r hypothalamws, yn y drefn honno (Ffig. 2 B). Fodd bynnag, canfuwyd mynediad cyfyngedig iawn o ECH i'r gaill gan ddefnyddio HPLC. Te crynodiadau o ECH mewn ceilliau oedd 0.{{20}}83 ug/mL, 0.043 ug/mL a 0.028 ug/mL ar 0.5h, 1h a 1.5h yn y drefn honno, ar ôl triniaeth.

Mae ECH yn lleihau trawsleoliad AR hypothalamig i'r cnewyllyn.

I brofi effaithECHar y trawsleoliad AR, penderfynwyd ar fynegiant AR yn y cytoplasm a chnewyllyn y testis a'r hypothalamws gan ddefnyddio dadansoddiad blotiau gorllewinol. Fel y dangosir yn Ffig. 3A, ECH protein AR is-reoleiddiedig mewn niwclysau hypothalamig bum gwaith yn fwy o gymharu â'r grŵp rheoli. Gostyngodd triniaeth ag enzalutamide, atalydd AR, lefelau protein AR mewn niwclysau hypothalamig 4.{{{{}}plygiad. Yn nodedig, roedd AR cytoplasmig yn uwch gyda thriniaeth ECH a thriniaeth enzalutamide na rheolaethau, gan awgrymu bodECHyn blocio cludiant AR o'r cytoplasm i'r cnewyllyn yn yr hypothalamws. Yn ôl y disgwyl, nid yw ECH yn atal cludiant AR o'r cytoplasm i'r cnewyllyn yn y testis (Ffig. 3 B).

Cynyddodd ECH fynegiadau genynnau cysylltiedig ag echel HPG.

ECHcynyddu'n sylweddol y mynegiadau o LH , LHR, GnRH 1, a Gnrhr yn y pyllau cymysgedd o enseffalon a pituitary, fodd bynnag, nid oedd gwahaniaeth arwyddocaol yn lefelau GnRH 1 ar ôl triniaeth TP. Mae'r dadansoddiad map gwres yn dangos bod mynegiadau GnRH 1 a LH ar eu huchaf ymhlith genynnau cysylltiedig ag echel HPG.

Mae AR yn darged ECH.

I gadarnhau'r perthnasoedd rhwng ECH ac AR, cafodd ECH-Ovalbumin (ECH-OVA) ei syntheseiddio'n llwyddiannus (Ffig. 5A, B). Mae pwysau moleciwlaidd ECH-OVA yn fwy nag OVA, felly mae ganddynt gyfraddau symudedd gwahanol (Ffig. 5A), ac mae uchafbwynt amsugno ECH-OVA rhwng ECH ac OVA (Ffig. 5B),

gan awgrymu bod ECH wedi'i gyfuno'n llwyddiannus ag OVA. Mae canlyniadau anuniongyrchol ELISA (Ffig. 5C), yn dangos bod gwrthgorff gwrth-AR yn gallu canfod protein AR sy'n bresennol mewn ffynhonnau sy'n cynnwys ECH-OVA (a nodir gan wrthgorff gwrth-OVA) sy'n awgrymu y gall ECH rwymo i brotein AR.

Mae ECH yn cyfuno â phoced AR o Met-894 a Val-713.

Cafodd Compound ECH ei docio i safle AF2 ar wyneb yr AR dynol, a dangoswyd modd rhwymo damcaniaethol ECH ac AR yn Ffig. 5D. Mabwysiadodd Compound ECH rwymiad cydffurfiad cryno ym mhoced yr AR dynol. Mae dau grŵp ffenyl o ECH yn rhwymo ym mharth hydroffobig y boced AR a chynnal cysylltiadau hydroffobig agos â'r gweddillion Leu-712, Val-716, Met-734, Ile-737 , Met-894, ac Ile-898, tra bod dwy ochr arall ECH wedi'u lleoli wrth fynedfa'r boced a dim ond ychydig o gysylltiadau a wnaed. Dangosodd dadansoddiad manwl fod Met-894 (hyd bond: 2.4Å) a Val-713 (hyd bond: 2.7Å) yn ffurfio bondiau hydrogen â grwpiau hydroxy1 yr ECH, sef y prif ryngweithiad rhwng ECH ac AR dynol.

Cistanche echinacoside cangwella swyddogaeth yr afuagwella testosteron

Mae ECH yn gwanhau difrod atgenhedlu a achosir gan BPA.

Er mwyn ymchwilio i effaith ECH ar niwed atgenhedlu, archwiliwyd ansawdd sberm a lefelau hormonau rhyw ac ensymau steroidogenig mewn llygod a achosir gan BPA. Fel y dangosir yn Ffig. 6, gostyngodd triniaeth BPA yn sylweddol y cyfrif sberm a symudoldeb sberm 26.5 y cant a 39.2 y cant, yn y drefn honno. Ataliodd gweinyddiaeth ECH y gostyngiad yn y cyfrif sberm a symudoldeb sberm gan 35.5 y cant a 30.1 y cant, yn y drefn honno. Arweiniodd gweinyddiaeth BPA hefyd at ostyngiad sylweddol mewn secretion LH a T, a chynyddodd ECH yn sylweddol lefelau LH a T 24.1 y cant a 18.3 y cant, yn y drefn honno o'i gymharu â thriniaeth BPA yn unig (Ffig. 6 A, B). Cynyddwyd lefelau mRNA o Star, CYP17A1, 3 -HSD, a 17 -HSD mewn triniaeth BPA-ECH yn sylweddol o gymharu â thriniaeth BPA (Ffig. 6C, D).