Forel\u00f8big unders\u00f8gelse af den beskyttende effekt af icariin, der aktiverer Nrf2-signalvejen mod D-galactose-induceret skade i musens testikul\u00e6re Sertoli 15P-1-celler
\nMed den fortsatte udvikling af \u00f8konomien og samfundet og det stigende pres p\u00e5 folks overlevelse er infertilitet blevet et globalt problem. Forskning har vist, at omkring 15% af par p\u00e5 verdensplan lider af infertilitet, hvor mandlige faktorer tegner sig for omkring 50%, og mekanismen er endnu ikke fuldt ud forst\u00e5et. Testikul\u00e6re Sertoli-celler, som er de eneste somatiske celler, der er forbundet med spermatogene celler, omgiver strukturelt spermatogoniale stamceller, spermatogonier og forskellige niveauer af spermatogene celler og danner en blodtestisbarriere gennem forskellige tight junction-proteiner s\u00e5som Occludin og Claudin-1. Forskning har vist, at testikul\u00e6re st\u00f8tteceller udskiller forskellige v\u00e6kstfaktorer som glial cell line derived neurotrophic factor (GDNF), bone morphogenetic protein-4 (BMP4) og stem cell factor (SCF), som regulerer spredning og differentiering af spermatogoniale stamceller og fremmer dannelsen af s\u00e6dceller. En anden unders\u00f8gelse viste, at hanrotter udsat for hexavalent krom under graviditeten viste nedregulering af udtrykket af tight junction-proteinerne Occludin og Claudin-1 i st\u00f8ttecellerne efter voksenalderen, hvilket f\u00f8rte til \u00f8get apoptose af spermatogene celler og nedsat s\u00e6dproduktion. Under varmestress-stimulering beskadiges Sertoli-cellerne i kv\u00e6gs testikler, og GDNF- og SCF-mRNA-niveauerne nedreguleres, hvilket f\u00f8rer til s\u00e6ddysfunktion. Derfor kan en forbedring af st\u00f8ttecellernes struktur og funktion v\u00e6re en ny vej til behandling af mandlig infertilitet.<\/p>\n
Epimedium er en traditionel kinesisk l\u00e6geurt med n\u00e6rende egenskaber, som f\u00f8rste gang er beskrevet i \"Shennong Bencao Jing\". Den har den virkning, at den styrker nyrernes yang, styrker muskler og knogler og fordriver vind og fugt. Moderne farmakologisk forskning har vist, at epimedium har en betydelig effekt i forhold til at forsinke aldring og forbedre den mandlige forplantningsfunktion. Den vigtigste aktive ingrediens er icariin (ICA). Unders\u00f8gelser har vist, at ICA kan fremme spredningen af prim\u00e6re Sertoli-celler hos rotter og forbedre funktionen af mandlige Sertoli-celler. Forskning har vist, at ICA kan forbedre rotters reproduktive funktion ved at \u00f8ge mRNA-ekspressionsniveauerne af follikelstimulerende hormonreceptorer og tight junction-proteinet Claudin-11 i st\u00f8tteceller og derved forbedre testikelv\u00e6vets antioxidante stressresistens. Nuclear factor erythroid like 2 (Nrf2), som er den vigtigste regulator af kroppens cellul\u00e6re forsvarssystem, regulerer udtrykket af en r\u00e6kke gener, der koder for antioxidantproteiner og oxidative stressresponsproteiner ved at binde sig til enhancer-sekvenser i promotorreguleringsomr\u00e5det for antioxidantresponselementer (ARE), koordinere finjustering af reaktioner p\u00e5 forskellige stressforhold og skadelige angreb og opn\u00e5 cellul\u00e6r mikromilj\u00f8homeostase. Forskning har vist, at Epimedium kan lindre oxidativ stress-induceret leverskade ved at aktivere Nrf2. Vores tidligere forskning viste, at ICA kan afhj\u00e6lpe DNA-skader i testikelkimceller fra naturligt aldrende rotter ved at opregulere Nrf2. ICA kan opregulere proteinudtrykket af de tight junction-relaterede proteiner Occludin og Claudin-1 i musens testikelst\u00f8ttecellelinje TM4 induceret af D-Gal. Der er dog i \u00f8jeblikket ingen forskningsrapport om, hvorvidt ICA kan forbedre D-Gal-induceret 15P-1-cellebeskadigelse gennem Nrf2-signalvejen. Tidligere unders\u00f8gelser har vist, at D-Gal kan fremkalde skader p\u00e5 tight junction i musens testikelb\u00e6rende cellelinje TM4-celler. Derfor brugte dette eksperiment D-galactose (D-Gal) - inducerede 15P-1-celler som en skadesmodel for at unders\u00f8ge den beskyttende virkning og mekanisme af ICA p\u00e5 Sertoli-celleskader fra Nrf2-signalvejen.<\/p>\n
I de senere \u00e5r er infertilitet blevet anerkendt som et folkesundhedsproblem af WHO. Forekomsten af infertilitet i den generelle befolkning er steget \u00e5r for \u00e5r og p\u00e5virker omkring 15% af par i den f\u00f8dedygtige alder i verden. Forskning viser, at i USA og andre vestlige lande falder antallet af s\u00e6dceller med 1,5% om \u00e5ret, og det ansl\u00e5s, at n\u00e6sten 70 millioner par verden over er blevet ofre for infertilitet eller sterilitet. En stor epidemiologisk unders\u00f8gelse foretaget af WHO viste, at omkring halvdelen af parrenes infertilitet skyldes mandlige faktorer, og mekanismen er endnu ikke fuldt ud forst\u00e5et.<\/p>\n
Forskning har vist, at D-Gal kan reducere antallet og funktionen af musens st\u00f8ttecellelinje TM4-celler. Derfor valgte vi D-Gal-modellen til at evaluere, om ICA kan afhj\u00e6lpe 15P-1-celleskader. Der er litteraturrapporter om, at efter behandling med 35, 70 og 140 \u03bc M ICA p\u00e5 endotelceller ECV-304 var celleinhiberingshastigheden 1,2%, og der var ingen signifikant cytotoksicitet. MTT-resultaterne af dette eksperiment viste, at sammenlignet med kontrolgruppen, da ICA blev brugt alene til at behandle 15P-1-celler, var IC50 st\u00f8rre end 50% ved en koncentration p\u00e5 40 \u03bc M, hvilket indikerer, at ICA ikke havde nogen signifikant cytotoksicitet. Vores forel\u00f8bige forskning viste, at ICA har en beskyttende effekt p\u00e5 TM4-celleskader behandlet med D-Gal og har en signifikant proliferativ effekt ved koncentrationer p\u00e5 0,5 og 1 \u03bc M. MTT-resultaterne af dette eksperiment viste ogs\u00e5, at sammenlignet med D-Gal-behandlingsgruppen \u00f8gede ICA celleoverlevelsesraten p\u00e5 en koncentrationsafh\u00e6ngig m\u00e5de ved 0,125-1 \u03bc M og havde en signifikant fremmende effekt p\u00e5 celleproliferation ved koncentrationer p\u00e5 0.5 og 1 \u03bc M. Den fremmende effekt af ICA blev sv\u00e6kket, n\u00e5r koncentrationen var st\u00f8rre end 1 \u03bc M, hvilket kan skyldes den l\u00e6ngere stimuleringstid af D-Gal p\u00e5 15P-1-celler i dette eksperiment, mere alvorlig celleskade og st\u00e6rkt \u00f8get f\u00f8lsomhed af beskadigede celler over for l\u00e6gemiddelstimulering, hvilket udviser et f\u00e6nomen med lavkoncentrationsfremme og h\u00f8jkoncentrationsh\u00e6mning. Testikul\u00e6re Sertoli-celler er somatiske celler placeret i testiklernes seminifer\u00f8se tubuli, der er direkte forbundet med spermatogene celler. De regulerer spredningen og differentieringen af spermatogoniale stamceller og fremmer s\u00e6ddannelsen ved at udskille forskellige cytokiner som GDNF, BMP4 og SCF. GDNF er medlem af den transformerende v\u00e6kstfaktor beta-superfamilie og en vigtig faktor i reguleringen af proliferationen af spermatogoniale stamceller. Den spiller en afg\u00f8rende rolle i udviklingen af mandlige k\u00f8nsceller og den tidlige testikeludvikling. BMP4 og SCF er vigtige faktorer, der fremmer differentieringen af spermatogoniale stamceller. Tidligere forskning fra vores forskningsgruppe har vist, at totale flavonoider af Epimedium kan opregulere mRNA- og proteinniveauerne af GDNF, BMP4 og SCF, der udskilles af Sertoli-celler i naturligt aldrende rottetestikler, hvilket forbedrer Sertoli-celleudskillelsesfunktionen. Resultaterne viste, at sammenlignet med kontrolgruppen blev mRNA- og proteinekspressionsniveauerne af Sertoli-celleudskilte faktorer signifikant reduceret efter D-Gal-behandling, mens mRNA- og proteinekspressionsniveauerne af Sertoli-celleudskilte faktorer blev signifikant opreguleret i 15P-1 efter ICA-behandling. ICA kan forbedre sekretionsfunktionen af 15P-1 testikul\u00e6re Sertoli-celler.<\/p>\n
De t\u00e6tte forbindelser mellem st\u00f8tteceller er den vigtigste komponent i blodtestisbarrieren, hovedsageligt inklusive de tre transmembrane proteinfamilier Occludin, Claudin og adh\u00e6sionsproteiner samt den cytoplasmatiske proteinfamilie i det blokerende kryds. De t\u00e6tte forbindelser mellem cellerne beskytter ikke kun reproduktive celler mod invasion af immunsystemet og giver et godt fysiologisk milj\u00f8 for spermatogenese, men g\u00f8r det ogs\u00e5 muligt for pre fine og post fine spermatocytter at passere gennem blodtestisbarrieren regelm\u00e6ssigt for yderligere udvikling. Forskning har vist, at Occludin og Claudin er de tidligst identificerede tight junction-membranproteiner, og at tight junction-evnen og epitelbarrierefunktionen hovedsageligt formidles af Claudin. En anden unders\u00f8gelse har vist, at indspr\u00f8jtning af syntetisk Occludin-peptid i rottetestikler reversibelt kan fjerne de fleste spermatogonier efter 27 dage, mens knock-out af Occludin in vitro ogs\u00e5 kan f\u00f8re til et fald i st\u00f8ttecellernes tight junction-funktion. Resultaterne af dette eksperiment viste, at sammenlignet med kontrolgruppen faldt udtrykket af tight junction-protein i 15P-1-celler efter D-Gal-behandling, mens udtrykket af tight junction-protein i 15P-1-st\u00f8tteceller blev signifikant opreguleret efter ICA-behandling. ICA har en beskyttende virkning p\u00e5 skader p\u00e5 tight junction-protein i 15P-1-st\u00f8tteceller.<\/p>\n
N\u00e5r kroppen er i normal tilstand, rekrutterer Kelch like ECH associated protein-1 (Keap1) Nrf2 og danner et kompleks i cytoplasmaet, der nedbrydes af ubiquitinprotease; N\u00e5r der opst\u00e5r oxidativ stress, dissocieres Nrf2 fra Keap1, og Nrf2 overf\u00f8res fra cytoplasmaet til kernen for at binde sig til ARE, hvilket aktiverer transkriptionen af downstream-beskyttende gener som HO-1 og NQO1 og derved modst\u00e5r oxidativ stressskade for\u00e5rsaget af forskellige stimuli i kroppen. Vores tidligere forskning har vist, at ICA kan afhj\u00e6lpe testikel-DNA-skader hos naturligt aldrende rotter og forbedre nedgangen i forplantningsfunktionen for\u00e5rsaget af aldring ved at aktivere Nrf2\/HO-1-signalvejen. Dette tyder p\u00e5, at ICA's forbedring af spermatogen dysfunktion kan v\u00e6re relateret til Nrf2-signalvejen. Tidligere unders\u00f8gelser har vist, at ICA kan forbedre D-Gal-induceret testikelst\u00f8ttecellelinje TM4-celleskade. Derfor brugte denne unders\u00f8gelse Western blot til at detektere Nrf2-vejproteiner. Resultaterne viste, at sammenlignet med kontrolgruppen blev ekspressionsniveauerne for vigtige Nrf2-vejproteiner Nrf2, HO-1 og NQO-1 i 15P-1-celler signifikant nedreguleret efter D-Gal-stimulering, mens de blev signifikant for\u00f8get efter ICA-administration. Efterf\u00f8lgende p\u00e5viste vi yderligere ekspression og lokalisering af Nrf2 ved hj\u00e6lp af immunofluorescens-teknologi. Sammenlignet med den normale kontrolgruppe var fluorescensudtrykket af Nrf2 i kernen af 15P-1-celler i D-Gal-behandlingsgruppen sv\u00e6kket, men forbedret efter ICA-behandling. Ovenst\u00e5ende resultater tyder p\u00e5, at den funktionelle og strukturelle skade p\u00e5 15P-1-celler er relateret til nedreguleringen af Nrf2-signalvejen, hvilket f\u00f8rer til et fald i den cellul\u00e6re antioxidantkapacitet. ICA kan forbedre skaderne p\u00e5 15P-1-celler ved at \u00f8ge deres antioxidantkapacitet.<\/p>\n
Sammenfattende kan ICA opregulere ekspressionsniveauerne af sekretionsrelaterede proteiner GDNF, BMP4, SCF samt tight junction-relaterede proteiner Occludin og Claudin-1 i 15P-1-celler ved at aktivere Nrf2-signalvejen og derved forbedre D-Gal-inducerede skader i 15P-1-celler. Dette eksperiment har lagt et teoretisk fundament for vores efterf\u00f8lgende forskning i ICA's beskyttende virkning og mekanisme p\u00e5 k\u00f8nsceller for bedre at kunne udforske anvendelsesv\u00e6rdien af kinesisk urtemedicin Epimedium i forplantningssystemet og give nye retninger for den kliniske behandling af mandlig infertilitet.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Preliminary study on the protective effect of icariin activating Nrf2 signaling pathway against D-galactose-induced injury in mouse testicular Sertoli 15P-1 cells With the continuous development of the economy and society and the increasing pressure on people’s survival, infertility has become a global problem. Research has found that about 15% of couples worldwide suffer from infertility, […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[20],"tags":[],"yoast_head":"\n