1. dio Ehinakozid povećava količinu sperme kod štakora ciljanjem hipotalamičkog androgenog receptora

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

Muška neplodnost glavni je zdravstveni problem s procijenjenom prevalencijom od 4.2% muške neplodnosti širom svijeta. Naš rani rad je to pokazao.Cistanche ekstraktizaštititi od oštećenja sperme kod miševa i toehinakozid(ECH) je jedna od glavnih aktivnih komponenti. Ovdje izvještavamo o bitnoj ulozi ECH-a, prirodnog proizvoda koji preokreće ili štiti od oligoasthen aspermije kod štakora. ECH je analizirao HPLC, procijenjena je količina i kvaliteta sperme, a razina hormona određena je testom radio-imunosorbenta. ECH je smanjio razinu androgenih receptora (AR) i ključnih steroidogenih gena kako je utvrđeno zapadnjačkom mrljom i qPCR analizom. Interakcija između ECH-a i AR-a procijenjena je neizravnom ELISA-om i molekularnim pristajanjem. Rezultati pokazuju da ECH u kombinaciji s hipotalamusom AR u džepu Met-894 i Val-713 inhibira prijenos AR-a iz citoplazme u jezgre u hipotalamusu. Dok su negativne povratne informacije o regulaciji spolnih hormona bile inhibirane, potaknute su pozitivne povratne informacije kako bi se povećalo izlučivanje luteinizirajućeg hormona i testosterona koji je naknadno povećao količinu sperme. Zajedno, ovi podaci pokazuju da ECH blokira AR aktivnost u hipotalamusu kako bi povećao količinu sperme i zaštitio od oligoastenospermije kod štakora.

Proizvodnja testosterona u stanicama testisa snažno je regulirana hipotalamičko-hipofizno-gonadnom osi (HPG) formiranjem homeostatske povratne petlje1. Hormon koji oslobađa gondotropin (GnRH), koji izlučuje hipotalamus, može potaknuti izlučivanje luteinizirajućeg hormona (LH) iz hipofize, što dodatno stimuliratestosteronproizvodnja u stanicama testisa Leydig. Testosteron je biosinteziran nizom steroidogenih enzima. Kao jedan od glavnih putova, steroidnog akutnog regulatornog (StAR) proteina može prenijeti kolesterol iz unutarstaničnih izvora u mitohondrije2 gdje je izložen enzimu dekoltea bočnog lanca kolesterola (CYP11A1), 3β-hidroksisteroidnoj dehidrogenazi (HSD3β), 17α-hidroksilazi (CYP17A1) i 17β-hidroksisteroidnoj dehidrogenazi (HSD 17β) koji kataliziraju pretvorbu kolesterola u testosteron3,4. Testosteron se zatim negativno vraća na HPG element kako bi smanjio daljnje izlučivanje LH na način ovisan o dozi. Učinak testosterona na povratnu petlju HPG osi javlja se vezanjem na androgeni receptor (AR), koji se nalazi iu hipotalamusu i hipofizi5. Kod miševa, ablacija AR-a i minimalna proizvodnja testosterona uzrokuju povećanje razine LH i hormona koji stimulira folikule (FSH), što sugerira da AR sudjeluje u regulaciji negativne petlje hrane. Klasični genomski mehanizamtestosteronsignalizacija se javlja kada se testosteron rasprši u stanicu i veže se za AR. Ovaj kompleks ligandnih receptora zatim se translocira u jezgru gdje se veže za elemente androgenog odgovora (ARH) u regulatornim regijama gena koji reagiraju na testosteron kako bi modificirali njihovu translokaciju. Testosteron također izaziva neklasični put djelovanja steroidnih hormona, karakteriziran brzim događajima koji dovode do aktivacije citozoličkih signalnih kaskada koje su obično potaknute faktorima rasta7,8. Klasični i neklasični testosteronski putevi doprinose održavanju spermatogeneze i plodnosti. Međutim, funkcija AR-a važnija je u klasičnom putu jer testosteron djeluje na povećanje kvalitete sperme. Ehinakozid (ECH) jedna je od bioaktivnih komponenti dobivenih od ljekovitih biljnih vrsta Echinacea9 iCistanche10. Sa širokim spektrom farmakoloških aktivnosti, ekstrakti Echinacee su 1 Istraživački centar moderne biotehnologije, Škola za biotehnologiju i prehrambeno inženjerstvo, Anyang Institute of Technology, Anyang, Henan, 455000, Kina. 2 Veterinarski fakultet, Sveučilište Northwest A & F, Yangling, Shaanxi, 712100, Kina. 3Department biomedicinskih znanosti, Veterinarski fakultet Ontario, Sveučilište u Guelphu, Guelph, Ontario, N1G 2W1, Kanada. Korespondenciju i zahtjeve za materijale treba uputiti X.Z.-u

Cistancheehinakozidmože poboljšati funkciju bubrega i poboljšatitestosteron

Za više informacija obratite se na:Joanna.jia@wecistanche.com

jedan od najpopularnijih biljnih dodataka u Europi i SAD-u uglavnom zbog svojih antioksidativnih svojstava11 i njihove sposobnosti da spriječe prehladu12. ZanimljivoCistancheekstrakti i ECH tradicionalno se koriste kao tonik sredstvo za liječenje reproduktivne disfunkcije i za poticanje muške seksualne aktivnosti u tradicionalnoj kineskoj medicini10. Neki OTC proizvodi odEkstrakcija Cistanchearazvijeni su kao hranjivi dodaci i dobivaju na popularnosti na tržištima zdrave hrane u Kini i nekim drugim azijskim zemljama (Kineska uprava za hranu i lijekove)13. Međutim, temeljni mehanizmi djelovanja ECH-a ostaju nejasni. Muška neplodnost glavni je zdravstveni problem s procijenjenom prevalencijom od 4.2% muške neplodnosti širom svijeta14. Dijagnoza muške neplodnosti trenutno se temelji na proučavanju kvalitete sperme, uključujući analizu sjemenih parametara kao što su koncentracija sperme, pokretljivost i morfologija15. Te estrogen-mimik Bisfenol A (BPA) je široko rasprostranjena kontaminanta okoliša koja je proučavana zbog svog utjecaja na mušku plodnost kod nekoliko vrsta životinja i ljudi16. BPA narušava hipotalamičko-hipofizu-gonadnu os, inhibira izraze steroidogenih enzima testisa i sintezu testosterona kod muških štenaca17, uzrokujući stanje hipogonadotropnog hipogonadizma18. U ovoj studiji istražujemo učinke ECH-a na kvalitetu sperme i razinu hormona. Osim toga, BPA je odabran kao sredstvo modela ozljede sperme kako bi se dodatno proučio zaštitni učinak ECH-a na lošu kvalitetu sperme.

Cistanche deserticola ima mnogo učinaka, kliknite ovdje da biste saznali više

Rezultati

ECH povećava količinu sperme.

Brojevi spermija u cauda epididimisu, održivost sperme i pokretljivost sperme prikazani su u tablici 1. Liječenje s 80 mg/kg ECH i 15 mg/kg testosteronskog propionata (TP) značajno je povećalo broj epididimalnih spermija. Međutim, nije bilo značajne razlike u održivosti sperme i pokretljivosti sperme.

ECH povećava razinu testosterona i LH u serumu, encefalonu + hipofizi i testisu.

EcH tretman posebno je povećao razinu LH u serumu, encefalonu + hipofizi i testisu (sl. 1A). U skupini ECH(H) razina LH značajno se povećala za 1,1 puta u serumu, 1,4 puta u encefalonu +hipofizi i 1,2 puta u testisu. Testosteron je značajno povećan za 1,5 i 1,3 puta u encefalonu +hipofizi i testisu, ali ne u serumu nakon ech(H) tretmana. Nakon TP tretmana, razina testosterona značajno je povećana za 1,6, 1,8 i 1,4 puta u serumu, encefalonu + hipofizi i testisu.

Cistanche ehinacoside može poboljšati funkciju bubrega i poboljšati testosteron

ECH je povećao ekspresiju gena steroidnog enzima.

ECHznačajno je povećao ekspresiju ključnih steroidogenih enzima u testisu (slika 1B). Razine mRNA CYP11A1, CYP17A1, HSD3β1/2 i HSD17β u skupini ECH(H) povećane su više od 3 puta, dok razine StAR mRNA nisu pokazale značajne razlike sa svimECHtretmani (p>0,05). TP nije značajno promijenio izraz CYP11A1, CYP17A1, HSD3β1/2 i HSD17β. To se odražava u sveobuhvatnoj analizi toplinske karte učinka ECH-a na ekspresiju steroidnog enzima koja ukazuje na to daECHznačajno povećane razine mRNA CYP11A1, CYP17A1, HSD3β1/2 i HSD17β, a posebno HSD3β1/2 (sl. 1C).

ECH može prijeći krvno-moždanu barijeru i u manjoj mjeri krvno-testis barijeru.

Za procjenu petlje povratnih informacija androgena na HPG osi, sposobnostECHza ulazak u hipotalamus procijenjen je u nizu PK studija.ECHkoncentracije su otkrivene u hipotalamusu nakon 12h pojedinačne oralne primjene od 30 mg/kg ECH, a ECH je pokazao izraženu hipotalamus penetraciju sa srednjim omjerom hipotalamusa i plazme od 33,92% (slika 2A). Vrijednosti Te T1/2 bile su 2,61±0,42 h i 1,88±0,22 h u plazmi odnosno hipotalamusu (slika 2B). Međutim, vrlo ograničen pristup ECH-a testisu otkriven je pomoću HPLC-a. Koncentracije ECH u testisu bile su 0,083 μg/mL, 0,043 μg/mL i 0,028 μg/mL pri 0,5h, 1h i 1,5h, nakon tretmana.

ECH smanjuje hipotalamičku AR translokaciju u jezgru.

Da biste testirali učinakECHna AR translokaciji utvrđena je ekspresija AR u citoplazmi i jezgri testisa i hipotalamusa pomoću zapadnjačke analize mrlja. Kao što je prikazano na sl. 3A, ECH dolje reguliran AR protein u hipotalamičkim jezgrama za pet puta u usporedbi s kontrolnom skupinom. Liječenje enzalutamidom, AR inhibitorom, smanjilo je razinu AR proteina u hipotalamičkim jezgrama za 4,8 puta. Značajno je da je citoplazmatski AR bio viši s liječenjem ECH-om i liječenjem enzalutamida od kontrola, što upućuje na to daECHblokira AR transport od citoplazme do jezgre u hipotalamusu. Kao što se i očekivalo, ECH ne inhibira AR transport od citoplazme do jezgre u testisu (sl. 3B).

ECH je povećao ekspresije gena povezanih s HPG osi.

ECHznačajno je povećao izraze LHβ, LHR, GnRH 1 i Gnrhr u mješavinama mješavina encefalona + hipofize, međutim, nije bilo značajne razlike u razinama GnRH 1 nakon TP tretmana. Analiza toplinske karte pokazuje da su izrazi GnRH 1 i LH β bili su najviši među genima povezanim s HPG osi.

AR je meta ECH- a.

Kako bi se potvrdili odnosi između ECH i AR, ECH-Ovalbumin (ECH-OVA) uspješno je sintetiziran (sl. 5A, B). Molekularna težina ECH-OVA veća je od OVA, tako da imaju različite stope pokretljivosti (sl. 5A), a vrhunac apsorbancije ECH-OVA je između ECH i OVA (sl. 5B),

sugerirajući da je ECH uspješno konjugiran na OVA. Neizravni rezultati ELISA-e (slika 5C), pokazuju da anti-AR antitijela mogu otkriti AR protein prisutan u bušotinama koje sadrže ECH-OVA (naznačeno anti-OVA antitijelima) što sugerira da se ECH može vezati za AR protein.

ECH se kombinira s AR džepom Met-894 i Val-713.

Spoj ECH usidren je na lokaciju AF2 na površini ljudskog AR-a, a teorijski način vezanja ECH-a i AR-a prikazan je na sl. 5D. Spoj ECH usvojio je kompaktno vezivanje konformacije u džepu ljudskog AR.Te dvije fenilne skupine ECH-a vežu se na hidrofobnoj domeni AR džepa i održavaju bliske hidrofobne kontakte s ostacima Leu-712, Val-716, Met-734, Ile-737, Met-894 i Ile-898, dok su ostale dvije strane ECH bile smještene na ulazu u džep i ostvarile su samo nekoliko kontakata. Detaljna analiza pokazala je da su i Met-894 (duljina veze: 2,4 S) i Val-713 (duljina veze: 2,7 S) formirali vodikove veze s hidroksi1 skupinama ECH-a, što je bila glavna interakcija između ECH-a i ljudskog AR-a.

Cistanche ehinacoside limenkapoboljšati funkciju jetreipoboljšati testosteron

ECH umanjuje reproduktivna oštećenja izazvana BPA.

Kako bi se istražio učinak ECH-a na reproduktivna oštećenja, kvaliteta sperme i razine spolnih hormona i steroidnog enzima ispitani su kod miševa izazvanih BPA. Kao što je prikazano na sl. 6, liječenje BPA značajno je smanjilo broj spermija i pokretljivost sperme za 26,5% odnosno 39,2%. Primjena ECH-a spriječila je smanjenje broja spermija i pokretljivosti sperme za 35,5% odnosno 30,1%. Bpa administracija također je rezultirala značajnim smanjenjem LH i T izlučivanja, a ECH je znatno povećala razinu LH i T za 24,1% odnosno 18,3%, u usporedbi sa samim liječenjem BPA (sl. 6A, B). Razine mRNA StAR, CYP17A1, 3β-HSD i 17β-HSD u bpa-ECH liječenju značajno su povećane u usporedbi s liječenjem BPA (sl. 6C, D).