ЧАСТЬ Ⅱ: Влияние экстрактов Cistanche Tubulosa на репродуктивную функцию самцов у крыс с диабетом, индуцированным стрептозотоцин-никотинамидом
Mar 04, 2022
Контактное лицо: Одри Ху Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Электронная почта:audrey.hu@wecistanche.com
Цве-Линг Конг ® Атира Джонсон® Фан-Чи Ко, Цзя-Линг Хе и Шу-Чун Ченг
Департамент пищевых наук, Тайваньский национальный университет океанов, Pei-Ning Road, Keelung 20224, Тайвань; athirajohnson07@gmail.com (AJ); makeadrea@hotmail.com (Ф.-К.К.); k46255@gmail.com (Дж.-Л.Х.); ricroll826@gmail.com (S.-CC)
* Переписка: kongzl@mail.ntou.edu.tw; Тел.: плюс 886-2-2462-2192; Факс: плюс 886-2-2463-4203
Абстрактный:Диабет представляет собой хроническое заболевание, характеризующееся гипергликемией из-за снижения уровня инсулина или неспособности тканей эффективно его использовать. Бесплодие известно как основной результат диабета и влияет на мужскую репродуктивную систему, вызывая ухудшение спермы и дисфункцию гонад. Cistanche tubulosa — это растение-паразит, способное улучшать память, иммунитет и сексуальные способности, уменьшать импотенцию и сводить к минимуму запоры. Это исследование было сосредоточено на изучении противовоспалительного и защитного действия эхинакозида (ECH) в экстракте Cistanche tubulosa (CTE) на репродуктивную систему самцов диабетических крыс. Антиоксидантное, противовоспалительное и защитное действие ХТЭ оценивали методами in vitro и in vivo. Результаты in vitro показывают, что ЭХГ ингибирует продукцию активных форм кислорода (АФК) и улучшает экспрессию белков StAR, CYP11A1, CYP17A1 и HSD17p3. Анализ in vivo проводили с тремя дозами эхинакозида (ЭХГ) (80, 160 и 320 мг/кг) при ХТЭ. Всего в качестве положительного контроля вводили 0,571 мг/кг розиглитазона (RSG). Диабет вызывали стрептозотоцином (СТЗ) (65 мг/кг) и никотинамидом (230 мг/кг) в сочетании с диетой с высоким содержанием жиров (45%). Исследования in vivo подтвердили, что ЭХГ улучшал уровень сахара в крови, резистентность к инсулину, резистентность к лептину и перекисное окисление липидов. Он может восстанавливать экспрессию кисспептина 1 (KiSS1), рецептора, связанного с G-белком, GPR 54, супрессора передачи сигналов цитокинов 3 (SOCS-3) и экспрессии информационной рибонуклеиновой кислоты (мРНК) сиртуина 1 (SIRT1) в гипоталамусе и восстанавливать половой акт. уровень гормонов. Таким образом, это исследование подтвердило антиоксидантное, противовоспалительное и стероидогенное действие ХТЭ.
Ключевые слова:диабет; бесплодие; экстракт цистанхе трубчатой (CTE); эхинакозид (ECH); противовоспалительная активность; антиоксидантная активность; эффекты стероидогенеза
Защитное действие эхинакозида (ECH) отЦистанхе трубчатая
3. Результаты
3.1. Анализ in vitro
3.1.1. Сравнение антиоксидантной активности ЭХГ, ХТЭ и РЕС
Длительный высокий окислительный стресс и хроническое воспаление являются основными причинами диабетических осложнений [16]. CTE содержат различные фенилэтаноидные гликозиды, такие как эхинакозид (ECH) и актеозид, с потенциалом антиоксидантной активности [17]. Анализ удаления радикалов DPPH был проведен для оценки антиоксидантной активности ECH. Тролокс и ресвератрол (3,5,4'-тригидроксистильбен, RES) были взяты в качестве стандарта и положительного контроля соответственно. Как показано на рисунке 1, ЭХГ показал лучшую активность по удалению радикалов, и эта активность была значительно выше, чем у положительного контроля (RES).
3.1.2. Жизнеспособность клеток ЭХГ на LC-540 и клетках Лейдига TM3
Анализ МТТ проводили для оценки жизнеспособности клеток при различных концентрациях ЭХГ. Клетки Лейдига LC-540 и клетки Лейдига TM3 показали более 80% жизнеспособности после обработки ЭХГ (рис. 2). По сравнению с другими концентрациями концентрация 100-|dM (разведение 100 мкМ в 2% FBS) ECtf показала лучшую жизнеспособность клеток в клетках Лейдига ffM3. Результат показал, что повышенная концентрация ЭХГ не способствует какой-либо значительной токсичности клеток.
3.1.3. Влияние ЭХГ на продукцию супероксида, индуцированную AGE, с помощью анализа NBT в клетках LC-540 и TM3 Leydig.
КПГ вызывают окислительное повреждение в организме из-за окисления глюкозы и образования свободных радикалов, таких как O2-, гидроксильных радикалов и карбонильных групп [18]. После стимуляции 50 мкг/мл КПГ клетки LC-540 (рис. 3а) и TM3 (рис. 3b) обрабатывали ЭХГ и РЕС (5 мкг/мл и 10 ч. л. каждого). Результаты показали, что производство супероксид-аниона увеличилось в контрольной группе (стимулированные АГО), но производство супероксид-аниона уменьшилось после обработки ЭХГ и РЕС. Из рис. 3, ii было понятно, что ЭХГ и РЭС снижают уровень продукции супероксида и защищают клетки от окислительного повреждения. В случае клеток LC-540 10 ЭХГ показали почти аналогичную активность с нормальной группой. Продукция супероксида в обеих клетках снижалась с увеличением концентрации как ЭХГ, так и РЕС.
3.1.4. Влияние ЭХГ на продукцию H2O2 в AGE-стимулированных LC-540 клетках Лейдига
Анализ DCFH-DA проводили для обнаружения присутствия окисляющих веществ. После попадания в клетки флуоресцентный краситель DCFH-DA окисляется внутриклеточной H2O2 с образованием дихлорфлуоресцеина (DCF). Как показано на рис. 4, наблюдалось значительное увеличение внутриклеточной продукции H2O2 в группе, стимулированной КПГ (контроль), тогда как добавление 10 ЭХГ и RES значительно снижало продукцию H2O2 в клетках. Введение 10 ЭХГ привело лишь к 47,1% продукции H2O2, что значительно ниже, чем в контрольной группе.
3.1.5. Влияние ЭХГ на уровни экспрессии белков RAGE и NF-kB в стимулированных AGE клетках LC-540 Лейдига
Для подтверждения присутствия RAGE в клетках LC-540 Лейдига был проведен вестерн-блот-анализ. Влияние ЭХГ на уровни экспрессии белков RAGE (рис. 5а) и NF-kB (рис. 5b) в клетках Лейдига, стимулированных КПГ, показано на рис. экспрессия в клетках LC-540 Лейдига и 10 концентраций ECH и RES значительно снизили экспрессию RAGE и NF-kB. Экспрессия NF-kB была значительно ниже у RES и ECH, чем у антагонистов RAGE. Таким образом, результаты подтвердили, что ЭХГ снижала уровень воспаления за счет снижения уровня RAGE и NF-kB.
3.1.6. Влияние ЭХГ на путь синтеза тестостерона в AGE-стимулированных клетках LC-540 Лейдига.
Процесс сперматогенеза и мужского бесплодия зависит от присутствия тестостерона. Как показано на рисунке 6, экспрессия белков StAR (рисунок 6a), CYP11A1 (рисунок 6b), CYP17A1 (рисунок 6c) и HSD17p3 (рисунок 6d) была значительно снижена в стимулированных AGE клетках LC-540 Лейдига ( контрольная группа). Экспрессия белков StAR, CYP11A1, CYP17A1 и HSD17p3 была значительно увеличена, когда антагонист RAGE, RES и ECH были dded. Повышенная экспрессия белков StAR и CYP11A1 наблюдалась как в группах, получавших ЭХГ, так и в группах, получавших RES. Уровень экспрессии CYP17A1 был почти одинаковым в группах RES и ECH. Экспрессия белка HSD17&3 в клетках Лейдига, обработанных ECH, была намного выше, чем в клетках, обработанных антагонистами RES и RAGE. Повышенная экспрессия белков StAR, CYP11A1, CYP17A1 и HSD17p3 указывала на нормальную выработку тестостерона.
3.2. Анализ in vivo
3.2.1. Влияние CTE на массу тела и потребление калорий
Через 6 недель экспериментов диабетическая группа (HFD-DM) показала более высокую массу тела, чем контрольная группа. Группа HFD-DME4 показала меньшую массу тела, чем группы HFD-DM и HFD-DMER (рис. 7а). Потребление калорий в контрольной группе было значительно ниже, чем в других группах. Не было существенной разницы между потреблением калорий в других пяти группах (рис. 7b).
3.2.2. Пероральный тест на толерантность к глюкозе (ПГТТ) для определения успеха) 1 Индукция диабета
Пероральный тест на толерантность к глюкозе (ОГТТ) используется как перспективный инструмент для выявления сахарного диабета. Повышенный уровень глюкозы в крови свидетельствует о диабетическом состоянии. Как показано на рисунке 8а, уровень глюкозы в плазме был ниже в группах CTE, чем в группе DM через 0, 30, 90 и 120 мин. Далее площадь под кривой (AUC) концентрации глюкозы плазмы показала, что в группах ХТЭ и РСГ.3.2.3.Общее содержание глюкозы, холестерина и триглицеридов в плазме
Уровень глюкозы в плазме крови натощак был выше в группе СД и ниже в группе ДМЭ2 (кроме контроля), чем у остальных. Не было существенной разницы в общем холестерине между группами, за исключением группы DME4. В группе ДМЭ4 уровень холестерина был ниже, чем у остальных. Уровень триглицеридов был выше в группе СД и ниже в группе ДМЭ4, а содержание триглицеридов снижалось с увеличением концентрации ХТЭ (табл. 2). Результаты показывают, что уровень глюкозы, холестерина и триглицеридов в плазме был выше в группе СД и значительно снижался при лечении ХТЭ.
3.2.4. Уровни инсулина в плазме, уровень лептина в плазме и модель оценки гомеостаза — значения резистентности к инсулину (HOMA-IR)
Уровни инсулина в плазме, лептина и значения HOMA-IR показаны в таблице 3. Группа СД имела более высокие уровни инсулина в плазме и лептина в плазме, чем контрольная группа. Индекс HOMA-IR также был достоверно выше в группе СД. Значения инсулина, лептина и HOMA-IR в плазме снижались с увеличением концентрации CTE. Лептин плазмы был значительно снижен в группах CTE, но в группе препарата RSG (DMR) не было обнаружено каких-либо существенных отличий от группы DM.
3.2.5. Влияние ХТЭ на уровень ЛГ в плазме и уровень тестостерона у крыс с диабетом
Как показано в таблице 4, концентрации тестостерона у диабетических крыс (СД) были значительно снижены, в то время как концентрации тестостерона значительно повышены при различных дозах ХТЭ. Кроме того, результаты показали небольшое снижение уровня ЛГ в группе СД по сравнению с ДМР, ДМЭ1, ДМЭ2 и ДМЭ4. Продукция ЛГ была выше в группе ДМЭ4.
3.2.6.Влияние ХТЭ на параметры спермы диабетических крыс.
Экспериментальные результаты показали, что в группе СД наблюдалось значительное снижение количества и подвижности сперматозоидов, чем в контрольной группе, тогда как частота аномалий сперматозоидов была значительно увеличена в группе СД. Интересно, что количество сперматозоидов, подвижность сперматозоидов и частота аномалий сперматозоидов в группе DMR улучшились, но подвижность сперматозоидов не достигает значительного уровня по сравнению с DME4. DME2 показал лучшее количество сперматозоидов, чем все они, и скорость подвижности была значительно увеличена в группе DME4. Не было существенной разницы между количеством аномальных сперматозоидов между группами, получавшими n RSG и CTE (таблица 5).
3.2.7. Влияние ХТЭ на морфологию семенных канальцев у крыс с диабетом
На рис. 9 показано окрашивание H&E среза яичка. Черная стрелка обозначает ячейку Лейдига, а белая стрелка обозначает ячейку Сертоли. Как клетка Лейдига, так и клетка Сертоли в группе СД показали значительную атрофию, и в просвете была видна полость. Структура клеток Лейдига и Сертоли была восстановлена в группах, получавших CTE и RSG. Тонкостенение семенных канальцев было выше в группах ХТЭ и РСГ, чем в группе СД.
3.2.8. Влияние CTE на мРНК KiSS1, GPR54, SOCS-3 и SIRT1 в гипоталамусе крыс с диабетом
Экспрессия KiSS1 (рис. 10a), GPR54 (рис. 10b), SOCS-3 (рис. 10d) и SIRT1 (рис. 10c) показана на рис. 10. Экспрессия мРНК KiSS1 и рецептора GPR54 у крыс с диабетом была значительно ниже, чем в контрольной группе. Уровень экспрессии мРНК KiSS1 и GPR 54 в DMR, DME1, DME2 и DME4 был значительно повышен. В частности, экспрессия мРНК GPR54 была значительно повышена в DME4 и была почти такой же, как в контрольной группе.
В этом эксперименте дополнительно исследовали количество мРНК SOCS-3 и SIRT1 в гипоталамусе крыс. Экспрессия мРНК SOCS-3 у крыс с диабетом была значительно повышена, что указывает на более серьезный импеданс лептина. Группы DMR, DME1, DME2 и DME4 показали значительные улучшения по сравнению с диабетической группой. Экспрессия мРНК SIRT1 в группе СД снижена.
3.2.9. Влияние ХТЭ на антиоксидантные ферменты в плазме и семенниках крыс с диабетом
В таблице 6 показано, что активность SOD в плазме, активность GPx и активность каталазы у диабетических крыс были значительно снижены, а активность увеличена в группах, получавших CTE и RSG. В дополнение к этому, DM E4 показал значительное улучшение активности GPx, чем другие. Результаты показали, что активность СОД и каталазы у крыс с диабетом значительно снизилась через шесть недель. Активность СОД и каталазы группы DMR не достигает значимого уровня. В группах, получавших ХТЭ, наблюдалось значительное улучшение активности СОД и каталазы. Повышенная активность каталазы и СОД в группах ХТЭ также наблюдалась в семенниках (табл. 7). Наибольшая активность СОД и каталазы наблюдалась в группах ДМЭ1 и ДМЭ2 соответственно.
3.2.10.Влияние ХТЭ на окислительный стресс и воспаление в плазме и семенниках крыс с диабетом
Продукция оксида азота (NO) в плазме (рис. 11а) и яичках (рис. lib) показана на рисунке. Продукция NO в группе СД была значительно увеличена как в яичках, так и в плазме по сравнению с контрольной группой. Постепенное снижение продукции NO наблюдалось в группах ДМЭ1, ДМЭ2 и ДМЭ4 (в плазме). Группа DMR также показала значительное снижение продукции NO. В случае семенников наблюдалось небольшое снижение продукции NO в группах CTE, тогда как в группе DMR продукция NO значительно не снижалась.
Как показано на Фигурах 12 и 13, уровни TNF-α и IL -6 были значительно повышены у крыс с диабетом (как в плазме, так и в семенниках), что указывает на более серьезное воспаление. В плазме уровень TNF-α одинаков в группах, получавших CTE и RSG (рис. 12а). Группы CTE (особенно DME2) значительно снижали уровень TNF-a в яичках (рис. 12b). Уровень IL-6 был значительно снижен в плазме групп CTE и RSG (рис. 13а). В семенниках наблюдалась тенденция к снижению уровня ИЛ-6, но она не достигала значимого уровня (рис. 13б).
3.2.11. Влияние ХТЭ на окислительный стресс и воспаление сперматозоидов крыс с диабетом, вызванное диетой с высоким содержанием жиров.
На рис. 14 показано содержание супероксид-аниона в сперме крыс. Результаты показали, что производство супероксидных анионов в сперме крыс с диабетом значительно увеличилось, а в группе DMR не наблюдалось значительного улучшения. Группы ДМЭ1 и ДМЭ4 показали значительно сниженную продукцию супероксидного аниона.
3.2.12. Влияние CTE на перекисное окисление липидов в сперматозоидах крыс с диабетом, вызванное диетой с высоким содержанием жиров
Исследования показали, что перекисное окисление липидов было повышено у пациентов с диабетом как 1-го, так и 2-го типа [19]. Уровень малонового диальдегида (МДА) в плазме, сперме и семенниках показан в таблице 8. Уровень МДА в плазме, семенниках и сперме в группе СД был значительно выше, а лечение ХТЭ и РСГ снижало продукцию МДА. Значительное снижение наблюдалось в группах DME4 и DMEI в плазме. Это исследование показало, что у крыс с диабетом повышена степень перекисного окисления липидов не только в плазме, но и в семенниках и сперме.
Эффекты экстракта Cistanche tubulosa: антиоксидантный стресс и воспаление
4. Дискуссия
Диабет – это хроническое заболевание, связанное с высоким уровнем сахара в крови. Дисбаланс между уровнями антиоксидантов и АФК приводит к состоянию, называемому окислительным стрессом. Супероксид, гидроксильный радикал, перекись водорода, оксид азота и синглетный кислород являются некоторыми из примеров АФК, которые будут способствовать развитию диабета посредством окислительного стресса [20]. Cittanche tubulosa — пустынное растение, содержащее такие активные компоненты, как полисахариды, олигосахариды, фенилэтаноидные гликозиды (эхинакозид, вербаскозид), пальмитиновая кислота, линолевая кислота, иридоиды, альдиты и лигнаны. Это растение способно оказывать противовоспалительное, нейропротекторное, антибактериальное, противовирусное, антиоксидантное, противоопухолевое и иммуномодулирующее действие [21]. Литературные исследования показывают, что фенилэтаноидные гликозиды из Cistanche tubulosa являются основной причиной антиоксидантной активности [22]. Ресвератрол (RES) и розиглитазон (RSG) были взяты в качестве положительного контроля для исследований in vitro и in vivo соответственно. RSG является мощным сенсибилизатором инсулина и имеет сродство к изоформе рецептора, активируемого пролиферацией пероксисом (PPARc). Он контролирует гипергликемию у больных диабетом [23]. РЕС обладает естественной антиоксидантной активностью, действует как сосудорасширяющее средство, регулируя метаболизм липопротеинов, ингибируя агрегацию тромбоцитов и предотвращая рак [24,25]. Наше исследование показало, что ECH демонстрирует лучшую активность по удалению радикалов, чем CTE и RES (рис. 1). Также понятно, что ЭХГ не вызывает какой-либо значительной токсичности для клеток Лейдига LC-540 и TM3 (рис. 2).
AGE использовали для индуцирования стрессовых состояний в клетках Лейдига. Производство КПГ, воспаление, окислительный стресс и диабет взаимосвязаны. Гипергликемическое состояние диабета способствует повреждению клеток за счет образования КПГ и окислительного стресса. КПГ индуцируют токсичность р-клеток, что дополнительно способствует рекрутированию иммунных клеток и гибели клеток. Повышенный уровень КПГ способствует экспрессии двух типов рецепторов, называемых RAGE и AGER1 [26]. Капание и последующий перенос электрона из митохондриальной дыхательной цепи на молекулярный кислород во время окислительного стресса приводит к образованию супероксидного аниона. Наши результаты показывают, что производство супероксидного аниона, индуцированное КПГ, было увеличено в контрольной группе, и дальнейшие улучшения наблюдались при лечении как ЭХГ, так и RES. Согласно нашему исследованию, стало понятно, что продукция супероксида (рис. 3) и H2O2 (рис. 4), индуцированная КПГ, снижается в присутствии ЭХГ и РЕС.
NF-kB известен как важный медиатор воспаления, связанного с диабетом [27]. Экспрессия NF-kB приводит к дисфункции р-клеток и гибели клеток. Активация NF-KB при окислительном стрессе стимулирует провоспалительный ответ, активацию эндотелина и апоптоз [28]. Экспрессия RAGE и NF-kB повышалась в группах, стимулированных AGE, и последующее снижение наблюдалось в клетках, обработанных ECH и RES (рис. 5).
Тестостерон является анаболическим стероидом и основным мужским половым гормоном, синтезируемым из холестерина. Процесс начинается с окислительного расщепления боковой цепи холестерина геном расщепления боковой цепи холестерина (CYP11A). Этот ген локализован в митохондриальной мембране и превращает холестерин в прегненолон. Затем ген CYP17A1 из эндоплазматического ретикулума удаляет два дополнительных атома углерода и производит несколько стероидов C19. В дополнение к этому прегненолон окисляется с образованием андростендиона/прогестерона под действием гидроксистероиддегидрогеназы (3-p-HSD). Наконец, тестостерон образуется путем восстановления кетогруппы в 17-м углеродном положении андростендиона с помощью 17-бета-гидроксистероиддегидрогеназы (17-p-HSD). Клетки Лейдига участвуют в основном производстве тестостерона. Для переноса холестерина во внутреннюю митохондриальную мембрану требуется действие стероидогенного острого регуляторного белка (StAR). Настоящие исследования показывают, что экспрессия StAR, CYP11A1, CYP17A1 и HSD17p3 снижалась в клетках, обработанных AGE (контроль), и наблюдалось огромное увеличение в клетках, обработанных ECH и RES (рис. 6). Таким образом, результаты показывают, что выработка тестостерона была увеличена в группах, получавших ЭХГ и RES.
При диабетическом состоянии транспорт глюкозы к органам ограничен, в результате чего уровень глюкозы повышается [29]. Следовательно, гипергликемическое состояние является одним из важных маркеров для выявления диабета. Наши исследования показывают, что уровень глюкозы в плазме был повышен в диабетических группах, а AUC в группе СД была значительно выше, чем в других группах (рис. 8). Наряду с глюкозой плазмы в группе СД достоверно повышалось содержание общего холестерина и триглицеридов (табл. 2). Атеросклерозу способствует повышенный уровень холестерина и триглицеридов [30]. Однако уровень холестерина и триглицеридов был снижен в группах, получавших CTE и RSG. Содержание триглицеридов в группе ДМЭ4 достигло почти такого же значения, как и в контрольной группе.
Инсулин — это гормон, вырабатываемый р-клетками поджелудочной железы и функционирующий для контроля уровня сахара в крови в организме, в то время как лептин — это гормон, вырабатываемый адипоцитами и способный регулировать потребление пищи и использование энергии. Исследования показали, что лептин участвует в патофизиологии ожирения и существует положительное взаимодействие между лептином и инсулином [31]. Наши исследования показывают, что уровень инулина и лептина плазмы был выше в группе СД, а уровень инсулина снижался с увеличением концентрации ХТЭ. Группа RSG не показывает существенных отличий от группы DM. Резистентность к инсулину и функцию р-клеток оценивали с помощью
Метод HOMA-IR. Значение HOMA-IR увеличилось в группе СД и достоверно отличалось от других групп (табл. 3).
DM влияет на репродуктивную функцию через гормональное чередование оси HPG, и исследования показали, что на экспрессию инсулина в яичках также влияет диабет. Он характеризуется вакуолизацией клеток Сертоли, повышенной фрагментацией ДНК, нарушением сперматогенеза и повышенным истощением зародышевых клеток. Окислительный стресс также способствует нарушению репродуктивной функции [32]. Процесс образования сперматозоидов в мужском репродуктивном органе (яичках) называется сперматогенезом. Семенники состоят из плотно закрученных трубочек, называемых семенными канальцами. Клетки Сертоли видны в стенках семенных канальцев и обеспечивают питание незрелых сперматозоидов. Исследование параметров сперматозоидов показало, что количество сперматозоидов и подвижность уменьшились, а аномалии увеличились в группе СД (таблица 5). Противоположный эффект наблюдался в группах, получавших CTE и RSG. Как клетки Лейдига, так и клетки Сертоли в группе СД показали значительную атрофию, и в просвете была видна полость. Толщина семенных канальцев также уменьшилась в группе СД. Улучшенный результат наблюдался в группах, получавших CTE и RSG (рис. 9). В дополнение к этому уровень ЛГ и тестостерона снизился в группе СД и повысился в группах, получавших ХТЭ (табл. 4). У мужчин низкий уровень тестостерона в сыворотке и более низкая частота импульсов ЛГ часто ассоциировались с ожирением и сахарным диабетом 2 типа [33].
Кисспептины, кодируемые геном KiSS1, известны как мощные стимуляторы оси HPG, и любая мутация в гене кисспептина приведет к снижению уровня половых стероидов и гонадотропина. Исследования показывают, что у крыс с диабетом, индуцированным STZ, уровни мРНК Kiss1 были снижены [33]. Инициация и поддержание бесплодия у млекопитающих связаны с рецептором 54, связанным с G-белком (GPR54). Мутация в GPR 54 характеризуется отсутствием полового созревания и низким уровнем гонадотропных гормонов (ЛГ и ФСГ). Провоспалительные цитокины, такие как IL -6 и TNF-α, усиливают экспрессию супрессора передачи сигналов цитокинов 3 (SOCS3), вовлеченного в опосредованную воспалением резистентность к инсулину в печени и адипоцитах [34]. SIRT 1 представляет собой ген, связанный с регуляцией нескольких возрастных заболеваний. Этот ген заметно экспрессируется в р-клетках поджелудочной железы и регулирует секрецию инсулина и предотвращает апоптоз. Текущие исследования показали, что экспрессия KiSS1, GPR54 и SIRT1 снизилась в группе DM, но экспрессия увеличилась в группах, получавших CTE (рис. 10). Увеличение экспрессии SOCS-3 в группе СД указывало на воспалительное состояние. Первой молекулярной связью, идентифицированной между ожирением и воспалением, был TNF-α. Следовательно, повышенный уровень TNF-a является индикатором воспаления. Снижение уровня провоспалительных цитокинов, таких как TNF-a и IL -6, наблюдалось в группах, получавших CTE (рис. 12 и 13).
Дисбаланс между АФК и антиоксидантами приводит к диабетическому состоянию. Супероксиддисмутаза (СОД), каталаза (КАТ) и глутатионпероксидаза (ГПХ) известны как основные антиоксиданты, ответственные за поддержание оптимального уровня АФК [35]. По результатам было установлено, что активность антиоксидантов была значительно ниже в группе СД. В группах, получавших СТ, наблюдалось улучшение выработки антиоксидантов. Группа, получавшая RSG, не продемонстрировала каких-либо значительных улучшений антиоксидантной активности (таблицы 6 и 7).
Оксид азота (NO) известен как важная АФК, которая способствует воспалению. Наши исследования показывают, что уровень NO снижался в группах, получавших ХТЭ (рис. 11). Результаты показали, что содержание супероксид-аниона в сперме крыс с диабетом значительно увеличилось, и не было значительного улучшения после введения РСГ. В группах КТР снижена продукция супероксида.
Определение МДА очень полезно для оценки перекисного окисления липидов. Перекисное окисление липидов — это процесс окисления липидов, который в конечном итоге приводит к повреждению клеток. МДА образуется в результате перекисного окисления липидов полиненасыщенных жирных кислот. Исследования показывают, что уровень МДА коррелирует с возрастом и уровнем глюкозы в крови натощак [36]. Текущее исследование показало, что CTE улучшает перекисное окисление липидов в плазме, яичках и сперме (таблица 8).
Экстракт цистанхе трубчатой
5. Выводы
Окислительный стресс при диабетических состояниях нарушает мужскую репродуктивную систему из-за нарушения спермы и дисфункции гонад. Цистанхе трубчатая — растение пустыни, широко используемое в китайской медицине благодаря своим фармакологическим эффектам. Эхинакозид (ECH) является основным компонентом CTE, ответственным за антиоксидантную и противовоспалительную активность. Наши результаты in vitro показали, что ЭХГ восстанавливал путь синтеза тестостерона и снижал уровень экспрессии белков NF-kB и RAGE. ЭХГ эффективно ингибировал продукцию супероксид-аниона и H2O2 в клетках Лейдига. Исследования in vivo показали, что ЭХГ снижает уровни холестерина, триглицеридов, TNF-α и IL-6. В дополнение к этому экспрессия мРНК в гипоталамусе крыс с диабетом была значительно улучшена. Также следует отметить, что ЭХГ снижал перекисное окисление липидов и улучшал резистентность к инсулину у самцов крыс с диабетом. Антиоксидантная активность увеличилась как в плазме, так и в яичках. Таким образом, наши исследования показали, что ЭХГ обеспечивает эффективную защиту от репродуктивной дисфункции у самцов крыс с диабетом, вызванным стрептозотоцином.
Вклад автора:Ф.-К.К. провел исследование, формальный анализ и программный анализ. AJ и J.-LH участвовали в обработке данных и составили рукопись. З.-Л.К. и А.Дж. задумали рецензию на рукопись и отредактировали ее. З.-Л.К. разработал методику и руководил всем экспериментом. S.-CC участвовал в формальном анализе, расследовании и проверке. Все авторы внесли свой вклад в анализ данных, составление проекта и критический пересмотр документа, дали окончательное одобрение версии для публикации и соглашаются нести ответственность за все аспекты работы.
Финансирование:Эта работа выполнена при финансовой поддержке Центра передового опыта в области океанов, Национального тайваньского университета океанов, в рамках программы Исследовательского центра избранных областей в рамках проекта Higher Education Sprout Министерства образования (MOE) Тайваня.
Конфликт интересов:Авторы заявили об отсутствии конфликта интересов.
использованная литература
1. Всемирная организация здравоохранения. Глобальные отчеты о диабете. 2017. Доступно в Интернете: http://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/diabetes (по состоянию на 25 августа 2018 г.).
2. Хейнс, Небраска; Корбетт, WL; Биззарро, FT; Гертин, КР; Хиллиард, Д.У.; Голландия, ГВт; Кестер, РФ; Махани, ЧП; Ци, Л.; Спенс, CL; и другие. Открытие, взаимосвязь структура-активность, фармакокинетика и эффективность активатора глюкокиназы (2R)-3-циклопентил-2-(4-метансульфонилфенил)-N-тиазол-2-ил- пропионамид (RO0281675). Дж. Мед. хим. 2010, 53, 3618-3625. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
3. Агбадже, И.М.; Роджерс, Д.А.; Маквикар, см; МакКлюр, Н.; Аткинсон, А.Б.; Маллидис, К.; Льюис, С.Э. Инсулинозависимый сахарный диабет: последствия для мужской репродуктивной функции. Гум. Повторное производство 2007, 22,1871-1877. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
4. Фушекур С.; Метайер, С.; Локателли, А .; Даше, Ф .; Dacheux, JL Stallion протеом эпидидимальной жидкости: качественная и количественная характеристика; Секреция и динамические изменения основных белков1. биол. Воспр. 2000, 62, 1790-1803. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
5.Верне, П.; Эйткен, Р. Дж.; Древет, Дж. Р. Антиоксидантные стратегии в придатке яичка. Мол. Клетка. Эндокринол. 2004, 216, 31-39. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
6.Szkudelski, T. Стрептозотоцин-никотинамидный диабет у крыс. Характеристики экспериментальной модели. Эксп. биол. Мед. 2012, 237, 481-490. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
7.Чжэн, С.; Цзян, X .; Ву, Л.; Ван, З .; Хуанг, Л. Химическая и генетическая дискриминация Cistanches herba на основе UPLC-QTOF/MS и штрих-кодирования ДНК. PLoS ONE 2014, 9, e98061. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
8. Ли, Дж.; Ли, Дж.; Стремиться, А .; Гао, Л.; Хо, С .; Луо, Дж .; Чжан, Ф. Фенилэтаноидные гликозиды из Cistanche tubulosa ингибируют рост клеток B16-F10 как in vitro, так и in vivo путем индукции апоптоза через митохондриально-зависимый путь. Дж. Рак 2016, 7, 1877-1887. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
9. Чжао, К.; Гао, Дж.; Cai, D. Нейротрофические и нейрореанимационные эффекты эхинакозида в модели подострого заболевания Паркинсона у мышей MPTP. Мозг Res. 2010, 1346, 224-236. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
10. Йошикава М.; Мацуда, Х .; Морикава, Т .; Се, Х .; Накамура, С .; Мураока, О. Фенилэтаноидные аминогликозиды и ацилированные олигосахара с сосудорасширяющей активностью из Cistanche tubulosa. биоорг. Мед. хим. 2006, 14, 7468-7475. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
11. Цзян З.; Ван, Дж.; Ли, Х .; Чжан, X. Эхинакозид и Cistanche tubulosa (Schenk) R. wight улучшают вызванное бисфенолом А повреждение яичек и сперматозоидов у крыс с помощью регулируемых осью гонад стероидогенных ферментов. Ж. Этнофармакол. 2016, 193, 321—328. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
12. Россыпь, З.А.; Кушман, Л.Л.; Джонсон, BC Оценка продукта перекисного окисления липидов (малонилдиальдегид) в биохимических системах. Анальный. Биохим. 1966, 16, 359-364. [Перекрестная ссылка]
13. Юнлай, Э.В.; Холт, Д.; Браун, П.; Юрисикова, А.; Casper, RF Методы всплытия сперматозоидов и фрагментация ДНК. Гум. Воспр. 2001, 16, 1950-1953. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
14. Ёкои, К.; Утус, Е.О.; Nielsen, FH Дефицит никеля снижает количество и подвижность сперматозоидов у крыс. биол. Трейс Элем. Рез. 2003, 93, 141-153. [Перекрестная ссылка]
15.Aebi, H. Каталаза in vitro. Методы Enz^mol. 1984, 105, 121-126. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
16. Браунли М. Биохимия и молекулярно-клеточная биология диабетических осложнений. Nature 2001, 414, 813. [CrossRef] [PubMed]
17. Симода, Х.; Танака, Дж.; Такахара, Ю.; Такемото, К .; Шан, С.Дж.; Су, М. Х. Гипохолестеринемические эффекты экстракта Cistanche tubulosa, китайского традиционного сырья, на мышах. Являюсь. Дж. Чин. Мед. 2009, 37, 1125-1138. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
18. Бейнс, Дж. В.; Торп, С.Р. Роль окислительного стресса в диабетических осложнениях: новый взгляд на старую парадигму. Диабет 1999, 48,1-9. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
19. Аккус, И.; Калак, С .; Вурал, Х .; Чаглаян, О .; Менексе, Э.; Может, Г .; Дурмус, Б. Перекисное окисление липидов лейкоцитов, супероксиддисмутаза, глутатионпероксидаза и уровни витамина С в сыворотке и лейкоцитах у пациентов с сахарным диабетом II типа. клин. Чим. Acta 1996, 244, 221-227. [Перекрестная ссылка]
20. Матох, Ф.А.; Будин, С.Б.; Хамид, З.А.; Альвахайби, Н.; Мохамед, Дж. Роль окислительного стресса и антиоксидантов в диабетических осложнениях. Султан. Университет Кабуса Мед. Ж. 2012, 12, 5-18. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
21. Гу, К.; Ян, X .; Huang, L. Cistanches herba: Обзор нейрофармакологии. Фронт. Фармакол. 2016, 7,1-10. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
22. Сюн, ВТ; Гу, Л .; Ван, К.; Солнце, HX; Лю, X. Антигипергликемические и гиполипидемические эффекты Cistanche tubulosa у мышей db/db с диабетом 2 типа. Ж. Этнофармакол. 2013, 150, 935-945. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
Цистанхе трубчатая добавки