パート1エキナコシドは視床下部アンドロゲン受容体を標的にすることによってラットの精子量を増加させる

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

男性不妊症は、世界中の男性不妊症の4.2%の推定有病率を持つ主要な健康問題です。私たちの初期の研究は、シスタンチェ抽出物マウスの精子の損傷から保護し、エキナコシド(ECH)は、主要な活性成分の一つである。ここでは、ラットのオリゴアセン精子症を逆転または防御する天然物であるECHの重要な役割を報告します。ECHをHPLCによりアッセイし、精子の量および質を評価し、ホルモンレベルを放射免疫吸着アッセイにより決定した。ECHは、ウェスタンブロットおよびqPCR分析によって決定されたアンドロゲン受容体(AR)および主要なステロイド原性関連遺伝子のレベルを低下させた。ECHとARとの間の相互作用を、間接ELISAおよび分子ドッキングによって評価した。結果は、Met-894およびVal-713のポケット内の視床下部ARと結合したECHが、視床下部の細胞質から核へのARの移動を阻害することを示している。性ホルモン調節の負のフィードバックは抑制されたが、正のフィードバックは黄体形成ホルモンの分泌を増加させるように刺激され、テストステロンはその後精子の量を増強した。まとめると、これらのデータは、ECHが視床下部のAR活性をブロックして精子の量を増加させ、ラットの精子無力症から保護することを示しています。

精巣細胞におけるテストステロンの産生は、恒常性フィードバックループを形成することによって視床下部 - 下垂体 - 生殖腺軸(HPG)によって強く調節される1。視床下部から分泌される性腺刺激ホルモン(GnRH)は、下垂体からの黄体形成ホルモン(LH)の分泌を刺激することができ、これはさらに刺激するテストステロン精巣ライディッヒ細胞における産生。テストステロンは、一連のステロイド生成酵素によって生合成される。主要な経路の1つとして、ステロイド原性急性調節(StAR)タンパク質は、コレステロール側鎖切断酵素(CYP11A1)、3β-ヒドロキシステロイドデヒドロゲナーゼ(HSD3β)、17α-ヒドロキシラーゼ(CYP17A1)、およびコレステロールのテストステロンへの変換を触媒する17β-ヒドロキシステロイドデヒドロゲナーゼ(HSD 17β)に曝露される細胞内供給源からミトコンドリア2にコレステロールを輸送することができる3,4。その後、テストステロンはHPGエレメントに負にフィードバックされ、用量依存的にさらなるLH分泌をダウンレギュレートする。HPG軸フィードバックループに対するテストステロンの効果は、視床下部と下垂体の両方に見られるアンドロゲン受容体(AR)への結合によって起こる5。マウスでは、ARのアブレーションとテストステロン産生の最小化により、LHおよび卵胞刺激ホルモン(FSH)のレベルが上昇し6、ARが負のフィードループの調節に関与していることが示唆されています。の古典的なゲノムメカニズムテストステロンシグナル伝達は、テストステロンが細胞内に拡散し、ARに結合するときに起こる。このリガンド - 受容体複合体は、その後、核に転座し、そこでテストステロン応答遺伝子の調節領域内のアンドロゲン応答要素(ARE)に結合し、それらの転座を修正する。テストステロンはまた、ステロイドホルモン作用の非古典的経路を誘導し、通常は成長因子によって引き起こされる細胞質シグナル伝達カスケードの活性化をもたらす急速な事象を特徴とする7,8。古典的および非古典的テストステロン経路は、両方とも精子形成および生殖能力の維持に寄与する。しかし、ARの機能は、テストステロンが精子の質を高めるように作用するので、古典的な経路においてより重要である。エキナコシド(ECH)は、エキナセアの薬用植物種に由来する生理活性成分の1つであり9およびチスタンチェ薬理学的活動の広いスペクトルで、エキナセアの抽出物は、現代バイオテクノロジーの1研究センター、バイオテクノロジーと食品工学の学校、安陽工科大学、安陽、河南省、455000、中国です。2 獣医学部, ノースウェストA&F大学, 陽陵, 陝西省, 712100, 中国.3生物医学科, オンタリオ獣医大学, ゲルフ大学, ゲルフ, オンタリオ州, N1G 2W1, カナダ.資料の連絡および要求は、X.Zに宛てられるべきです

チスタンチェエキナコシド腎機能を改善し、強化することができますテストステロン

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ヨーロッパと米国で最も人気のあるハーブサプリメントの1つは、主に抗酸化特性11と一般的な風邪を予防する能力12によるものです。興味深いチスタンチェ抽出物とECHは伝統的に、生殖機能障害を治し、伝統的な漢方薬における男性の性的活動を高めるための強壮剤として使用されてきました10。いくつかのOTC製品のシスタンシェ抽出栄養補助食品として開発され、中国や他のアジア諸国(中国食品医薬品局)の健康食品市場で人気を集めています13。しかしながら、ECH作用の根底にあるメカニズムは不明のままである。男性不妊症は主要な健康問題であり、世界中の男性不妊症の4.2%と推定されています14。男性不妊症の診断は現在、精子濃度、運動性、形態などの精液パラメータの分析を含む精子の質の研究に基づいています15。テ・エストロゲン模倣ビスフェノールA(BPA)は、数種の動物やヒトにおける男性の生殖能力への影響について研究されている広範な環境汚染物質です16。BPAは視床下部 - 下垂体 - 性腺軸を破壊し、精巣ステロイド形成酵素の発現および雄の仔におけるテストステロンの合成を阻害し17、性腺機能低下性性腺機能低下症の状態を引き起こす18。この研究では、精子の質とホルモンレベルに対するECHの影響を調査します。さらに、BPAは、精子質の悪さに対するECHの保護効果をさらに研究するために、精子傷害モデル剤として選択された。

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業績

ECHは精子の量を高めます。

精巣上体尾における精子数、精子生存率、および精子運動性を表1に提示する。80mg / kgのECHおよび15mg / kgのプロピオン酸テストステロン(TP)による治療は、精巣上体精子数を有意に増加させた。しかしながら、精子生存率および精子運動性に有意差はなかった。

ECHは、血清中のテストステロンおよびLHレベルを増加させます, 脳+下垂体, 精巣.

ECH治療は、血清、脳+下垂体、および精巣中のLHレベルを著しく増加させた(図1A)。ECH(H)群では、LHレベルは血清中で1.1倍、脳+下垂体で1.4倍、精巣で1.2倍有意に増加した。テストステロンは、脳+下垂体および精巣においてそれぞれ1.5倍および1.3倍有意に増加したが、ECH(H)治療後の血清中では増加しなかった。TP治療後、テストステロンレベルは血清、脳+下垂体、および精巣において1.6倍、1.8倍、および1.4倍に有意に増加した。

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ECHはステロイド生成酵素遺伝子発現を増加させた。

ティッカー精巣における主要なステロイド生成酵素の発現を有意に増加させた(図1B)。ECH(H)群のCYP11A1、CYP17A1、HSD3β1/2、およびHSD17βのmRNAレベルは3倍以上増加したが、StAR mRNAのレベルはすべてと有意差を示さなかった。ティッカー治療(p>0.05)。TPは、CYP11A1、CYP17A1、HSD3β1/2、およびHSD17βの発現を有意に変化させなかった。これは、ステロイド生成酵素発現に対するECHの効果の包括的なヒートマップ分析に反映されており、ティッカーCYP11A1、CYP17A1、HSD3β1/2、およびHSD17β、特にHSD3β1/2のmRNAレベルを有意に増加させた(図1C)。

ECHは血液脳関門を通過することができ、血液精巣関門をそれほどではないが通過することができる。

HPG軸におけるアンドロゲンフィードバックループを評価するために、ティッカー視床下部に入ることを、一連のPK試験で評価した。ティッカー30mg/kgのECHを12h単回経口投与した後、視床下部に濃度が検出され、ECHは視床下部/血漿の平均比が33.92%と顕著な視床下部浸透度を示した(図2A)。Te T1/2値は、血漿中および視床下部においてそれぞれ2.61±0.42時間および1.88±0.22時間であった(図2B)。しかし、精巣へのECHの非常に限られたアクセスは、HPLCを用いて検出された。Te 精巣中のECHの濃度は、処理後、それぞれ0.5h、1hおよび1.5hで0.083μg/mL、0.043μg/mLおよび0.028μg/mLであった。

ECHは視床下部AR転座を核に減少させる。

の効果をテストするにはティッカーAR転座に関する、精巣および視床下部の細胞質および核におけるARの発現を、ウェスタンブロット分析を用いて決定した。図3Aに示すように、視床下部核中のARタンパク質のECHは対照群と比較して5倍ダウンレギュレートされた。AR阻害剤であるエンザルタミドによる治療は、視床下部核中のARタンパク質のレベルを4.8倍に低下させた。特に、細胞質ARは対照よりもECH治療およびエンザルタミド治療で高く、ティッカー視床下部の細胞質から核へのAR輸送を遮断する。予想通り、ECHは細胞質から精巣内の核へのAR輸送を阻害しない(図3B)。

ECHはHPG軸関連遺伝子の発現を増加させた。

ティッカー脳+下垂体の混合プールにおけるLHβ、LHR、GnRH 1、およびGnrhrの発現を有意に増加させたが、TP治療後のGnRH 1レベルに有意差はなかった。ヒートマップ分析は、GnRHの式が 1およびLH βはHPG軸関連遺伝子の中で最も高かった。

ARはECHのターゲットです。

ECHとARの関係を確認するため、ECH-オボアルブミン(ECH-OVA)の合成に成功した(図5A、B)。ECH-OVAの分子量はOVAよりも大きいため、移動度が異なり(図5A)、ECH-OVAの吸光度ピークはECHとOVAの間であり(図5B)、

ECHがOVAにうまく共役したことを示唆している。間接ELISA結果(図5C)は、抗AR抗体がECH-OVAを含むウェル中に存在するARタンパク質(抗OVA抗体によって示される)を検出できることを示し、ECHがARタンパク質に結合し得ることを示唆している。

ECHはMet-894とVal-713のARポケットと組み合わされています。

化合物ECHをヒトARの表面上のAF2部位にドッキングさせ、ECHとARの理論的な結合様式を図2に示した。5D.ECHの2つのフェニル基はARポケットの疎水性ドメインで結合し、残基Leu-712、Val-716、Met-734、Ile-737、Met-894、およびIle-898との密接な疎水性接触を維持したが、ECHの他の2つの側面はポケットの入り口に位置し、少数の接触しか行わなかった。詳細な分析により、Met-894(結合長:2.4Å)とVal-713(結合長:2.7Å)の両方がECHのヒドロキシ1基と水素結合を形成し、これがECHとヒトARの主な相互作用であることが示された。

シスタンチェエキナコシドは、肝機能を改善するそしてテストステロンを強化する

ECHはBPA誘発性生殖損傷を減弱させる。

生殖障害に対するECHの影響を調べるために、BPA誘導マウスにおいて精子の質および性ホルモンおよびステロイド形成酵素のレベルを調べた。図6に示すように、BPA治療は精子数と精子の運動性をそれぞれ26.5%と39.2%有意に減少させた。ECH投与は、精子数および精子運動性の低下をそれぞれ35.5%および30.1%防止した。BPA投与はまた、LHおよびT分泌の有意な減少をもたらし、ECHは、BPA治療単独と比較して、LHおよびTのレベルをそれぞれ24.1%および18.3%有意に増加させた(図6A、B)。BPA-ECH治療におけるStAR、CYP17A1、3β-HSD、および17β-HSDのmRNAレベルは、BPA治療と比較して有意に増加した(図6C、D)。