Mechanisms of Spermatogenic Dysfunction and Sperm Quality Degradation Induced by Propylthiouracil via Endoplasmic Reticulum Stress in Rats and Interventional Effect of Shugan Bushen Yulin Decoction

MENG Yuhao ,  

JIANG Xiaocui ,  

XIAO Min ,  

WANG Chaoyang ,  

摘要

Целью настоящего исследования является изучение механизма действия препарата Shugan Bushen Yulin Tang по улучшению функции сперматогенеза и качества спермы, вызванных воздействием путей эндоплазматического стресса у самцовых крыс, подвергнутых моделированию с использованием пропилтиоурацила (PTU). 60 самцовых крыс были разделены случайным образом на группы: контрольную, модельную, низкодозированную, среднедозированную и высокодозированную группу Shugan Bushen Yulin Tang и группу левокарнитина. Каждая группа состояла из 10 крыс. Кроме контрольной группы, остальные пять групп были подвергнуты в течение 12 дней подряд пероральному введению PTU (10 мг / кг) для создания модели болезни. В конце моделирования группам с низкой, средней и высокой дозой Shugan Bushen Yulin Tang (6,75; 13,5; 27 г / кг соответственно) было проведено пероральное введение препарата, группе левокарнитина - пероральное введение левокарнитина (0,27 г / кг), а контрольной группе было проведено пероральное введение физиологического раствора в течение 28 дней. Через 24 часа после последнего приема препарата крысам были взяты образцы для взвешивания, сняты и взвешены яичники, придатки и предстательная железа и рассчитаны соответствующие им органовые индексы. Яичники и придатки были окрашены гематоксилином и эозином (HE), проведено наблюдение за патологическими изменениями в них, проведена оценка сперматогенеза у крыс и оценка общих и подвижных сперматозоидов. Методом ELISA был проведен анализ уровня в крови крыс гормонов щитовидной железы TSH, T3, T4, фолликулостимулирующего гормона (FSH), лютеинизирующего гормона (LH), тестостерона (T), эстрадиола (E2), уровня малонового альдегида (MDA) и активности супероксиддисмутазы (SOD) и глютатионпероксидазы (GSH-Px). Методом TUNEL был проведен анализ уровня апоптоза клеток яичников, методом Western blot был проведен анализ уровня экспрессии белков крыс яичников теплового шока 78 кДа (GRP78), C/EBP гомологичного белка (CHOP), фосфорилированного пероксисомного рецептор-альфа (p-PERK), нефосфорилированного рецептора растворимого элемента инициации трансляции 2α (p-EIF2α), активищатора транскрипции 4 (ATF4). В результате сравнения с контрольной группой модельная группа имела снижение объемов яичников и придатков, и заметное снижение органовых индексов этих трех органов (P < 0,01); имело место патологическое повреждение яичников и придатков крыс, и заметное снижение сперматогенеза (P < 0,01); заметное снижение плотности и подвижности сперматозоидов (P < 0,01); уровень TSH, MDA в крови крыс увеличивался, а уровни T3, T4, FSH, LH, T, E2 в крови крыс и активность SOD и GSH-Px заметно снижались (P < 0,05, P < 0,01); уровень апоптоза клеток яичников крыс заметно увеличивался (P < 0,01); уровни белкового выражения изучены и обнаружено заметное увеличение уровня GRP78, CHOP, p-PERK / PERK, p-EIF2α / EIF2α, ATF4 (P < 0,01). Сравнение с модельной группой показало, что объемы яичников и придатков крыс в различной степени видимо улучшились, и органовые индексы значительно возросли (P < 0,05); заметно улучшился сперматогенез крыс (P < 0,05, P < 0,01); заметное увеличение плотности и подвижности сперматозоидов (P < 0,05, P < 0,01); уровень апоптоза клеток яичников крыс заметно снизился (P < 0,05); уровень MDA в крови крыс уменьшился, уровни FSH, LH, T, E2 в крови и активность SOD, GSH-Px заметно возросли (P < 0,05, P < 0,01); уровни белкового выражения GRP78, CHOP, p-PERK / PERK, p-EIF2α / EIF2α и ATF4 заметно уменьшились (P < 0,05, P < 0,01). Выводы: Shugan Bushen Yulin Tang может улучшить функцию сперматогенеза и качество сперматозоидов модели гипотиреоза крыс, что, вероятно, достигается путем восстановления оксидативного повреждения яичников, регулирования пути сигналов PERK / EIF2α / ATF4 эндоплазматического ретикулума и облегчения апоптоза клеток сперматогенов.

关键词

Shugan Bushen Yulin decoction;propylthiouracil;endoplasmic reticulum stress;protein kinase RNA-like endoplasmic reticulum kinase (PERK)/eukaryotic translation initiation factor 2α kinase (EIF2α)/activating transcription factor 4 (ATF4) signaling pathway;sperm quality

阅读全文