【摘要】：隨著工業(yè)化、城市化的迅速推進和環(huán)境污染的加劇，近年來人類的生殖健康正面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，不育癥發(fā)病率不斷增加，，男性精子細胞質量整體水平降低。據統(tǒng)計，50年間全球男子的精子密度下降了一半，平均每年下降1%。據此類推，幾十年之后，人類甚至可能會出現(xiàn)“無精危機”，有研究者將其稱為席卷全球的精子滑坡。但迄今為止，世界上尚無一種有確切療效、能從精子的質和量兩方面促進雙優(yōu)的藥物。這成為生殖醫(yī)學領域一個亟待解決的難題。 人參中的有效成份包括皂苷類、小分子肽和多肽、多糖等，以人參皂苷（ginsenoside）Rg1研究最多。本課題研究組在近年先后發(fā)現(xiàn)：1. Rg1可顯著提高棉酚所致的精子數(shù)目下降，增強受損傷的精子活力。2.服用Rg1后，不但受損傷的生精能力得以改善，而且效果優(yōu)于正常對照大鼠。3. Rg1雖然對老年大鼠的精子活力沒有明顯的改善作用，但可提高老年大鼠的精子數(shù)量。4. Rg1可提高冷凍應激下受損傷的大鼠精子活動能力。而且實驗中我們還發(fā)現(xiàn)Rg1的代謝產物Rh1、Ppt亦具有同樣作用，與Rg1給藥組并沒有顯著差異，這意味著Rg1在體內的作用時間將大大延長，同時糖基的解除也使Ppt的化學合成成為可能，這將大大降低Rg1的應用成本。相關結果已申請了專利保護，并獲得了國家自然基金資助。本研究將對上述藥效作用的作用機制進行深入探討。 本研究分別用棉酚（gossypol）和玉米赤霉烯酮（zearalenone，ZEA）造成兩種生精障礙的動物模型，以不同病理機制模型探討Rg1及其代謝產物Rh1、Ppt的生精作用機制。研究內容主要包括：1.制作棉酚和玉米赤霉烯酮生精障礙模型。2. Rg1及其代謝產物對cAMP（cyclic adenosine monophosphate，cAMP）/CREM（cAMP-responsive elementmodulator，CREM）信號傳導通路的作用；3. Rg1及其代謝產物對睪丸組織和精子能量代謝系統(tǒng)的作用；4. Rg1及其代謝產物對棉酚所造成的睪丸組織損害的改善作用的形態(tài)學檢測。 以棉酚為生精障礙模型的實驗結果顯示，棉酚50mg/kg，隔天一次，共給藥兩周后，大鼠附睪尾精子計數(shù)、精子活力均顯著下降，證明生精障礙模型的形成。而且，實驗還觀察到棉酚可導致大鼠體重顯著下降，Rg1及其代謝產物雖具有改善趨勢，但不能使其恢復至正常水平。 而以玉米赤霉烯酮為工具藥制作生精損傷模型模型的數(shù)據顯示，無論精子活力分級還是精子數(shù)量、活動度，玉米赤霉烯酮給藥組與對照組均沒有顯著性差異，所以玉米赤霉烯酮可能僅僅造成了文獻所報道的睪丸組織的細胞凋亡，但尚沒有達到影響精細胞活力和數(shù)量的程度。故在本研究后續(xù)試驗中沒有采用此模型。 大鼠口服給藥后2周，采用放射免疫方法測得棉酚組精子細胞中cAMP明顯升高，而Rg1、Rh1、Ppt可使精子細胞中cAMP含量較模型組顯著降低，恢復至正常水平。但在睪丸組織，棉酚卻導致cAMP含量顯著下降，而Rg1、Rh1、Ppt可使降低的cAMP水平明顯升高，并伴隨CREM表達的顯著升高。所以Rg1、Rh1、Ppt等對cAMP/CREM信號通路的調節(jié)作用體現(xiàn)出針對不同部位的局域性作用，此作用特點體現(xiàn)了Rg1作用的多樣性和雙向調節(jié)作用特點。cAMP和Ca~(2+)是決定精子活力的重要因素，我們實驗發(fā)現(xiàn)棉酚使精子細胞內Ca~(2+)顯著低于正常組，而Rg1、Rh1、Ppt組鈣離子濃度值與模型組相比有顯著性升高（P0.05），但不能恢復至正常組水平（P0.05），所以棉酚對精細胞內鈣離子有抑制作用，而Rg1及其代謝產物能對抗棉酚的抑制作用。 睪丸組織能量代謝相關酶活力的研究中，Rg1等對乳酸脫氫酶（lactatedehydrongenase，LDH）的影響較顯著，結果顯示棉酚使LDH活性明顯升高，而Rg1及代謝產物可使之恢復至正常水平(P0.05)。同工酶電泳結果亦顯示，模型組乳酸脫氫酶同工酶與其他各組有顯著差異（P0.01），提示棉酚使LDH過度活化，而Rg1及代謝產物均可LDH恢復正常，從而使睪丸組織維持正常的能量代謝水平。參與三羧酸循環(huán)、脂肪酸β-氧化和線粒體呼吸鏈的幾種酶的活力結果顯示，異檸檬酸脫氫酶（isocitratedehydrongenase，ICDH）、β-羥脂酰輔酶A脫氫酶（β-hydroxyacyl-CoA dehydrongenase，HAD）、細胞色素氧化酶（cytochrome c oxiase，COX）等的活力未見顯著差異（P0.05），因此，初步研究結果顯示，睪丸三羧酸循環(huán)、脂肪酸β-氧化和線粒體呼吸鏈的幾種能量代謝相關酶并非為Rg1及其代謝產物Rh1、Ppt的重要作用靶點，其作用看起來更傾向于雙向調節(jié)，維持機體的平衡，精細胞cAMP和鈣離子的變化，以及LDH的變化都說明了這點。 Rg1及其代謝產物Rh1、Ppt對精細胞線粒體膜電位（mitochondrial membranepotential，MMP）作用的檢測結果顯示，Rg1、Rh1、Ppt對精子線粒體膜電位有顯著性升高作用（P0.05），提示其有促進精子獲能的作用�；钚匝酰╮eactive oxygen species，ROS）檢測結果則表明，Rg1等給藥組的活性氧水平有顯著性降低（P0.05），提示其對精子細胞有明顯保護作用，以避免過高的活性氧水平對精子細胞造成損傷。 HE染色結果表明，Rg1、Rh1、Ppt對棉酚引起的睪丸組織的結構損傷有不同程度的修復作用，從形態(tài)學角度直觀顯示了其對生精障礙的保護作用。 迄今為止，尚未見到關于人參皂苷Rg1及其代謝產物對于生精保護作用和分子機制研究為國內外的首次發(fā)現(xiàn)，本研究組已有專利保護，本課題首次從藥理學角度闡明Rg1體內作用的物質基礎，為Rg1的體內代謝動力學研究做出貢獻。本研究將為人參的臨床應用、為Rg1由實驗室走向臨床打下堅實理論和實踐基礎。為開發(fā)具有自主知識產權的天然生精藥物提供實驗依據，為生精藥物的研發(fā)和應用奠定基礎。
【圖文】：

2 Rg1 及其代謝產物對大鼠體重的影響（X—± SD，n=9）*p<0.05 vs 對照組；**p<0.01 vs 對igure 2 Effects of Rg1 and it’s metabolisms on rat body weight（X—± SD，n=9）*p<0.05 vs contro*p<0.01 vs control 附睪精子中 cAMP 含量的變化經不同藥物和濃度給藥后，大鼠精子中 cAMP 含量變化結果見圖 3。與空白組相比g1 高組、Rh1 低組、Ppt 低組大鼠精子中 cAMP 含量降低（P<0.05），Rg1 低組大鼠中 cAMP 含量比 Rh1 低組、Ppt 低組高（P<0.05）。

Rg1 及其代謝產物對大鼠精子細胞 cAMP 的影響（X—± SD，n=9）#P < 0.05 vs Rg1 低劑量組 3 Effects of Rg1 and it’s metabolisms on cAMP concentration in rat sperm（X—±s Control；*P < 0.05 vs Rg1 low織中 cAMP 含量的變化 4 所示，睪丸組織中棉酚模型組的 cAMP 含量顯著低于正常組（P<的兩個劑量組都能阻止棉酚引起的 cAMP 含量降低（P<0.05）。
【學位授予單位】：河南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：R285.5

【參考文獻】

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1 李青花;環(huán)境因素導致男性不育癥的機理探討[J];中國計劃生育學雜志;2004年05期

本文編號：2519993