比较油莎豆水醇提取物和巴西莓对镉诱导雄性大鼠睾丸毒性的生殖功效

Comparing the effects of Cyperus esculentus hydroethanolic extract and Euterpe oleracea on reproductive efficacy against cadmium-induced testicular toxicity in male rats.

作者信息Sura Safi Khafaji
PMID38370884
发布时间2023-12-27
DOI10.5455/javar.2023.j724

实验完整度

包括动物模型(大鼠)、精子功能分析、激素与氧化应激指标检测、RT-qPCR基因表达分析、组织病理学检查等多个独立证据层级,并进行功能与机制验证。

主要模型

CdCl2诱导睾丸毒性雄性Wistar大鼠模型 大鼠睾九组织 大鼠下丘脑与垂体组织

重点核对

雄性Wistar大鼠,12-15周龄,体重160-210克,共40只,分5组 CdCl2腹腔注射剂量为1 mg/kg体重,单次给予,持续2周 CHE口服剂量800 mg/kg体重,E. oleracea口服剂量500 mg/kg体重,每日一次,持续两个月 检测指标包括精子参数、血清激素(LH、FSH、睾酮)、睾丸氧化应激标志物(MDA、NO、SOD、CAT、GPx)、类固醇生成酶(StAR、3β-HSD、17β-HSD)及下丘脑和垂体基因表达(Gnrh、Fshβ、Lhβ) 统计方法:ANOVA-I,p<0.05

摘要

目的:氯化镉(CdCl2)是一种环境毒物,可导致生殖毒性。油莎豆(Cyperus esculentus)和巴西莓(Euterpe oleracea)是强效抗氧化植物,目前用于对抗有害污染物的作用。本实验旨在评估并比较油莎豆水醇提取物(CHE)和巴西莓在治疗CdCl2诱导的大鼠生殖毒性中的作用。材料与方法:将40只成年雄性大鼠(160–210克)平均分为五组。对照组:接受5毫升生理盐水;其他处理组注射CdCl2单次剂量,持续两周以诱导睾丸毒性。14天后,四个组每天口服治疗两个月,具体如下:镉组(Cd)接受生理盐水,第三组(TC)给予800毫克/千克体重的CHE,第四组(TO)给予500毫克/千克体重的巴西莓,第五组(TCO)接受CHE和巴西莓联合治疗。结果:与Cd组相比,TCO、TC和TO组的活精子数和活力、血清睾酮、卵泡刺激素(FSH)、睾丸超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、类固醇生成急性调节蛋白(StAR)、17β-羟基类固醇脱氢酶和3β-羟基类固醇脱氢酶(3β-HSD)均显著增加。与TC、TO、TCO和对照组相比,Cd组的睾丸一氧化氮和丙二醛显著升高。与Cd组和对照组相比,TCO组中Fshβ、Lhβ和Gnrh基因的倍数变化上调。结论:CHE与巴西莓联合使用通过上调生殖基因表达及其抗氧化作用,改善了镉中毒大鼠的睾丸功能。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
比较油莎豆水醇提取物和巴西莓单独及联合使用对氯化镉诱导的雄性大鼠睾丸毒性的保护作用,并探索其可能的机制。
核心机制
联合治疗通过上调下丘脑-垂体-睾丸轴相关基因(Gnrh、Fshβ、Lhβ)的表达,增强抗氧化防御系统(提高SOD、CAT、GPx活性,降低MDA和NO),并上调类固醇生成酶(StAR、3β-HSD、17β-HSD)活性,从而促进睾酮合成和精子发生。
主要证据
动物实验显示联合治疗显著增加精子活力、活精子数、血清FSH、LH、睾酮水平,提高睾丸抗氧化酶活性,降低氧化应激标志物,并恢复睾丸组织形态。分子实验表明联合治疗上调下丘脑Gnrh和垂体Fshβ、Lhβ基因表达。
研究意义
研究表明油莎豆水醇提取物与巴西莓联合使用具有治疗镉诱导睾丸毒性的潜力,为开发针对生殖毒性的天然植物疗法提供了实验依据。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

急性毒性试验

评估油莎豆水醇提取物(CHE)的急性毒性,确定安全剂量范围。

根据Lorke方法进行两阶段急性毒性试验。首先以10、100、1000 mg/kg体重剂量口服给予CHE,观察48小时;随后以1250、2500、3750、5000 mg/kg体重剂量口服,每4小时观察一次,持续24小时。

2

动物模型建立与分组处理

建立镉诱导睾丸毒性模型,并比较不同植物提取物单独或联合给药的治疗效果。

40只成年雄性大鼠随机分为5组。除对照组外,其余4组腹腔注射CdCl2(1 mg/kg)单次剂量,持续两周诱导毒性。随后,每日口服生理盐水(Cd组)、CHE(800 mg/kg,TC组)、巴西莓(500 mg/kg,TO组)或两者联合(TCO组),持续两个月。

3

精子功能分析

评估镉暴露及治疗对大鼠精子数量、活力、活力和形态的影响。

从附睾尾采集精子,使用Neubauer计数板计数精子数量;在显微镜下评估精子活力;使用伊红- nigrosine染色评估精子活力和死精子比例;使用伊红- nigrosine染色评估精子形态异常。

4

激素和氧化应激标志物检测

评估镉暴露及治疗对血清生殖激素和睾丸氧化应激状态的影响。

收集血清,使用ELISA试剂盒检测LH、FSH和睾酮浓度。睾丸组织匀浆用于检测MDA、NO、GPx、CAT和SOD活性。

5

基因表达分析

评估镉暴露及治疗对下丘脑和垂体生殖相关基因表达的影响。

从下丘脑和垂体组织中提取总RNA,使用TRIzol试剂盒,经DNase处理,反转录为cDNA,使用实时荧光定量PCR检测Gnrh、Fshβ和Lhβ基因表达。以Gapdh为内参,使用ΔΔCt方法计算倍数变化。

6

类固醇生成酶活性检测

评估镉暴露及治疗对睾丸类固醇生成相关蛋白和酶活性的影响。

睾丸组织匀浆后离心,使用ELISA试剂盒检测StAR蛋白水平、3β-HSD和17β-HSD活性。

7

组织病理学检查

评估镉暴露及治疗对睾丸组织结构的影响。

睾丸组织经福尔马林固定,石蜡包埋,切片,H&E染色,在光学显微镜下观察睾丸组织结构变化。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
油莎豆水醇提取物----
巴西莓Natrol®--
纽鲍尔计数板----
伊红-苯胺黑染色剂----
LH ELISA试剂盒AFG Biosceince LLC--
FSH ELISA试剂盒AFG Biosceince LLC--
睾酮ELISA试剂盒AFG Biosceince LLC--
MDA检测试剂盒AFG Biosceince LLC--
NO检测试剂盒AFG Biosceince LLC--
GPx检测试剂盒AFG Biosceince LLC--
CAT检测试剂盒AFG Biosceince LLC--
SOD检测试剂盒AFG Biosceince LLC--
TRIzol试剂Bioneer--
NanoDrop分光光度计Thermo Scientific--
DNase I酶Promega--
cDNA合成试剂盒Bioneer--
SYBR Green染料----
实时PCR仪Bioneer--
StAR ELISA试剂盒Elabscience--
3β-HSD ELISA试剂盒Elabscience--
17β-HSD ELISA试剂盒Elabscience--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型建立
大鼠品系(Wistar)、性别(雄性)、年龄(12-15周)、体重(160-210克)、数量(40只)、饲养环境(12小时光暗循环,28℃)、适应期(2周)
阅读提示:Materials and Methods: Animals
镉处理
CdCl2剂量(1 mg/kg BW)、给药途径(腹腔注射)、给药频率(单次)、持续时间(两周)
阅读提示:Materials and Methods: Experimental design
药物治疗
CHE剂量(800 mg/kg BW)、E. oleracea剂量(500 mg/kg BW)、给药途径(口服灌胃)、治疗时长(两个月)、每日一次
阅读提示:Materials and Methods: Experimental design
精子分析
精子样本来源(附睾尾)、缓冲液(生理盐水,2 ml,37℃)、染色方法(伊红- nigrosine)、观察设备(光学显微镜)
阅读提示:Materials and Methods: Analysis of sperm function
激素和生化指标检测
血液采集时间(实验结束时)、离心条件(5000 rpm,10分钟)、检测方法(ELISA,试剂盒品牌AFG Biosceince)
阅读提示:Materials and Methods: Determination of hormones, antioxidants, and oxidant parameters
基因表达分析
组织样本(下丘脑、垂体)、RNA提取试剂盒(TRIzol,Bioneer)、DNA酶处理(DNase-I,Promega)、cDNA合成试剂盒(Bioneer)、RT-qPCR仪器(Bioneer)、内参基因(Gapdh)、数据分析方法(ΔΔCt)
阅读提示:Materials and Methods: Total RNA extraction... and RT-qPCR
类固醇生成酶检测
睾丸组织量(约100 mg)、匀浆缓冲液(PBS)、离心条件(5000 g,5分钟,4℃)、ELISA试剂盒品牌(Elabscience)
阅读提示:Materials and Methods: Assessment of StARs and steroidogenic enzyme activities
组织病理学检查
固定液(10%福尔马林)、染色方法(H&E)、切片厚度(未明确)、观察倍数(40X)
阅读提示:Materials and Methods: Histological examination