视黄酸通过不依赖铜死亡机制缓解NSC319726诱导的精子发生功能障碍

Retinoic acid mitigates the NSC319726-induced spermatogenesis dysfunction through cuproptosis-independent mechanisms.

作者信息Haisheng Yi, Tong Chen, Guitian He, Lingyun Liu, Jiantao Zhao, Kaimin Guo, Yin Cao, Penghao Sun, Xu Zhou, Boqi Zhang, Chunjin Li, Hongliang Wang
PMID38691186
发布时间2024-05-01
DOI10.1007/s10565-024-09857-6

实验完整度

包含体内小鼠模型、组织学、免疫荧光、Western blot、转录组和代谢组分析,并进行铜螯合剂和视黄酸干预的功能验证。

主要模型

雄性ICR小鼠模型 HCT116细胞系 TOV112D细胞系

重点核对

NSC319726给药剂量:1 mg/kg,腹腔注射,持续5周或10周 铜螯合剂TTM给药方式:0.03 mg/mL溶于饮水,最后5周给予 视黄酸给药剂量:5 mg/kg,腹腔注射,最后5周给予 睾丸铜离子水平和FDX1蛋白表达作为铜死亡指标 睾丸视黄酸和视黄醇水平,以及RDH10和STRA8蛋白表达作为减数分裂启动指标

摘要

铜离子载体NSC319726在治疗疾病,特别是癌症方面引起了研究者的关注。然而,其在用药期间对男性生殖的潜在影响尚不清楚。本研究旨在确定NSC319726暴露是否影响雄性生殖系统。在雄性小鼠连续暴露5周后评估了NSC319726的生殖毒性。结果显示,NSC319726暴露导致睾丸指数降低、精子发生功能障碍以及睾丸和附睾的结构损伤。该暴露干扰了精原细胞增殖、减数分裂启动、精子数量和精子形态。暴露还扰乱了雄激素合成和血睾屏障完整性。NSC319726处理可升高睾丸中的铜离子以诱导睾丸中的铜死亡。铜螯合剂挽救了睾丸中升高的铜离子,并部分恢复了由NSC319726引起的精子发生功能障碍。NSC319726处理还降低了视黄醇脱氢酶10(RDH10)的水平,从而抑制了视黄醇向视黄酸的转化,导致减数分裂无法启动。视黄酸处理可以挽救减数分裂启动和精子发生,同时不影响细胞内铜离子水平。该研究为NSC319726的生物安全性提供了见解。视黄酸可能是接受NSC319726治疗患者精子发生损伤的潜在疗法。

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
NSC319726暴露是否影响雄性生殖系统,其潜在机制是什么?
核心机制
NSC319726通过升高睾丸铜离子诱导铜死亡,并通过下调RDH10蛋白表达抑制视黄醇向视黄酸转化,从而抑制减数分裂启动,导致精子发生障碍。
主要证据
体内小鼠模型显示NSC319726导致睾丸、附睾损伤和精子参数异常;睾丸铜离子升高和FDX1表达增加提示铜死亡;睾丸视黄酸水平降低和RDH10表达下降;铜螯合剂TTM和视黄酸补充可部分或完全挽救表型。
研究意义
研究首次阐明铜离子载体NSC319726对雄性生殖系统毒性的基础机制,为NSC319726联合视黄酸的临床应用提供理论依据,以缓解其对男性生殖系统的毒性。

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

体内生殖毒性评估

评估NSC319726暴露对雄性小鼠生殖系统的影响

8周龄雄性ICR小鼠每日腹腔注射1 mg/kg NSC319726或溶剂,持续5周,检测体重、睾丸指数、妊娠率、精子数量和形态,并观察睾丸和附睾的组织病理学变化。

2

生精细胞和屏障功能分析

检测NSC319726对生精细胞、雄激素合成和血睾屏障的影响

通过免疫荧光检测DDX4和SYCP3评估精原细胞和精母细胞数量,通过ELISA检测血清和睾丸睾酮水平,通过生物素示踪实验评估血睾屏障完整性。

3

组学分析

探索NSC319726影响睾丸功能的分子机制

对睾丸组织进行非靶向代谢组学和RNA测序,分析差异代谢物和差异表达基因,并富集相关通路。

4

铜死亡机制验证

验证NSC319726是否通过诱导铜死亡导致精子发生障碍

检测睾丸铜离子水平和铜死亡相关蛋白FDX1、DLAT、LIAS的表达,并使用铜螯合剂TTM进行干预,观察对精子发生障碍的缓解作用。

5

视黄酸代谢相关机制验证

验证NSC319726是否通过影响视黄酸代谢导致减数分裂启动障碍

检测睾丸视黄醇和视黄酸水平,以及RDH10和STRA8的表达,并使用视黄酸进行干预,观察对精子发生障碍的缓解作用。

6

体外验证视黄酸不影响铜转运和铜死亡

验证视黄酸补充是否影响NSC319726的铜转运和铜死亡诱导活性

在HCT116和TOV112D细胞中,检测NSC319726是否降低细胞活力、升高细胞内铜离子,以及视黄酸是否逆转这些效应。

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。

验证样本或模型特征
验证免疫效应
评估体内效果
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
NSC319726MedChemExpressHY-18634
四硫代钼酸铵Sigma-Aldrich323446
视黄酸Meilunbio302-79-4
DDX4抗体BiowordBS72725
SYCP3抗体Abcamab97672
CYP17A1抗体BiowordMB10800
ZO-1抗体BiowordBS71522
Vinculin抗体BiowordBS62273
β-Catenin抗体AbclonalA11932
GAPDH抗体BiowordMB001
DLAT抗体Proteintech13426-1-AP
LIAS抗体Proteintech11577-1-AP
FDX1抗体BiowordBS71332
STRA8抗体OmnimAbOM292470
RDH10抗体Affinity BiosciencesDF12105
睾酮ELISA试剂盒ElabscienceE-OSEL-M0003
视黄醇ELISA试剂盒CusabioCSB-E07891m
EZ-Link Sulfo-NHS-LC-生物素Thermo Fisher Scientific21338
Alexa Fluor 568偶联链霉亲和素AAT Bioquest16960
铜比色测定试剂盒ElabscienceE-BC-K300-M/E-BC-K775-M
TRIzol试剂Thermo Fisher15596018
Dynabeads Oligo (dT)----
SuperScriptTM II逆转录酶Invitrogen1896649
All-in-One 5X RT MasterMix试剂盒Aibimeng Biotechnology Co., Ltd--
RIPA裂解液Solarbio Life Sciences--
BCA蛋白测定试剂盒Beyotime Biotechnology--
二抗山羊抗小鼠/兔IgGBioworldBS12478/BS13278
Tanon-5200全自动数码凝胶成像分析设备Shanghai Tanon Technology--
M199:MCDB105 (1:1)培养基----
McCoy's 5A培养基----
CCK-8试剂盒Dojindo--

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
动物模型与给药
8周龄雄性ICR小鼠;NSC319726剂量1 mg/kg,腹腔注射,每日,共5周或10周;对照组注射溶剂
阅读提示:Animals and treatments
铜螯合剂干预
TTM浓度0.03 mg/mL,溶于饮水,最后5周给予
阅读提示:Animals and treatments
视黄酸干预
视黄酸剂量5 mg/kg,腹腔注射,最后5周给予
阅读提示:Animals and treatments
生育力评估
治疗后雄性小鼠与10周龄雌性小鼠按1:3比例交配2周,记录妊娠率和产仔数
阅读提示:Fertility
铜离子水平检测
检测睾丸和细胞中的铜离子水平,使用试剂盒Cat. E-BC-K300-M/E-BC-K775-M
阅读提示:Copper ion level detection
视黄酸和视黄醇水平检测
使用ELISA试剂盒检测睾丸视黄醇和视黄酸水平
阅读提示:Biochemical assays