BAHAGIAN Ⅱ: Kesan Ekstrak Cistanche Tubulosa Terhadap Fungsi Pembiakan Lelaki dalam Tikus Diabetik yang Disebabkan Streptozotocin-Nicotinamide

Hubungi: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-mel:audrey.hu@wecistanche.com

Zwe-Ling Kong ® Athira Johnson® Fan-Chi Ko, Jia-Ling He dan Shu-Chun Cheng

Jabatan Sains Makanan, Universiti Lautan Taiwan Kebangsaan, Jalan Pei-Ning, Keelung 20224, Taiwan; athirajohnson07@gmail.com (AJ); makeadrea@hotmail.com (F.-CK); k46255@gmail.com (J.-LH); riceroll826@gmail.com (S.-CC)

* Surat-menyurat: kongzl@mail.ntou.edu.tw; Tel.: tambah 886-2-2462-2192; Faks: tambah 886-2-2463-4203

Abstrak:Diabetes adalah gangguan kronik yang dicirikan oleh hiperglikemia akibat penurunan tahap insulin atau ketidakcekapan tisu untuk menggunakannya dengan berkesan. Kemandulan dikenali sebagai hasil utama diabetes dan menjejaskan sistem pembiakan lelaki dengan menyebabkan kerosakan sperma dan disfungsi gonad. Cistanche tubulosa adalah tumbuhan parasit yang mempunyai kapasiti untuk meningkatkan daya ingatan, imuniti, dan keupayaan seksual, mengurangkan mati pucuk, dan meminimumkan sembelit. Kajian ini tertumpu kepada penyiasatan kesan anti-radang dan perlindungan echinacoside (ECH) dalam ekstrak Cistanche tubulosa (CTE) ke atas sistem pembiakan lelaki tikus diabetes. Kesan antioksidan, anti-radang dan perlindungan CTE dinilai oleh kedua-dua kaedah in vitro dan in vivo. Keputusan in vitro menunjukkan bahawa ECH menghalang pengeluaran spesies oksigen reaktif (ROS) dan meningkatkan ekspresi protein StAR, CYP11A1, CYP17A1, dan HSD17p3. Analisis in vivo telah dijalankan dengan tiga dos echinacoside (ECH) (80, 160 dan 320 mg/kg) dalam CTE. Secara keseluruhan, 0.571 mg/kg rosiglitazone (RSG) telah diberikan sebagai kawalan positif. Diabetes disebabkan oleh streptozotocin (STZ) (65 mg/kg) dan nikotinamida (230 mg/kg) dalam kombinasi dengan diet tinggi lemak (45 peratus). Kajian in vivo mengesahkan bahawa ECH meningkatkan paras gula darah, rintangan insulin, rintangan leptin dan peroksidasi lipid. Ia boleh memulihkan kisspeptin 1 (KiSS1), reseptor bergandingan protein G GPR 54, penindas isyarat sitokin 3 (SOCS-3), dan ekspresi asid ribonukleik (mRNA) messenger sirtuin 1 (SIRT1) dalam hipotalamus dan memulihkan jantina tahap hormon. Oleh itu, kajian ini mengesahkan kesan antioksidan, anti-radang, dan steroidogenesis CTE.

Kata kunci:kencing manis; ketidaksuburan; Ekstrak cistanche tubulosa (CTE); echinacoside (ECH); aktiviti anti-radang; aktiviti antioksidan; kesan steroidogenesis

KEMBALI KE BAHAGIAN Ⅰ

Kesan perlindungan echinacoside (ECH) daripadaCistanche tubulosa

3. Keputusan

3.1.Analisis In Vitro

3.1.1.Perbandingan Aktiviti Antioksidan ECH, CTE, dan RES

Tekanan oksidatif tinggi jangka panjang dan keradangan kronik adalah punca utama komplikasi diabetes [16]. CTE mengandungi pelbagai glikosida phenylethanoid seperti echinacoside (ECH) dan acteoside, dengan potensi untuk aktiviti antioksidan [17]. Ujian penghapusan radikal DPPH telah dijalankan untuk menilai aktiviti antioksidan ECH. Trolox dan resveratrol (3,5,4'-trihydroxystilbene, RES) masing-masing diambil sebagai kawalan standard dan positif. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1, ECH menunjukkan aktiviti penghapusan radikal yang lebih baik dan aktiviti tersebut adalah lebih tinggi daripada kawalan positif (RES).

3.1.2. Daya Tahan Sel ECH pada Sel LC-540 dan TM3 Leydig

Ujian MTT dilakukan untuk menilai daya maju sel kepekatan ECH yang berbeza. Sel LC-540 Leydig dan sel TM3 Leydig menunjukkan lebih daripada 80 peratus daya maju selepas dirawat dengan ECH (Rajah 2). Berbanding dengan kepekatan lain, kepekatan 100-|dM (pencairan 100 rM dalam 2 peratus FBS) ECtf menunjukkan daya maju sel yang lebih baik dalam sel ffM3 Leydig. Hasilnya menunjukkan bahawa peningkatan kepekatan ECH tidak menyumbang kepada sebarang ketoksikan yang ketara kepada sel.

3.1.3.Kesan ECH pada Pengeluaran Superoksida AGE-Induced oleh NBT Assay dalam Sel LC-540 dan TM3 Leyd ig

AGE menyebabkan kerosakan oksidatif dalam badan akibat pengoksidaan glukosa dan pembentukan radikal bebas seperti O2-, radikal hidroksil, dan kumpulan karbonil [18]. Selepas dirangsang dengan 50 Rg/mL AGEs, sel LC -540 (Rajah 3a) dan TM3 (Rajah 3b) telah dirawat dengan ECH dan RES (5 /M dan 10 sudu teh setiap satu). Keputusan menunjukkan bahawa pengeluaran anion superoksida telah meningkat dalam kumpulan kawalan (stimulated AGOs), tetapi pengeluaran anion superoxide telah menurun selepas rawatan dengan ECH dan RES. Daripada Rajah 3, ii difahamkan bahawa ECH dan RES mengurangkan tahap pengeluaran superoksida dan melindungi sel daripada kerosakan oksidatif. Dalam kes sel LC{10}}, 10 ECH menunjukkan aktiviti yang hampir serupa dengan kumpulan biasa. Pengeluaran superoksida dalam kedua-dua sel telah menurun dengan peningkatan dalam kepekatan kedua-dua ECH dan RES.

3.1.4.Kesan ECH pada Pengeluaran H2O2 dalam Sel Leydig -540 AGE-Stimulated LC

Ujian DCFH-DA telah dilaksanakan untuk mengesan kehadiran spesies oksidatif. Selepas masuk ke dalam sel, pewarna pendarfluor DCFH-DA dioksidakan oleh H2O2 intrasel dan membentuk dichlorofluorescein (DCF). Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4, terdapat peningkatan ketara dalam pengeluaran H2O2 intraselular dalam kumpulan (kawalan) yang dirangsang AGE manakala penambahan 10 ECH dan RES secara signifikan mengurangkan pengeluaran H2O2 dalam sel. Pentadbiran 10 ECH menghasilkan hanya kira-kira 47.1 peratus pengeluaran H2O2, jauh lebih rendah daripada kumpulan kawalan.

3.1.5. Kesan ECH pada Tahap Ekspresi Protein RAGE dan NF-kB dalam Sel Leydig -540 AGE-Stimulated LC

Analisis Western blot telah dilakukan untuk mengesahkan kehadiran RAGE dalam sel LC-540 Leydig. Kesan ECH pada tahap ekspresi protein RAGE (Rajah 5a) dan NF-kB (Rajah 5b) dalam sel Leydig yang dirangsang AGEs ditunjukkan dalam Rajah 5. Keputusan menunjukkan bahawa kepekatan 50 /mL AGEs menyebabkan RAGE dan NF-kB yang lebih tinggi ungkapan dalam LC-540 sel Leydig dan 10 kepekatan ECH dan RES telah mengurangkan ekspresi RAGE dan NF-kB dengan ketara. Ungkapan NF-kB jauh lebih rendah dalam RES dan ECH daripada antagonis RAGE. Jadi, keputusan mengesahkan bahawa ECH mengurangkan tahap keradangan dengan mengurangkan tahap RAGE dan NF-kB.

3.1.6. Kesan ECH pada laluan Sintesis Testosteron dalam sel Leydig LC-540 AGE-Stimulated.

Proses spermatogenesis dan ketidaksuburan lelaki bergantung kepada kehadiran testosteron. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 6, ungkapan protein StAR (Rajah 6a), CYP11A1 (Rajah 6b), CYP17A1 (Rajah 6c) dan HSD17p3 (Rajah 6d) telah berkurangan dengan ketara dalam sel Leydig yang dirangsang AGE-540 ( kumpulan kawalan). Ekspresi protein StAR, CYP11A1, CYP17A1 dan HSD17p3 telah meningkat dengan ketara apabila antagonis RAGE, RES, dan ECH telah dikurangkan. Ekspresi peningkatan protein StAR dan CYP11A1 dilihat dalam kedua-dua kumpulan yang dirawat ECH dan RES. Tahap ekspresi CYP17A1 hampir serupa dalam kumpulan RES dan ECH. Ekspresi protein HSD17&3 dalam sel Leydig yang dirawat ECH jauh lebih tinggi daripada sel yang dirawat antagonis RES dan RAGE. Peningkatan ekspresi protein StAR, CYP11A1, CYP17A1, dan HSD17p3 menunjukkan pengeluaran normal testosteron.

3.2.Analisis Dalam Vivo

3.2.1. Kesan CTE pada Berat Badan dan Pengambilan Kalori

Selepas 6 minggu percubaan, kumpulan diabetes (HFD-DM) menunjukkan berat badan yang lebih tinggi daripada kumpulan kawalan. Kumpulan HFD-DME4 menunjukkan berat badan yang lebih rendah daripada kumpulan HFD-DM dan HFD-DMER (Rajah 7a). Pengambilan kalori kumpulan kawalan adalah jauh lebih rendah daripada kumpulan lain. Tiada perbezaan yang ketara antara pengambilan kalori lima kumpulan lain (Rajah 7b).

3.2.2.Ujian Toleransi Glukosa Lisan (OGTT) untuk Menentukan Kejayaan) 1 Inductien of Diabetes

Ujian toleransi glukosa oral (OGTT) digunakan sebagai alat yang menjanjikan untuk mengesan diabetes Mellitus. Peningkatan tahap glukosa dalam darah menunjukkan keadaan diabetes. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 8a, paras glukosa plasma adalah lebih rendah dalam kumpulan CTE berbanding kumpulan DM pada 0, 30, 90 dan 120 min. Selanjutnya, kawasan di bawah lengkung (AUC) kepekatan glukosa plasma menunjukkan bahawa dalam kumpulan CTE dan RSG.3.2.3.Jumlah Kandungan Plasma Glukosa, Kolesterol, dan Trigliserida

Tahap glukosa darah puasa plasma adalah lebih tinggi dalam kumpulan DM dan lebih rendah dalam kumpulan DME2 (kecuali kawalan) daripada yang lain. Tiada perbezaan yang signifikan dalam jumlah kolesterol antara kumpulan kecuali kumpulan DME4. Dalam kumpulan DME4, paras kolesterol adalah lebih rendah daripada yang lain. Tahap trigliserida adalah lebih tinggi dalam kumpulan DM dan lebih rendah dalam kumpulan DME4 dan kandungan trigliserida telah menurun dengan peningkatan kepekatan CTE (Jadual 2). Keputusan menunjukkan bahawa tahap glukosa plasma, kolesterol, dan trigliserida adalah lebih tinggi dalam kumpulan DM dan tahap itu menurun dengan ketara pada rawatan dengan CTE.

3.2.4.Tahap Insulin Plasma, Tahap Leptin Plasma dan Penilaian Model Homeostasis-Nilai Rintangan Insulin (HOMA-IR)

Tahap insulin plasma, leptin, dan nilai HOMA-IR ditunjukkan dalam Jadual 3. Kumpulan DM mempunyai tahap insulin plasma dan leptin plasma yang lebih tinggi daripada kumpulan kawalan. Indeks HOMA-IR juga jauh lebih tinggi dalam kumpulan DM. Insulin plasma, leptin, dan nilai HOMA-IR telah menurun dengan peningkatan kepekatan CTE. Plasma leptin berkurangan dengan ketara dalam kumpulan CTE tetapi kumpulan ubat RSG (DMR) tidak menunjukkan sebarang perbezaan yang ketara daripada kumpulan DM.

3.2.5.Kesan CTE terhadap Tahap LH Plasma dan Testosteron dalam Tikus Diabetik

Seperti yang ditunjukkan dalam Jadual 4, kepekatan testosteron dalam tikus diabetes (DM) telah menurun dengan ketara, manakala kepekatan testosteron meningkat dengan ketara pada pelbagai dos CTE. Selanjutnya, keputusan menunjukkan sedikit penurunan dalam tahap LH dalam kumpulan DM berbanding DMR, DME1, DME2, dan DME4. Pengeluaran LH adalah lebih tinggi dalam kumpulan DME4.

3.2.6.Kesan CTE terhadap Parameter Sperma Tikus Diabetik

Keputusan eksperimen menunjukkan bahawa kumpulan DM mengalami penurunan yang ketara dalam bilangan dan pergerakan sperma berbanding kumpulan kawalan manakala kadar keabnormalan sperma meningkat dengan ketara dalam kumpulan DM. Menariknya, bilangan sperma, motilitas sperma, dan kadar keabnormalan sperma kumpulan DMR bertambah baik tetapi motilitas sperma tidak mencapai tahap yang ketara berbanding DME4. DME2 menunjukkan kiraan sperma yang lebih baik daripada kesemuanya dan kadar motilitas meningkat dengan ketara dalam kumpulan DME4. Tidak terdapat perbezaan yang signifikan antara bilangan sperma yang tidak normal antara kumpulan yang dirawat RSG dan CTE (Jadual 5).

3.2.7.Kesan CTE ke atas Morfolo Tubul Seminiferus dalam Tikus Diabetik

Rajah 9 menunjukkan pewarnaan H&E bahagian testis. Anak panah hitam menandakan sel Leydig dan anak panah putih menandakan sel Sertoli. Kedua-dua sel Leydig dan sel Sertoli dalam kumpulan DM menunjukkan atrofi yang ketara dan rongga telah dilihat dalam lumen. Struktur sel Leydig dan Sertoli telah dipulihkan dalam kumpulan yang dirawat CTE dan RSG. Ketebalan tubulus seminiferus adalah lebih tinggi dalam kumpulan CTE dan RSG berbanding kumpulan DM.

3.2.8.Kesan CTE pada mRNA KiSS1, GPR54, SOCS-3 dan SIRT1 dalam Hipotalamus Tikus Diabetik

Ekspresi KiSS1 (Rajah 10a), GPR54 (Rajah 10b), SOCS-3 (Rajah 10d), dan SIRT1 (Rajah 10c) ditunjukkan dalam Rajah 10. Ekspresi mRNA KiSS1 dan reseptor GPR54 dalam tikus diabetes ialah jauh lebih rendah daripada kumpulan kawalan. Tahap ekspresi mRNA KiSS1 dan GPR 54 dalam DMR, DME1, DME2, dan DME4 telah meningkat dengan ketara. Khususnya, ekspresi mRNA GPR54 meningkat dengan ketara dalam DME4 dan hampir serupa dengan kumpulan kawalan.

Percubaan ini menerokai lagi jumlah mRNA SOCS-3 dan SIRT1 dalam hipotalamus tikus. Ekspresi mRNA SOCS-3 dalam tikus diabetes telah meningkat dengan ketara menunjukkan bahawa impedans leptin adalah lebih serius. Kumpulan DMR, DME1, DME2, dan DME4 menunjukkan peningkatan yang ketara jika dibandingkan dengan kumpulan diabetes. Ekspresi mRNA SIRT1 dalam kumpulan DM telah menurun

3.2.9.Kesan CTE terhadap Enzim Antioksidan dalam Plasma dan Testis Tikus Diabetik

Jadual 6 menunjukkan bahawa aktiviti SOD plasma, aktiviti GPx, dan aktiviti katalase tikus diabetes telah menurun dengan ketara dan aktiviti meningkat dalam kumpulan yang dirawat CTE dan RSG. Di samping itu, DM E4 menunjukkan peningkatan yang ketara dalam aktiviti GPx berbanding yang lain. Keputusan menunjukkan bahawa aktiviti SOD dan katalase dalam tikus diabetes telah menurun dengan ketara selepas enam minggu. Aktiviti SOD dan katalase kumpulan DMR tidak mencapai tahap yang ketara. Kumpulan yang dirawat CTE menunjukkan peningkatan yang ketara dalam aktiviti SOD dan katalase. Peningkatan aktiviti katalase dan SOD dalam kumpulan CTE juga dilihat dalam testis (Jadual 7). Aktiviti tertinggi SOD dan katalase diperhatikan dalam kumpulan DME1 dan kumpulan DME2 masing-masing.

3.2.10.Kesan CTE terhadap Tekanan Oksidatif dan Keradangan dalam Plasma dan Testis Tikus Diabetik

Pengeluaran nitrik oksida (NO) dalam plasma (Rajah 11a) dan testis (Rajah lib) ditunjukkan dalam Rajah Pengeluaran NO dalam kumpulan DM telah meningkat dengan ketara dalam kedua-dua testis dan plasma berbanding dengan kumpulan kawalan. Pengurangan secara beransur-ansur pengeluaran NO diperhatikan dalam kumpulan DME1, DME2, dan DME4 (dalam plasma). Kumpulan DMR juga menunjukkan pengurangan ketara dalam pengeluaran NO. Dalam kes testis, terdapat sedikit pengurangan pengeluaran NO diperhatikan dalam kumpulan CTE, manakala kumpulan DMR tidak mengurangkan pengeluaran NO dengan ketara.

Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 12 dan 13, tahap TNF-a dan IL-6 telah meningkat dengan ketara dalam tikus diabetes (kedua-dua dalam plasma dan testis), menunjukkan bahawa keradangan lebih serius. Dalam plasma, tahap TNF-a adalah serupa dalam kumpulan yang dirawat CTE dan RSG (Rajah 12a). Kumpulan CTE dengan ketara (terutama DME2) mengurangkan tahap TNF-a dalam testis (Rajah 12b). Tahap IL-6 telah dikurangkan dengan ketara dalam plasma kumpulan CTE dan RSG (Rajah 13a). Dalam testis, terdapat aliran kepada pengurangan tahap IL-6, tetapi ini tidak mencapai tahap yang ketara (Rajah 13b).

3.2.11.Kesan CTE terhadap Tekanan Oksidatif dan Keradangan dalam Spermatozoa Tikus Diabetes I yang disebabkan oleh Diet Tinggi Lemak

Rajah 14 menunjukkan kandungan anion superoksida dalam sperma tikus. Keputusan menunjukkan bahawa pengeluaran anion superoksida dalam sperma tikus diabetes meningkat dengan ketara dan tiada peningkatan yang ketara diperhatikan dalam kumpulan DMR. Kumpulan DME1 dan DME4 menunjukkan pengeluaran anion superoksida berkurangan dengan ketara.

3.2.12. Kesan CTE ke atas Pengoksidaan Lipid dalam Spermatozoa Tikus Diabetik Disebabkan oleh Diet Tinggi Lemak

Kajian telah menunjukkan bahawa peroksidasi lipid meningkat dalam kedua-dua pesakit diabetes jenis 1 dan jenis 2 [19]. Tahap malondialdehid (MDA) dalam plasma, sperma dan testis ditunjukkan dalam Jadual 8. Tahap MDA dalam plasma, testis dan sperma kumpulan DM adalah lebih tinggi dengan ketara dan rawatan dengan CTE dan RSG mengurangkan pengeluaran MDA. Pengurangan yang ketara diperhatikan dalam kumpulan DME4 dan DMEI dalam plasma. Kajian ini mendapati bahawa tikus diabetes bukan sahaja meningkatkan tahap peroksidasi lipid dalam plasma tetapi juga meningkat dalam testis dan sperma.

Kesan ekstrak Cistanche tubulosa: Tekanan Anti-Oksidatif dan Keradangan

4. Perbincangan

Diabetes adalah penyakit kronik yang dikaitkan dengan paras gula yang tinggi dalam darah. Ketidakseimbangan antara paras antioksidan dan ROS akan membawa kepada keadaan yang dipanggil tekanan oksidatif. Superoksida, radikal hidroksil, hidrogen peroksida, nitrik oksida, dan oksigen singlet adalah beberapa contoh ROS yang akan menyumbang kepada keadaan diabetes melalui tekanan oksidatif [20]. Cittanche tubulosa ialah tumbuhan padang pasir yang mengandungi komponen aktif seperti polisakarida, oligosakarida, glikosida phenylethanoid (echinacoside, verbascoside), asid palmitik, asid linoleik, iridoid, alditol, dan lignan. Tumbuhan ini mampu menghasilkan kesan anti-radang, neuroprotective, antibakteria, antivirus, anti-oksidatif, anti-tumor, dan imunomodulator [21]. Kajian kesusasteraan menunjukkan bahawa glikosida phenylethanoid daripada Cistanche tubulosa adalah sebab utama untuk aktiviti antioksidan [22]. Resveratrol (RES) dan rosiglitazone (RSG) telah diambil sebagai kawalan positif untuk kajian in vitro dan in vivo masing-masing. RSG ialah pemeka insulin yang berkuasa dan mempunyai pertalian terhadap isoform reseptor diaktifkan proliferator peroksisom (PPARc). Ia mengawal hiperglikemia pada pesakit diabetes [23]. RES mempunyai aktiviti antioksidan semulajadi, bertindak sebagai vasodilator, mengawal metabolisme lipoprotein, menghalang pengagregatan platelet, dan mencegah kanser [24,25]. Siasatan kami menunjukkan bahawa ECH menunjukkan aktiviti pemusnahan radikal yang lebih baik daripada CTE dan RES (Rajah 1). Difahamkan juga bahawa ECH tidak menyebabkan sebarang ketoksikan yang ketara kepada sel LC-540 dan TM3 Leydig (Rajah 2).

AGE digunakan untuk mendorong keadaan tekanan dalam sel Leydig. Penghasilan AGEs, keradangan, tekanan oksidatif dan diabetes adalah saling berkaitan. Keadaan hiperglisemik diabetes menggalakkan kecederaan sel melalui penghasilan AGE dan tekanan oksidatif. AGEs mendorong ketoksikan sel p, yang seterusnya menggalakkan pengambilan sel imun dan kematian sel. Tahap AGE yang tinggi menggalakkan ekspresi dua jenis reseptor yang dipanggil RAGE dan AGER1 [26]. Perpindahan elektron yang menitis dan seterusnya daripada rantai pernafasan mitokondria kepada oksigen molekul semasa tekanan oksidatif mengakibatkan pembentukan anion superoksida. Keputusan kami menunjukkan bahawa pengeluaran anion superoksida yang disebabkan oleh AGEs telah meningkat dalam kumpulan kawalan dan penambahbaikan selanjutnya diperhatikan dengan kedua-dua rawatan ECH dan RES. Menurut kajian kami, difahamkan bahawa pengeluaran superoksida (Rajah 3) dan H2O2 (Rajah 4) yang disebabkan oleh AGE telah berkurangan dengan kehadiran ECH dan RES.

NF-kB dikenali sebagai pengantara penting keradangan yang berkaitan dengan diabetes [27]. Ekspresi NF-kB membawa kepada disfungsi sel p dan kematian sel. Pengaktifan NF-KB oleh tekanan oksidatif merangsang tindak balas pro-radang, regulasi endotelin, dan apoptosis [28]. Ekspresi RAGE dan NF-kB telah meningkat dalam kumpulan yang dirangsang AGE dan pengurangan seterusnya diperhatikan dalam sel yang dirawat ECH dan RES (Rajah 5).

Testosteron ialah steroid anabolik dan hormon seks lelaki utama yang disintesis daripada kolesterol. Proses ini bermula dengan pembelahan oksidatif rantai sisi kolesterol oleh gen pembelahan rantai sisi kolesterol (CYP11A). Gen ini disetempat dalam membran mitokondria dan menukarkan kolesterol menjadi pregnenolone. Seterusnya, gen CYP17A1 daripada retikulum endoplasma mengeluarkan dua atom karbon tambahan dan menghasilkan berbilang steroid C19. Di samping itu, pregnenolone dioksidakan untuk membentuk androstenedione/progesteron oleh hydroxysteroid dehydrogenase (3-p-HSD). Akhir sekali, testosteron dihasilkan melalui pengurangan kumpulan keto dalam kedudukan karbon ke-17 androstenedione oleh 17-beta-hydroxysteroid dehydrogenase (17-p-HSD). Sel Leydig terlibat dalam pengeluaran utama testosteron. Pemindahan kolesterol ke dalam membran mitokondria dalaman memerlukan tindakan protein pengawalseliaan akut steroidogenik (StAR). Kajian semasa menunjukkan bahawa ekspresi StAR, CYP11A1, CYP17A1, dan HSD17p3 telah menurun dalam sel (kawalan) yang dirawat AGE dan terdapat peningkatan yang besar ditunjukkan dalam sel yang dirawat ECH dan RES (Rajah 6). Oleh itu, keputusan menunjukkan bahawa pengeluaran testosteron telah meningkat dalam kumpulan yang dirawat ECH dan RES.

Semasa keadaan diabetes, pengangkutan glukosa ke organ adalah terhad dan akibatnya, paras glukosa meningkat [29]. Oleh itu, keadaan hiperglisemik adalah salah satu penanda penting untuk pengesanan diabetes. Kajian kami menunjukkan bahawa paras glukosa plasma meningkat dalam kumpulan diabetes dan AUC kumpulan DM adalah lebih tinggi daripada kumpulan lain (Rajah 8). Bersama dengan glukosa plasma, jumlah kandungan kolesterol dan trigliserida telah meningkat dengan ketara dalam kumpulan DM (Jadual 2). Aterosklerosis difasilitasi oleh peningkatan tahap kolesterol dan trigliserida [30]. Walau bagaimanapun, tahap kolesterol dan trigliserida telah menurun dalam kumpulan yang dirawat CTE dan RSG. Kandungan trigliserida kumpulan DME4 mencapai nilai yang hampir serupa dengan kumpulan kawalan.

Insulin adalah hormon yang dihasilkan oleh sel p pankreas dan berfungsi untuk mengawal paras gula dalam darah dalam badan manakala leptin adalah hormon yang dihasilkan oleh adiposit dan mampu mengawal pengambilan makanan dan penggunaan tenaga. Kajian menunjukkan bahawa leptin terlibat dalam patofisiologi obesiti dan terdapat interaksi positif antara leptin dan insulin [31]. Kajian kami menunjukkan bahawa tahap inulin plasma dan leptin adalah lebih tinggi dalam kumpulan DM dan tahap insulin menurun dengan peningkatan kepekatan CTE. Kumpulan RSG tidak menunjukkan sebarang perbezaan yang ketara daripada kumpulan DM. Rintangan insulin dan fungsi sel p dinilai oleh

Kaedah HOMA-IR. Nilai HOMA-IR meningkat dalam kumpulan DM dan berbeza dengan ketara daripada kumpulan lain (Jadual 3).

DM menjejaskan fungsi pembiakan melalui selang-seli hormon dalam paksi HPG dan kajian mendedahkan bahawa ekspresi insulin dalam testis juga dipengaruhi oleh diabetes. Ia dicirikan oleh vakuolisasi sel Sertoli, peningkatan pemecahan DNA, spermatogenesis terjejas, dan peningkatan pengurangan sel kuman. Tekanan oksidatif juga menyumbang kepada keabnormalan dalam fungsi pembiakan [32]. Proses pembentukan sperma dalam organ pembiakan lelaki (testis) dipanggil spermatogenesis. Testis terdiri daripada tubul bergelung rapat yang dipanggil tubul seminiferus. Sel sertoli dilihat di dinding tubulus seminiferus dan memberikan khasiat kepada sperma yang belum matang. Penyiasatan ke atas parameter sperma menunjukkan bahawa bilangan sperma dan motilitas berkurangan dan keabnormalan meningkat dalam kumpulan DM (Jadual 5). Kesan yang bertentangan diperhatikan dalam kumpulan yang dirawat CTE dan RSG. Kedua-dua sel Leydig dan sel Sertoli dalam kumpulan DM menunjukkan atrofi yang ketara dan rongga dilihat dalam lumen. Ketebalan tubul seminiferus juga berkurangan dalam kumpulan DM. Keputusan yang lebih baik diperhatikan dalam kumpulan yang dirawat CTE dan RSG (Rajah 9). Di samping itu, tahap LH dan testosteron menurun dalam kumpulan DM dan tahap meningkat dalam kumpulan yang dirawat CTE (Jadual 4). Pada lelaki, testosteron serum rendah dan kekerapan nadi LH yang lebih rendah sering dikaitkan dengan obesiti dan diabetes mellitus jenis 2 [33].

Kisspeptin yang dikodkan oleh gen KiSS1 dikenali sebagai perangsang kuat paksi HPG dan sebarang mutasi dalam gen kisspeptin akan membawa kepada tahap rendah steroid seks dan gonadotropin. Kajian menunjukkan bahawa dalam tikus diabetes yang disebabkan oleh STZ, tahap mRNA Kiss1 telah menurun [33]. Permulaan dan penyelenggaraan kemandulan mamalia disambungkan dengan reseptor G-protein 54 (GPR54). Mutasi dalam GPR 54 dicirikan oleh ketiadaan kematangan seksual dan tahap rendah hormon gonadotropik (LH dan FSH). Sitokin pro-radang seperti IL-6 dan TNF-a mengawal selia ekspresi penindas isyarat sitokin 3 (SOCS3) yang terlibat dalam rintangan insulin pengantara keradangan dalam hati dan adiposit [34]. SIRT 1 adalah gen yang dikaitkan dengan peraturan beberapa penyakit penuaan. Gen ini dinyatakan dengan jelas dalam sel p pankreas dan mengawal rembesan insulin dan menghalang apoptosis. Kajian semasa menunjukkan bahawa ungkapan KiSS1, GPR54, dan SIRT1 menurun dalam kumpulan DM, tetapi ungkapan itu meningkat dalam kumpulan yang dirawat CTE (Rajah 10). Peningkatan dalam ungkapan SOCS-3 dalam kumpulan DM menunjukkan keadaan keradangan. Pautan molekul pertama yang dikenal pasti antara obesiti dan keradangan ialah TNF-a. Oleh itu, peningkatan tahap TNF-a adalah penunjuk keradangan. Tahap penurunan sitokin pro-radang seperti TNF-a dan IL-6 dilihat dalam kumpulan yang dirawat CTE (Rajah 12 dan 13).

Ketidakseimbangan antara ROS dan antioksidan membawa kepada keadaan diabetes. Superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), dan glutathione peroxidase (GPX) dikenali sebagai antioksidan utama yang bertanggungjawab untuk mengekalkan tahap ROS optimum [35]. Daripada keputusan, didapati bahawa aktiviti antioksidan adalah jauh lebih rendah dalam kumpulan DM. Kumpulan yang dirawat CT menunjukkan peningkatan dalam pengeluaran antioksidan. Kumpulan yang dirawat RSG tidak menunjukkan sebarang peningkatan yang ketara dalam aktiviti antioksidan (Jadual 6 dan 7).

Nitrik oksida (NO) dikenali sebagai ROS penting yang menyumbang kepada keradangan. Kajian kami menunjukkan bahawa tahap NO telah menurun dalam kumpulan yang dirawat CTE (Rajah 11). Keputusan menunjukkan bahawa kandungan anion superoksida dalam sperma tikus diabetes meningkat dengan ketara dan tiada peningkatan ketara selepas pemberian RSG. Pengeluaran superoksida telah dikurangkan dalam kumpulan CTE.

Penentuan MDA sangat berguna untuk menilai peroksidasi lipid. Peroksidasi lipid ialah proses pengoksidaan dalam lipid dan akhirnya mengakibatkan kerosakan sel. MDA dihasilkan hasil daripada peroksidasi lipid asid lemak tak tepu. Kajian menunjukkan bahawa tahap MDA dikaitkan dengan umur dan tahap glukosa darah puasa [36]. Kajian semasa menunjukkan bahawa CTE meningkatkan peroksidasi lipid dalam plasma, testis, dan sperma (Jadual 8).

Ekstrak cistanche tubulosa

5. Kesimpulan

Tekanan oksidatif semasa keadaan diabetes mengganggu sistem pembiakan lelaki dengan kerosakan sperma dan disfungsi gonad. Cistanche tubulosa adalah tumbuhan padang pasir yang diterima secara meluas dalam perubatan Cina kerana kesan farmakologinya. Echinacoside (ECH) adalah konstituen utama CTE yang bertanggungjawab untuk aktiviti antioksidan dan anti-radang. Keputusan in vitro kami menunjukkan bahawa ECH memulihkan laluan sintesis testosteron dan menurunkan tahap ekspresi protein NF-kB dan RAGE. ECH berkesan menghalang pengeluaran anion superoksida dan H2O2 dalam sel Leydig. Kajian in vivo mendedahkan bahawa ECH mengurangkan tahap kolesterol, trigliserida, TNF-a dan IL-6. Di samping itu, ekspresi mRNA dalam hipotalamus tikus diabetes telah bertambah baik dengan ketara. Perlu diperhatikan juga bahawa ECH mengurangkan peroksidasi lipid dan meningkatkan rintangan insulin dalam tikus jantan diabetes. Aktiviti antioksidan meningkat baik dalam plasma dan testis. Oleh itu, kajian kami mencadangkan bahawa ECH memberikan perlindungan yang berkesan terhadap disfungsi pembiakan dalam tikus lelaki diabetes yang disebabkan oleh STZ.

Sumbangan Pengarang:F.-CK melakukan penyiasatan, analisis formal dan analisis perisian. AJ dan J.-LH mengambil bahagian dalam penyusunan data dan merangka manuskrip. Z.-LK dan AJ menyusun ulasan manuskrip dan menyuntingnya. Z.-LK merumuskan metodologi dan menyelia keseluruhan eksperimen. S.-CC mengambil bahagian dalam analisis formal, penyiasatan dan pengesahan. Semua pengarang menyumbang ke arah analisis data, merangka dan menyemak semula kertas secara kritis, memberikan kelulusan akhir versi yang akan diterbitkan dan bersetuju untuk bertanggungjawab untuk semua aspek kerja.

Pembiayaan:Kerja ini disokong kewangan oleh Pusat Kecemerlangan Lautan, Universiti Lautan Taiwan Nasional, daripada Program Pusat Penyelidikan Kawasan Pilihan dalam rangka Projek Sprout Pendidikan Tinggi oleh Kementerian Pendidikan (MOE), Taiwan.

Konflik Kepentingan:Pengarang mengisytiharkan tiada konflik kepentingan.

Rujukan

1. Pertubuhan Kesihatan Sedunia. Laporan Global tentang Diabetes. 2017. Tersedia dalam talian: http://www.who.int/ news-room/fact-sheets/detail/diabetes (diakses pada 25 Ogos 2018).

2. Haynes, NE; Corbett, WL; Bizzarro, FT; Guertin, KR; Hilliard, DW; Holland, GW; Kester, RF; Mahaney, PE; Qi, L.; Spence, CL; et al. Penemuan, perhubungan struktur-aktiviti, farmakokinetik dan keberkesanan pengaktif glukokinase (2R)-3-siklopentil-2-(4-metana-sulfonil fenil)-N-thiazol-2-yl- propionamide (RO0281675). J. Med. Kimia. 2010, 53, 3618-3625. [CrossRef] [PubMed]

3. Agbaje, IM; Rogers, DA; McVicar, CM; McClure, N.; Atkinson, AB; Mallidis, C.; Lewis, SE Diabetes mellitus yang bergantung kepada insulin: Implikasi untuk fungsi pembiakan lelaki. Hum. Prod semula. 2007, 22,1871-1877. [CrossRef] [PubMed]

4. Fouchecourt, S.; Metayer, S.; Locatelli, A.; Dacheux, F.; Dacheux, JL Stallion proteom cecair epididimis: Pencirian kualitatif dan kuantitatif; Rembesan dan perubahan dinamik protein utama1. biol. Reprod. 2000, 62,1790-1803. [CrossRef] [PubMed]

5.Vernet, P.; Aitken, RJ; Drevet, strategi Antioksidan JR dalam epididimis. Mol. sel. Endokrinol. 2004,216, 31-39. [CrossRef] [PubMed]

6.Szkudelski, T. Streptozotocin-nicotinamide-induced diabetes pada tikus. Ciri-ciri model eksperimen. Exp. biol. Med. 2012,237, 481-490. [CrossRef] [PubMed]

7.Zheng, S.; Jiang, X.; Wu, L.; Wang, Z.; Huang, L. Diskriminasi kimia dan genetik herba Cistanches berdasarkan UPLC-QTOF/MS dan pengekodan bar DNA. PLoS ONE 2014, 9, e98061. [CrossRef] [PubMed]

8. Li, J.; Li, J.; Aspire, A.; Gao, L.; Huo, S.; Luo, J.; Zhang, F. Phenylethanoid glikosida daripada Cistanche tubulosa menghalang pertumbuhan Sel B16-F10 kedua-dua in vitro dan in vivo melalui induksi apoptosis melalui Laluan yang bergantung kepada mitokondria. J. Kanser 2016, 7,1877-1887. [CrossRef] [PubMed]

9. Zhao, Q.; Gao, J.; Cai, D. Kesan neurotropik dan neurorescue echinacoside dalam model tetikus MPTP subakut penyakit Parkinson. Otak Re. 2010,1346, 224-236. [CrossRef] [PubMed]

10. Yoshikawa, M.; Matsuda, H.; Morikawa, T.; Xie, H.; Nakamura, S.; Muraoka, O. Phenylethanoid aminoglycosides dan oligosugar tesilat dengan aktiviti vasorelaxant daripada Cistanche tubulosa. Bioorg. Med. Kimia. 2006, 14, 7468-7475. [CrossRef] [PubMed]

11. Jiang, Z.; Wang, J.; Li, X.; Zhang, X. Echinacoside dan Cistanche tubulosa (Schenk) R. wight memperbaiki kerosakan testis dan sperma akibat bisphenol A pada tikus melalui enzim steroidogenik terkawal paksi gonad. J. Ethnopharmacol. 2016,193, 321—328. [CrossRef] [PubMed]

12. Placer, ZA; Cushman, LL; Johnson, BC Anggaran produk peroksidasi lipid (malonil dialdehyde) dalam sistem biokimia. dubur. Biokim. 1966,16, 359-364. [CrossRef]

13. Younglai, EV; Holt, D.; Brown, P.; Juriscova, A.; Casper, teknik renangan Sperma RF dan pemecahan DNA. Hum. Reprod. 2001,16,1950-1953. [CrossRef] [PubMed]

14. Yokoi, K.; Uthus, EO; Nielsen, FH Kekurangan nikel mengurangkan kuantiti sperma dan pergerakan dalam tikus. biol. Jejak Elem. Res. 2003, 93,141-153. [CrossRef]

15.Aebi, H. Catalase in vitro. Kaedah Enz^mol. 1984,105,121-126. [CrossRef] [PubMed]

16. Brownlee, M. Biokimia dan biologi sel molekul komplikasi diabetes. Nature 2001, 414, 813. [CrossRef] [PubMed]

17.Shimoda, H.; Tanaka, J.; Takahara, Y.; Takemoto, K.; Shan, SJ; Su, MH Kesan Hipokolesterolemik Ekstrak Cistanche tubulosa, Perubatan Mentah Tradisional Cina, dalam Tikus. Am. J. Chin. Med. 2009, 37, 1125-1138. [CrossRef] [PubMed]

18. Baynes, JW; Thorpe, SR Peranan tekanan oksidatif dalam komplikasi diabetes: Perspektif baharu pada paradigma lama. Diabetes 1999, 48,1-9. [CrossRef] [PubMed]

19. Akkus, I.; Kalak, S.; Vural, H.; Caglayan, O.; Menekse, E.; Boleh, G.; Durmus, B. Leukosit lipid peroksidasi, superoksida dismutase, glutation peroksidase dan serum dan tahap vitamin C leukosit pesakit dengan diabetes mellitus jenis II. Clin. Chim. Acta 1996, 244, 221-227. [CrossRef]

20. Matough, FA; Budin, SB; Hamid, ZA; Alwahaibi, N.; Mohamed, J. Peranan tekanan oksidatif dan antioksidan dalam komplikasi diabetes. Sultan. Qaboos Univ. Med. J. 2012, 12, 5-18. [CrossRef] [PubMed]

21. Gu, C.; Yang, X.; Huang, L. Cistanches herba: Kajian neurofarmakologi. Depan. Pharmacol. 2016, 7,1-10. [CrossRef] [PubMed]

22. Xiong, WT; Gu, L.; Wang, C.; Matahari, HX; Liu, X. Kesan anti-hiperglisemik dan hipolipidemik Cistanche tubulosa dalam tikus db/db diabetes jenis 2. J. Ethnopharmacol. 2013,150, 935-945. [CrossRef] [PubMed]

Suplemen cistanche tubulosa