美金刚对利培酮诱导的大鼠睾丸功能障碍的改善作用及其与 ERK1/2-Nrf2-caspase-3 信号通路的潜在关联

【字体: 时间:2025年04月16日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探究抗痴呆药物美金刚(MEM)对慢性给予利培酮(RIS)诱导的大鼠睾丸损伤和胰岛素抵抗的影响,研究人员开展相关研究。结果发现 MEM 能改善相关指标,减轻睾丸损伤,其作用可能与调控 ERK1/2-Nrf2 信号通路有关。该研究为相关疾病治疗提供新方向。

  在精神疾病的治疗领域,利培酮(RIS)作为一种常用的抗精神病药物,为众多患者带来了希望。然而,它却存在一些令人头疼的副作用。长期使用 RIS 不仅可能引发胰岛素抵抗,还会对男性生殖系统造成损害,导致睾丸功能障碍,这无疑给患者的健康带来了新的困扰。同时,全球范围内,痴呆患者数量庞大,其中约 25% 的人会受到痴呆相关精神病(DRP)的影响,而糖尿病与精神疾病的关联也愈发受到关注,这些复杂的健康问题相互交织,亟待解决。在此背景下,埃及 Minia 大学等机构的研究人员开展了一项重要研究,旨在探索抗痴呆药物美金刚(MEM)对 RIS 诱导的大鼠睾丸损伤和胰岛素抵抗的影响,研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。实验选用成年雄性 Wistar 白化大鼠,随机分为 6 组,分别给予不同处理。实验结束后,采集大鼠血液和睾丸组织样本。通过生化检测试剂盒测定睾丸组织中的氧化应激指标(如丙二醛 MDA、超氧化物歧化酶 SOD 等)和炎症因子(如白细胞介素 - 6 IL-6、肿瘤坏死因子 -α TNF-α 等)水平;利用 ELISA 试剂盒检测血清中睾酮、抵抗素、脂联素等生物标志物浓度;采用 Western blotting 分析睾丸组织中细胞外信号调节激酶 1/2(ERK1/2)、核因子 E2 相关因子 2(Nrf2)等蛋白的表达;通过组织切片的苏木精 - 伊红染色进行组织病理学观察,以及免疫组化检测半胱天冬酶 - 3(caspase-3)的表达情况。

研究结果如下:

  1. 对胰岛素抵抗相关指标的影响:RIS 组大鼠空腹血糖、空腹胰岛素和胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)较对照组升高,而 MEM 与 RIS 联合给药后,这些参数呈剂量依赖性降低。同时,RIS 组血清抵抗素升高、脂联素降低,联合给药组则相反。这表明 MEM 对 RIS 诱发的胰岛素抵抗具有保护作用。
  2. 对血清睾酮水平的影响:RIS 使大鼠血清总睾酮和游离睾酮水平降低,而 MEM 与 RIS 联合给药后,睾酮水平升高,说明 MEM 能显著影响 RIS 导致的睾酮水平下降的恢复。
  3. 对睾丸氧化应激指标的影响:RIS 组睾丸组织中 MDA 和总亚硝酸盐(NOx)升高,SOD、过氧化氢酶(CAT)活性和谷胱甘肽(GSH)水平降低;而 MEM 处理组中,MDA 和 NOx 显著降低,SOD、CAT 活性和 GSH 水平显著升高,显示出 MEM 能有效减轻 RIS 诱导的氧化应激,恢复抗氧化能力。
  4. 对睾丸炎症因子的影响:RIS 组睾丸中 IL-6、TNF-α 和核因子 -κB(NF-κB)显著升高,MEM 处理组则显著降低,表明 MEM 可缓解 RIS 引起的睾丸炎症反应。
  5. 对睾丸 ERK1/2 和 Nrf2 表达的影响:RIS 组 ERK1/2 表达增加,Nrf2 表达降低;MEM 处理组则相反,说明 MEM 可上调睾丸 Nrf2 表达,下调 ERK1/2 表达。
  6. 对睾丸组织病理学的影响:对照组、MEM-5 组和 MEM-10 组睾丸组织正常,RIS 组出现生精上皮各层坏死、管腔充满细胞碎片等严重损伤;RIS + MEM-5 组和 RIS + MEM-10 组损伤有所减轻,MEM 可改善 RIS 诱导的组织病理学异常。
  7. 对睾丸 caspase-3 免疫表达的影响:对照组、MEM-5 组和 MEM-10 组睾丸 caspase-3 呈阴性表达,RIS 组呈强阳性表达,而 RIS + MEM-5 组和 RIS + MEM-10 组呈弱阳性表达,且呈剂量依赖性,表明 MEM 可减轻 RIS 诱导的睾丸细胞凋亡。

研究结论和讨论部分指出,RIS 会诱导睾丸损伤和胰岛素抵抗,其机制涉及氧化应激、炎症反应和细胞凋亡。而 MEM 与 RIS 联合给药可减轻睾丸损伤,改善胰岛素抵抗,这种保护作用可能是通过调节 ERK1/2-Nrf2 信号通路实现的。Nrf2 可调控抗氧化系统相关基因的表达,抑制 ERK1/2 能增强 Nrf2 的活性,进而减轻氧化应激、炎症和细胞凋亡。这一研究揭示了 ERK1/2-Nrf2 通路在 MEM 保护睾丸组织免受 RIS 损伤中的重要作用,为治疗胰岛素抵抗相关的睾丸损伤提供了新的潜在治疗策略。不过,该研究也存在一定局限性,如样本量有限、缺乏美金刚长期效应的研究等,未来还需进一步深入探索。但总体而言,这项研究为相关领域的药物研发和临床治疗提供了极具价值的参考,有望为患者带来新的希望。
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