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马齿苋提取物通过调控SIRT1/FOXO1通路改善精索静脉曲张大鼠睾丸氧化应激及精子质量的研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月17日 来源:Basic and Clinical Andrology 2.4
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本研究针对精索静脉曲张(Varicocele)导致的男性不育问题,通过建立大鼠模型,探究马齿苋(Malva sylvestris, M.S)提取物对睾丸组织氧化应激(OS)和精子质量的保护作用。研究人员发现M.S通过上调SIRT1和FOXO1基因表达,下调NF-κB、TGF-β和NRF2等促炎因子,显著改善精子活力、减少DNA碎片化(DFI),恢复线粒体膜电位(MMP)。该研究为天然抗氧化剂治疗精索静脉曲张相关不育提供了新策略,具有重要临床转化价值。
精索静脉曲张是男性不育的主要病因之一,约15%的普通男性和35-75%的不育男性受其困扰。这种疾病导致睾丸静脉丛扩张,引发局部缺氧、热应激和氧化应激(OS),进而造成精子DNA损伤、线粒体功能障碍和细胞凋亡。虽然显微外科手术是当前首选疗法,但高昂费用和术后残留氧化损伤问题亟待解决。在此背景下,具有抗氧化特性的药用植物马齿苋(Malva sylvestris, M.S)因其富含黄酮类、多酚等活性成分而备受关注。
为探究M.S的治疗潜力,卡拉齐米大学的研究团队开展了一项系统研究。通过建立Wistar大鼠精索静脉曲张模型,研究人员评估了M.S提取物对睾丸组织病理学、精子参数及关键基因表达的影响。研究发现M.S能显著改善精子活力、减少DNA碎片化,并通过调控SIRT1/FOXO1通路减轻氧化损伤。相关成果发表在《Basic and Clinical Andrology》期刊,为开发新型天然抗氧化疗法提供了理论依据。
研究采用的主要技术方法包括:通过左肾静脉部分结扎建立大鼠精索静脉曲张模型;计算机辅助精液分析(CASA)评估精子运动参数;流式细胞术检测活性氧(ROS)水平、线粒体膜电位(MMP)和细胞凋亡;实时定量PCR(qRT-PCR)分析SIRT1、FOXO1、NRF2等基因表达;组织学染色观察睾丸形态学变化。
【睾丸组织病理学评估】
H&E染色显示精索静脉曲张导致生精小管直径(MSTD)和生精上皮厚度(MSET)显著减小(对照组397.743±7.6μm vs 模型组196.808±13.2μm)。M.S治疗组(特别是750 mg/kg剂量)能明显恢复生精小管结构,增加成熟精子数量,表明其对睾丸组织的保护作用。
【精子参数分析】
计算机辅助精液分析显示,模型组精子前向运动(PR)比例从对照组的31.08%降至11%,而M.S 750 mg/kg治疗组显著提升至51.11%。精子正常形态率也从模型组的极低水平恢复至接近正常,证实M.S对精子质量的改善效果。
【DNA碎片化检测】
通过精子染色质结构分析(SCSA)发现,模型组DNA碎片化指数(DFI)显著升高,而M.S治疗组(尤其是750 mg/kg)DFI明显降低,表明其能有效保护精子DNA完整性。
【氧化应激与线粒体功能】
流式细胞术检测显示,模型组ROS水平显著增加,线粒体膜电位(MMP)明显降低。JC-1染色证实M.S治疗可恢复线粒体功能,750 mg/kg组橙色荧光强度显著增强,提示凋亡减少。
【基因表达调控】
qRT-PCR结果显示,M.S通过上调SIRT1(沉默信息调节因子1)和FOXO1(叉头框蛋白O1)表达,同时下调NF-κB(核因子κB)、TGF-β(转化生长因子β)和NRF2(核因子E2相关因子2),形成抗氧化-抗炎协同作用网络。
【细胞凋亡分析】
Annexin V检测发现模型组次级凋亡和坏死细胞比例显著增加,而M.S 750 mg/kg治疗组存活细胞比例明显提高,表明其能有效阻断凋亡进程。
研究结论与讨论部分指出,M.S提取物通过多靶点作用机制改善精索静脉曲张相关的睾丸损伤:1)直接清除ROS,抑制NADPH氧化酶活性;2)激活SIRT1/FOXO1通路,增强细胞抗氧化防御能力;3)抑制NF-κB介导的炎症反应;4)减少caspase-3依赖性凋亡。特别值得注意的是,750 mg/kg剂量显示出最佳治疗效果,而1500 mg/kg剂量反而出现细胞毒性,提示剂量选择的重要性。
该研究的创新点在于首次系统阐明了M.S通过调控SIRT1/FOXO1/NF-κB信号网络改善精索静脉曲张相关不育的分子机制,为开发植物源性抗氧化疗法提供了实验依据。未来研究可进一步优化给药方案,并探索其作为手术辅助治疗的临床应用潜力。局限性包括未进行蛋白质水平验证和人体试验,这些将是后续研究的重点方向。
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