《Journal of Ethnopharmacology》:Zuogui Wan preserves Leydig cell steroidogenesis via G6PD/NADPH/GSH-dependent ferroptosis inhibition in D-galactose-induced hypogonadism.
编辑推荐:
•ZGW 在体内和体外均能缓解类似 LOH 的内分泌衰退和睾丸老化现象。•血清药理化学分析和 RNA-seq 识别出 G6PD 是一个氧化还原-类固醇生成的枢纽。•ZGW 恢复了 G6PD–NADPH–GSH/GPX4 的防御机制,限制了铁死亡损伤。•ZGW 限制了铁死亡,并保护
- •
ZGW 在体内和体外均能缓解类似 LOH 的内分泌衰退和睾丸老化现象。
- •
血清药理化学分析和 RNA-seq 识别出 G6PD 是一个氧化还原-类固醇生成的枢纽。
- •
ZGW 恢复了 G6PD–NADPH–GSH/GPX4 的防御机制,限制了铁死亡损伤。
- •
ZGW 限制了铁死亡,并保护了线粒体的 StAR/CYP11A1 类固醇生成功能。
引言
莱迪希细胞中的睾酮合成始于线粒体。类固醇生成急性调节蛋白(StAR)介导胆固醇向线粒体内膜的转运,这是类固醇生成过程中的一个关键限速步骤。随后,细胞色素 P450 家族 11 亚家族 A 成员 1(CYP11A1)将胆固醇转化为孕烯醇酮,后者通过一系列酶促反应进一步转化为睾酮(Garza 和 Papadopoulos,2023;Mast 等,2011)。CYP11A1 催化的反应需要还原等价物,这些还原等价物最终由线粒体电子传递系统提供的 NADPH 提供。NADPH 还支持依赖 GSH 的抗氧化防御,并有助于维持 StAR 介导的胆固醇转运和 CYP11A1 相关的类固醇生成所需的线粒体氧化还原环境(Koju 等,2022;Abdelmonem 等,2024)。因此,NADPH 在氧化还原平衡、线粒体类固醇生成和睾酮产生之间起着重要的代谢桥梁作用。
随着莱迪希细胞老化,活性氧产量的增加和抗氧化防御能力的下降会促进线粒体功能障碍和脂质过氧化,从而影响类固醇生成(Wang 等,2017)。在患有 LOH 的大鼠睾丸中也观察到了与铁死亡相关的分子变化、莱迪希细胞线粒体损伤和血清睾酮水平下降(Peng 等,2025)。此外,几种莱迪希细胞损伤模型将铁死亡与类固醇生成蛋白(包括 StAR 和 CYP11A1)的表达下调及睾酮合成障碍联系起来(Hu 等,2022;Zhang 等,2024)。总体而言,这些发现表明铁死亡可能促进了 LOH 的发展。然而,ZGW 是否通过恢复依赖 NADPH/GSH 的抗氧化系统来抑制莱迪希细胞的铁死亡,从而保护线粒体类固醇生成功能,目前尚未有报道。
在传统中医中,晚发性性腺功能减退(LOH)可以被归类为“消耗性疾病”和“阳痿”。随着年龄增长,肾脏精气的逐渐耗尽被认为是生殖功能下降的重要病理生理基础(Shang 等,2024)。《素问·上古天真论》中的“天之精气耗尽,元气不足,肾脏衰退”这一表述为“肾脏主生殖”的传统观念提供了经典依据(Unschuld 和 Tessenow,2011)。因此,补肾和补充元气是传统中医治疗年龄相关男性生殖功能下降的重要原则(Shang 等,2024)。Zuogui Wan(ZGW)最早由张景岳在明代《景岳全书》中记录,由八种药材组成:熟地黄根、 Dioscorea 根、枸杞果、山茱萸果、菟丝子、怀牛膝根、龟甲及胶质、鹿角胶。传统上,ZGW 用于滋养肾阴、补充元气和丰富骨髓(Zha 等,2026)。鉴于 LOH 的特征是男性生殖内分泌功能的年龄相关性退化,这些传统用途为研究 ZGW 作为 LOH 治疗手段提供了药理学依据。现代研究表明,ZGW 通过减轻氧化应激来改善卵巢老化(Li 等,2024)。在少精弱精症大鼠中,ZGW 增加了血清睾酮水平和精子活力,同时减少了睾丸的氧化应激(Zha 等,2026)。还有报道指出,ZGW 能缓解骨髓间充质干细胞的衰老并促进细胞增殖(Kang 等,2022)。总体而言,这些发现支持 ZGW 在改善老化相关损伤和男性生殖功能障碍方面的潜力。
D-半乳糖诱导的加速衰老模型可以再现多种与 LOH 相关的生殖内分泌特征,包括睾酮水平下降和莱迪希细胞功能障碍(Ning 等,2022;Xu 等,2026)。因此,本研究使用 D-半乳糖诱导的加速衰老模型在大鼠和 TM3 莱迪希细胞中进行实验,并结合血液吸收成分的分析、网络药理学研究、睾丸转录组学以及体内和体外验证,系统评估 ZGW 对 LOH 相关的生殖内分泌功能障碍和内源性睾酮产生的影响。进一步研究了 NADPH 依赖的氧化还原平衡、铁死亡和类固醇生成之间的关系,以阐明其潜在机制。
章节片段
ZGW 悬浊液的制备
ZGW 水蜜丸购自中国河南省西峡市的中景万西药业有限公司(批号 250209;NMPA 批准号 Z41020696;规格:每 10 粒 1 克)。根据制造商的配方,ZGW 由熟地黄根、菟丝子、山茱萸果、鹿角胶、龟甲及胶质、枸杞果、怀牛膝根和 Dioscorea 根组成。详细成分见表 1。
ZGW 改善了 D-半乳糖处理大鼠的生殖功能障碍和睾丸损伤
动物实验方案如图 1A 所示。除了对照组外,所有大鼠连续 60 天接受 D-半乳糖处理以建立 D-半乳糖诱导的加速衰老模型。第 31 天开始给予 ZGW 或十一酸睾酮(TU)治疗。在整个实验期间,所有组的体重均逐渐增加,ZGW 并未显著改变体重增长的整体趋势(图 1C)。肉眼观察显示,D-半乳糖组的睾丸...
讨论
随着人们对男性生殖衰老和睾酮缺乏相关健康问题的关注日益增加,LOH 成为影响中年及老年男性内分泌功能和生活质量的重要疾病(Liu 等,2021;Hackett 等,2023)。睾酮水平下降是 LOH 的核心特征,而这一状况的重要细胞基础是衰老的莱迪希细胞内源性类固醇生成能力的下降。从治疗角度来看...
结论
ZGW 减轻了 D-半乳糖诱导的类似 LOH 的内分泌功能障碍,改善了与睾丸老化相关的表型,并有助于保护莱迪希细胞的内源性类固醇生成功能。这种保护作用伴随着睾丸结构和 StAR/CYP11A1 相关类固醇生成蛋白表达的保持。药理和遗传学发现支持 G6PD 在恢复 NADPH/GSH 平衡和 GPX4 依赖的抗氧化防御中的作用...
伦理批准和参与同意
所有动物实验均获得了动物伦理委员会的批准(批准号 202605048),并遵循相关机构指南进行。
数据和材料的可用性
支持本文结论的数据集包含在文章及其附加文件中。补充材料包括未裁剪的全膜Western印迹图像、分子量标记、泳道注释和关键数值来源数据。DESeq2 可重复性脚本作为补充代码 S1 提供。原始 RNA-seq 读取数据和完整样本元数据可在 GEO 数据库中找到,访问号为 GSE348190。其他数据集也可从...
CRediT 作者贡献声明
杨勇:写作 – 审稿及编辑,研究。魏志涛:写作 – 原稿撰写,可视化,监督。吴翰:监督,软件支持。李若楠:写作 – 审稿及编辑,原始稿撰写,数据管理。孙烁:软件支持,资源提供。刘玉豪:正式分析,数据管理。徐胜汉:资源提供,项目管理
伦理声明
本研究遵循 ARRIVE(动物研究:体内实验报告)指南进行。本研究获得了长春中医药大学的动物实验伦理委员会批准(批准号 202605048)。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作。
Ruonan Li|Shenghan Xu|Yuhao Liu|Shuo Sun|Han Wu|Zhitao Wei|Yong Yang