人参皂甙Rb1促进老年大鼠睾丸间质细胞睾酮产生和StAR蛋白表达

            来源:《激光杂志》2011年第32卷第3期 作者:吕自兰, 郝杰, 赵丽娜, 王琦, 胡建刚, 谢怡, 黎刚


随着增龄, 大多数内分泌功能下降, 其中性功能降低是自然衰老的明显标志,也是衰老过程中来得最早最突出的变,性功能低下的一个重要原因就是睾酮的合成减少。已有报道人参具有改善性功能的作用,由于人参皂甙含有各种单,为了研究各种单体间作用的差异, 我们运用基因表达系列分析 (serial analysis of gene expression ,SAGE)技术 , 研究了Rgl与Rbl对老年大鼠睾丸细胞基因表达谱的分析,根据SAGE表达谱,发现二者对精细胞分化、发育、睾丸激素合成、能量代谢等诸多方面均存在差异。其中Rbl显示出较强的促激素合成作用,本研究进一步利用体外培养,分析Rb1对睾酮合成的影响及其可能的机制。

老年组睾丸间质细胞睾酮分泌能力明显低于青年,说明衰老使间质细胞产生睾酮能力下降。而老年Rb1低剂量组、中剂量组、高剂量组的睾酮水平分别为 3.8±0.63ng/ mL、5.3 ±0.77ng/ mL、 6.9±1.71 ng/ mL ,Rb1体现出呈剂量依赖的方式上P450scc蛋白表达同样是青年组高于老年组(0.76±0.15vs.0.49±0.07,P<0.01),Rbl没有对老年间质P450scc 蛋白表达显示出调节活性。

近年来, 国内外对人参的有效成分,进行了较广泛的药理研究, 证实人参具有抗衰老、促智、抗脂质过氧化、免疫调节、改善微循环、抗肿瘤等多种生物活性。

人参皂甙二醇型和人参皂甙三醇型在人参皂甙中占大多数,目前认为此类是人参的主要活性成分,为了分别研究人参皂甙二醇型和人参皂甙三醇型代表单体成分Rb1与Rg1对生殖系统活性的差异,我们对大鼠灌胃Rb1与Rg1 4个月, 利用SAGE技术对睾丸细胞基因表达谱进行了分析,SAGE文库的差异提示二者作用差异的基因涉及众多生命活动过程, 其中Rb1在生殖功能方面展示出更强的活性, 而生殖功能与激素活性密切相关, 本研究对Rb1与睾酮产生及调节相关过程进行了研究。

睾酮主要由睾丸间质细胞产生、分泌到血液中, 因此睾丸间质细胞功能主导血睾酮水平。研究结果表明, 衰老致睾丸大鼠睾酮水平明显下调 , 类似于此前的诸多报道,而Rb1 以剂量依赖的方式促进体外培养睾丸间质细胞睾酮的产生, 与我们的体内实验结果一致, 但Rb1上调睾酮表达的机制不明。

P450scc与线粒体内膜相结合, 催化胆固醇向孕烯醇酮的转化, 是类固醇合成的限速步骤, 由此P450scc被认为是调节睾酮合成反应的关键性因子。此外, 现已明确, 胆固醇是合成所有类固醇的前体物质, 储存于细胞内, 但是类固醇的生成需要将疏水性的胆固醇从线粒体膜外侧经含水间隙, 转运至线粒体膜内侧, 这一过程也是类固醇生成的限速步骤 ,

StAR蛋白是调节这一步骤的关键性因子。不同的因素可能作用于类固醇合成的不同步骤的调节因子, 如VitK缺乏、口恶英通过下调或抑制 P450scc表达使睾酮合成减少, 阻 COX2活性可增强StAR 蛋白表达,进而睾酮合成增加

  鉴于 P450scc 与 StAR 在睾酮合成过程中的重要作用,Rb1是否通过调节二者影响睾酮合成呢? 为此 , 我们首先分析了Rbl对老年间质细胞增殖的影响, 结果显示 Rb1不影响

细胞增殖。进一步研究Rb1对P450scc与 StAR mRNA和蛋白表达的影响,结果显示,Rb1上调StAR mRNA 和蛋白的表达 ,但对 P450scc mRNA和蛋白的表达基本上没有调节作用。表

Rb1上调睾酮合成的主要机制是通过上调StAR表达,从而促进胆固醇从线粒体外膜向线粒体内膜的转移,加快睾酮合成的方式。而对睾酮合成由 P450scc介导的另一限速步骤基本没有调节作用, 因此, 尽管高剂量Rb1上调老年大鼠间质细胞StAR mRNA表达甚至超过青年大鼠StAR mRNA表达水平, 但其睾酮水平仍然低于青年大鼠。

综上所述 , 衰老使睾酮的合成减少, 睾酮合成的两个主要调节因子P450scc与StAR的 mRNA 和蛋白表达水平均呈下降趋势。而Rb1可通过上调StAR 的 mRNA 和蛋白表达,以剂量依赖的方式, 部分恢复老年大鼠睾丸间质细胞睾酮分泌能力, 延缓衰老。

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