mahya ramesh
-
International Journal of Reproductive BioMedicine، سال بیست و دوم شماره 10 (پیاپی 177، Oct 2024)، صص 821 -836مقدمه
آسیب ایسکمی/رپرفیوژن بیضه (I/R) که متعاقب پیچ خوردگی بیضه ایجاد می شود، می تواند منجر به ناباروری مردان شود.
هدفمطالعه حاضر با هدف بررسی اثر سکرتوم های سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از غشای آمنیوتیک انسان (hAMSCs) بر تورشن/دتورشن بیضه در موش سوری انجام شد.
مواد و روش هاکل آزمایشات در گروه آناتومی دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران در تاریخ اسفند ماه 1401 تا دی ماه 1402 انجام شد. 40 سر موش نر (5 تا 7 هفته، 25 تا 30 گرم) به طور تصادفی به چهار گروه زیر تقسیم شدند: 1) گروه شم: موش ها فقط جراحی ساختگی داشتند و مداخله ی دیگری دریافت نکردند. 2) گروه تورشن/دتورشن، 3) گروه کنترل منفی: تورشن/دتورشن + تزریق داخل بیضه DMEM/F-12 و 4) گروه تورشن/دتورشن + تزریق داخل بیضه فاکتورهای ترشح کننده .hAMSCs سطوح سرمی تستوسترون، رنگ آمیزی H&E و پارامترهای کیفیت اسپرم برای ارزیابی اثرات درمانی فاکتورهای ترشح شده hAMSCs بر ساختار و عملکرد بیضه استفاده شد. استرس اکسیداتیو بافتی با تعیین مالون دی آلدئید، سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز و گلوتاتین پراکسیداز 1 اندازه گیری شد. بیان mRNA ژن Nrf2، Keap1، Sirt1، TNF-α و P53 در بیضه از طریق واکنش زنجیره ای پلیمراز ارزیابی شدند.
نتایجنتایج نشان داد که عوامل ترشح شده از hAMSC با کاهش استرس اکسیداتیو، پاسخ التهابی و آپوپتوز از طریق تعدیل مسیر سیگنالینگ Sirt1/Nrf2/TNF-α، آسیب تورشن-دتورشن بیضه را کاهش می دهند.
نتیجه گیریفاکتورهای ترشح شده از hAMSCs باعث افزایش توان آنتی اکسیدانی، ضد التهابی و ضد آپوپتوز شد که در نتیجه باعث افزایش سطح تستوسترون، اسپرم زایی و پارامترهای کیفیت اسپرم گردید.
کلید واژگان: آسیب خونرسانی مجدد، سلول های بنیادی مزانشیمی، سکرتوم، استرس اکسیداتیوBackgroundTesticular ischemia/reperfusion injury, a significant result of testicular torsion, can lead to the risk of male infertility.
ObjectiveThe current study aimed to evaluate the effect of human amniotic membrane-derived mesenchymal stem cells (hAMSCs) secretome on testicular torsion/detorsion (T/D) in mice.
Materials and MethodsAll the experiments were performed in the Anatomy Department of Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran, during the period of March 2023 to December 2023. 40 male NMRI mice (5-7 wk, 25-30 gr) were randomized into: 1) the sham group: mice received sham operations with no other interventions, 2) T/D group, 3) negative control group; torsion detorsion + intratesticular injection of Dulbecco's Modified Eagle Medium/Nutrient Mixture F-12, and 4) the T/D group + hAMSCs secreted factors. Serum testosterone levels, hematoxylin and eosin staining, and sperm quality parameters were used to evaluate the therapeutic effects of hAMSCs secreted factors on the testicular structure and function. Tissue oxidative stress was measured by determining malondialdehyde, superoxide dismutase, catalase, and glutathione peroxidase-1. Nuclear factor erythroid 2-related factor 2, Kelch-like ECH-associated protein 1, NAD-dependent deacetylase sirtuin-1, tumor necrosis factor-alpha and tumor protein P53 mRNA expressions were assessed in testis via real-time polymerase chain reaction.
ResultsThe results showed that hAMSCs secreted factors alleviated testicular T/D injury by attenuating oxidative stress, inflammatory response, and apoptosis via modulating the sirtuin-1/ nuclear factor erythroid 2-related factor 2/tumor necrosis factor-alpha signaling pathway.
ConclusionhAMSCs secreted factors increased antioxidative, anti-inflammatory, and antiapoptotic properties which consequently increased testosterone levels, spermatogenesis, and sperm quality parameters.
Keywords: Reperfusion Injury, Mesenchymal Stem Cells, Secretome, Oxidative Stress -
سابقه و هدف
تورشن بیضه علاوه بر اثر مخرب بر بیضه همان طرف، از طریق تخریب سد خونی- بیضه ای، رها شدن اسپرم به داخل خون، فعال سازی پاسخ های ایمنی و تولید آنتی بادی ضداسپرم سبب اختلال در عملکرد بیضه سمت مقابل نیز می شود. جراحی دتورشن نیز منجر به ایجاد واکنش های التهابی و تولید گونه های فعال اکسیژن شده که در نهایت با تخریب بافت بیضه ناباروری همراه است. امروزه استفاده از عصاره کشت سلول های بنیادی مزانشیمی به دلیل دارا بودن فاکتورهای رشد مختلف و خواص ضد التهابی در درمان ناباروری مردان مورد توجه قرار گرفته است. هدف از این مطالعه ارزیابی اثر عصاره کشت مشتق از سلول های بنیادی مزانشیمی پرده آمنیون انسان بر پیشبرد اسپرماتوژنز و ساختار کروماتین اسپرم بیضه سمت مقابل به دنبال تورشن یک طرفه طناب اسپرماتیک بود.
روش کاردر این مطالعه تجربی 40 سر موش سوری نر بالغ به طور تصادفی به چهار گروه آزمایشی تقسیم شدند. گروه کنترل بدون مداخله جراحی. گروه تورشن/ دتورشن طناب اسپرماتیک سمت چپ. گروه کنترل منفی: جراحی تورشن/ دتورشن همراه با تزریق محیط کشت به بیضه چپ. گروه درمان: جراحی تورشن/ دتورشن همراه با تزریق عصاره کشت سلول های بنیادی مزانشیمی پرده آمنیون انسان به بیضه چپ. ارزیابی هیستومورفومتریک بیضه سمت راست با تهیه مقاطع بافتی و رنگ آمیزی هماتوکسیلین و ایوزین (H&E) انجام شد. این ارزیابی شامل شمارش سلول های مختلف بافت بیضه، تعداد لوله های سمینی فروس در هر فیلد، اندازه گیری قطر خارجی و ضخامت اپی تلیوم لوله ها، Johnsen score و شاخص های اسپرماتوژنیک لوله ها به کمک نرم افزار Image J است. همچنین، نمونه اسپرم از دم اپی دیدیم تهیه شد و رنگ آمیزی تولوییدین بلو برای بررسی انسجام کروماتین اسپرم انجام شد. آنالیز واریانس یک طرفه ((ANOVA و آزمون توکی برای مقایسات بین گروهی انجام شد، 0/05 ≤ P از نظر آماری معنادار است.
یافته هاتعداد سلول های اسپرماتوگونی، اسپرماتوسیت اولیه، اسپرماتید، سرتولی، لیدیگ، همچنین Johnsen score، قطر خارجی، ضخامت اپی تلیوم زایای لوله های سمینی فروس TDI، SPI، MI و قطر هسته سلول های اسپرماتوگونی بیضه سمت راست در گروه تورشن/ دتورشن به صورت معناداری کاهش یافت (0/01 > P). پس از درمان با عصاره کشت، بهبودی قابل توجی در پارامترهای بالا در مقایسه با گروه تورشن/ دتورشن مشاهده شد. گرچه همچنان اختلاف معناداری در مقایسه با گروه کنترل مشاهده گشت (0/01 > P). میزان درصد اسپرم های دارای کروماتین غیر طبیعی در گروه تورشن/ دتورشن طناب اسپرماتیک افزایش معنا داری در مقایسه با گروه کنترل یافت (8/54 ± 19/6) (0/001 > P). بهبودی قابل توجهی در ساختار کروماتین اسپرم در مقایسه با گروه تورشن/ دتورشن پس از درمان مشاهده شد(3/6 ± 14/4) (0/05 > P).
نتیجه گیریبه نظر می رسد عصاره کشت مشتق از سلول های بنیادی مزانشیمی پرده آمنیون انسان به بهبودی نسبی ساختار کروماتین اسپرم و شاخص های اسپرماتوژنیک بافت بیضه سمت مقابل به دنبال آسیب ایسکمی/ ریپرفیوژن یک طرفه طناب اسپرماتیک منجر شده است.
کلید واژگان: تورشن، دتورشن، سلول های بنیادی مزانشیمی پرده آمنیون انسان، طناب اسپرماتیک، بیضه سمت مقابل، آسیب ایسکمی- ریپرفیوژن، عصاره کشتBackground and AimTesticular torsion leads the a disorder of contralateral testicular function in addition to destructive effects on the ipsilateral testicle through the impairment of the blood- testis barrier, release of sperm into the blood, activation of immune responses, and production of anti-sperm antibody. Detorsion surgery also resulted in inflammatory reactions and the production of reactive oxygen species (ROS), which was finally accompanied by the destruction of the contralateral testicular tissue and infertility. The application of mesenchymal stem cells conditioned medium recently has been considered in the treatment of male infertility due to the presence of various growth factors and anti-inflammatory properties. The aim of this study was to evaluate the effect of conditioned medium derived from human amniotic membrane mesenchymal stem cells on the promotion of spermatogenesis and sperm chromatin structure in the contralateral testis following the torsion of the unilateral spermatic cord.
MethodsIn this experimental study 40 adult male NMRI mice were randomly divided into 4 groups. Control group without surgical intervention. Left spermatic cord torsion / detorsion group. Negative control group: torsion / detorsion surgery and injection of culture medium into the left testis. Treatment group: torsion / detorsion surgery and injection of conditioned medium derived from human amniotic membrane mesenchymal stem cells into the left testis. The Histomorphometric evaluation of the right testicle was done by preparation of tissue sections and hematoxylin and eosin (H&E) staining. This evaluation included counting different cells of testicular tissue, the number of seminiferous tubules per field, measurement of outer diameter and epithelium thickness of tubules, Johnson's score, and tubules spermatogenic criteria by Image J software. Also, semen samples were prepared from the cauda epididymis and toluidine blue staining was performed for evaluation of sperm chromatin integrity. One- way analysis of variance (ANOVA) and Tukey's test were performed for comparisons between groups, p-value less than 0.05 (P ≤ 0.05) is statistically significant.
ResultsThe number of spermatogonial cells, primary spermatocyte, spermatid, Sertoli, Leydig, Johnson's score, outer diameter and thickness of seminiferous tubules germinal epithelium, TDI, SPI, MI, and the diameter of the spermatogonial cell nucleus in right testis significantly decreased in the torsion / detorsion group (P < 0.01). A remarkable improvement in the above parameters was observed after treatment with the conditioned medium in comparison with the torsion / detorsion group, although there was a significant difference as compared to the control group (P < 0.01). The percentage of sperms with abnormal chromatin in the spermatic cord torsion / detorsion group increased significantly compared to the control group (19.6 ± 8.54) (P < 0.001). A significant improvement in the sperm chromatin structure was observed compared to the torsion/ detorsion group after treatment (14.4± 3.6) (P< 0.05).
ConclusionIt seems that Conditioned medium derived from human amniotic membrane mesenchymal stem cells leadsto a relative improvement in sperm chromatin and spermatogenic indices of the contralateral testicular tissue after unilateral ischemia / reperfusion injury of the spermatic cord.
Keywords: Torsion, detorsion, Human amniotic membrane mesenchyma stem cells, Spermatic cord, Contralateral testis, Ischemia, reperfusion injury, Conditioned medium -
مقدمه
پیچش طناب اسپرماتیک از طریق ایجاد آسیب ایسکمی- ریپرفیوژن منجر به اختلال در عملکرد بیضه، مرگ سلول های زایا، تولید گونه های فعال اکسیژن و ناباروری می گردد. پلاسمای غنی از پلاکت (PRP) سرشار فاکتورهای رشد و سیتوکین های ضد التهابی می باشد. در این تحقیق اثرات PRP بر روی اسپرماتوژنز و تراکم کروماتین اسپرم به دنبال آسیب ایسکمی ریپرفیوژن ارزیابی شد.
روش بررسی40 سر موش سوری نر بالغ به شرح زیر وارد مطالعه شدند. گروه کنترل، گروه پیچش/واپیچش، گروه کنترل منفی که جراحی پیچش/واپیچش همراه با تزریق محیط کشت به داخل بیضه انجام شد، گروه درمان که جراحی پیچش/ واپیچش همراه با تزریق PRP در این گروه انجام گرفت. بعد از گذشت یک سیکل اسپرماتوژنز، بررسی های هیستومورفومتری با رنگ آمیزی PAS و ارزیابی تراکم کروماتین اسپرم به کمک رنگ آمیزی آنیلین بلو صورت گرفت. داده ها توسط نرم افزار SPSS version 16 و آزمون آماری ANOVA و تست تعقیبی توکی آنالیز شدند.
نتایجمیانگین تعداد سلول های اسپرماتوژنیک، سرتولی، لیدیگ، میویید، نمره جانسون، میانگین قطر و ضخامت اپی تلیوم زایا به دنبال آسیب ایسکمی-ریپرفیوژن به صورت معنی داری کاهش یافت. میانگین ضخامت غشای پایه لوله های سمینی فروس و هم چنین درصد اسپرم های دارای هیستون اضافه به دنبال آسیب ایسکمی ریپرفیوژن افزایش یافت (0/001 <p). پس از درمان با PRP، بهبودی قابل توجهی در ساختار بافتی لوله ها، زنده مانی سلول ها و تراکم کروماتین اسپرم یافت شد درحالیکه هم چنان تفاوت معناداری درمقایسه با گروه کنترل مشاهده گردید (0/001 <p).
نتیجه گیری:
PRP با دارا بودن فاکتورهای رشد و سیتوکین های ضدالتهابی دخیل در رگ زایی و عملکرد آنتی اکسیدانی قادر است عوارض ناشی از آسیب ایسکمی-ریپرفیوژن را به طور نسبی بهبود بخشد.
کلید واژگان: پیچش طناب اسپرماتیک، پلاسمای غنی از پلاکت، اسپرماتوژنز، آسیب ایسکمی- ریپرفیوژن، کروماتینJournal of Shaeed Sdoughi University of Medical Sciences Yazd, Volume:30 Issue: 12, 2023, PP 6211 -6222IntroductionTorsion of spermatic cord induces ischemic-reperfusion injury which leads to testicular dysfunction, apoptosis of germ cells, ROS generation and infertility. Platelet-rich plasma (PRP) is a rich source of growth factors and anti-inflammatory cytokines. In this study, the effects of PRP on spermatogenesis and sperm chromatin condensation after ischemia-reperfusion injury were evaluated.
MethodsForty adult male mice were procured in the study. Control group, torsion/ detorsion group, negative control group: torsion/ detorsion surgery with intra testicular injection of culture medium, treatment group: torsion/ detorsion surgery with intra testicular injection of PRP. After one cycle of spermatogenesis, histomorphometric evaluation was performed by PAS staining and sperm chromatin condensation was assessed by aniline blue staining. Data was analyzed by using SPSS Statistics and ANOVA followed by Tukey test.
ResultsThe mean number of spermatogenic cells, Sertoli, Leydig, Myoid, Johnson score and mean diameter and thickness of germinal epithelium were significantly decreased following ischemia-reperfusion injury. Mean thickness of seminiferous tubules basement membrane as well as sperm percentage with residual histone increased after ischemia-reperfusion injury (P <0.001). After PRP treatment, there was a significant improvement in the histological structure of the tubules, cell viability, and sperm chromatin condensation (P <0.001). While, a significant difference was observed in comparison with control group.
ConclusionPRP can partially ameliorate the complications of ischemia-reperfusion injury through its growth factors and anti-inflammatory cytokines involved in angiogenesis and antioxidant activity.
Keywords: Spermatic cord torsion, Platelet-rich plasma, Spermatogenesis, chromatin
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.