枸杞多糖對(duì)男性生殖系統(tǒng)的保護(hù)作用及其機(jī)制實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展

顏 玲，邊 璐，龐 萍，謝瑾峰，孫升云

(1.暨南大學(xué) 中醫(yī)學(xué)院，廣東 廣州 510632；2.暨南大學(xué)附屬第一醫(yī)院，廣東 廣州 510632)

枸杞是一種茄科落葉灌木，作為傳統(tǒng)中藥材已有上千年的歷史，深受古今學(xué)者的喜愛(ài)。在古代，魏晉·陶弘景就在《名醫(yī)別錄》一書(shū)中提到：“枸杞，補(bǔ)內(nèi)傷，堅(jiān)骨，強(qiáng)陰”；唐·孟冼在《食療本草》一書(shū)中記載：“枸杞，補(bǔ)筋骨、益人、祛勞傷、益腎氣?！绷硗?，諸多現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)，枸杞的活性成分包括枸杞多糖(Lycium barbarum polysaccharide，LBP)、類黃酮、類胡蘿卜素、甜菜堿、腦苷脂、β-甾醇類等[1]。作為枸杞的主要活性成分，LBP具有保護(hù)生殖系統(tǒng)、修復(fù)神經(jīng)、抗缺氧、調(diào)節(jié)免疫、延緩衰老、保護(hù)肝臟、抗輻射、抗疲勞、抗腫瘤等多種生理活性[1-3]。近年來(lái)，中醫(yī)藥領(lǐng)域越來(lái)越重視LBP的藥用價(jià)值的研究，其中，LBP對(duì)男性生殖系統(tǒng)的保護(hù)作用是目前研究的熱點(diǎn)[4]。

男性生殖系統(tǒng)的損傷可由多種原因引起，包括放療、化療藥物的應(yīng)用，不良生活方式、巨大的生活壓力，諸如糖尿病[5]等內(nèi)分泌疾病，環(huán)境暴露如鎘、甲醛、已烯雌酚、壬基酚、鄰苯二甲酸單(2-乙基)己酯(Mono(2-ethylhexyl)phthalate，MEHP)、鄰苯二甲酸單丁酯(monobutyl phthalate，MBP)和全氟辛酸(Perfluorooctanoic acid，PFOA)等。目前，男性生殖系統(tǒng)損傷的病因和發(fā)病機(jī)制尚未闡明，西醫(yī)的臨床診療手段有限，療效欠佳；中醫(yī)藥在該方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。

本文就近年來(lái)應(yīng)用LBP治療雄性生殖系統(tǒng)的保護(hù)作用及機(jī)制進(jìn)行綜述，為更深入研究提供參考。

1 LBP對(duì)男性生殖系統(tǒng)保護(hù)作用的機(jī)制

1.1 抗氧化應(yīng)激和清除自由基

LBP是一種具有天然活性的植物多糖[6]，可以維持正常的細(xì)胞形態(tài)和結(jié)構(gòu)，修復(fù)受損細(xì)胞的形態(tài)，還能抑制氧化損傷引起的細(xì)胞活力下降和凋亡，其機(jī)制主要表現(xiàn)為清除多余的脂質(zhì)過(guò)氧化物，如乳酸脫氫酶(Lactic acid dehydrogenase，LDH)、丙二醛(Malondialdehyde，MDA)，提高細(xì)胞內(nèi)的超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase，SOD)、谷胱甘肽(Glutathione，GSH)等抗氧化物酶水平。

某些疾病如糖尿病[5]、電離輻射[7-9]，化療藥物如環(huán)磷酰胺[10-11]等的應(yīng)用，環(huán)境暴露如PFOA[12]、鎘[13]、甲醛[14]、壬基酚[15]、MEHP和MBP[16]、己烯雌酚(Diethylstilbestrol，DES)[17]等對(duì)男性生殖系統(tǒng)的毒性損害主要表現(xiàn)為破壞體內(nèi)氧化和抗氧化的平衡(以SOD等抗氧化酶活性明顯下降，脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物MDA 顯著升高為主要特征)，從而對(duì)睪丸組織造成損傷。LBP通過(guò)增加SOD活性、降低MDA含量，發(fā)揮抑制細(xì)胞死亡，拮抗放療[9]、化療藥物等因素的毒害作用，從而減輕生精細(xì)胞的損傷[4，10，14，16]。

指標(biāo)宋鵬琰[12]PFOA組80mg/kgLBP+PFOA組ZHAO等[18]模型組LBP+模型組(實(shí)驗(yàn)組A)MDA(nmol/mL)1.5±0.50.275±0.02517.62±1.7913.47±1.35SOD(U/mL)75.5±0.5101±150.64±12.9775.04±14.28GSH-PX(U/mL)20.25±0.2533.5±0.5133.22±17.18159.24±17.63

由表1可見(jiàn)，兩項(xiàng)研究的LBP+模型組的SOD活性明顯高于對(duì)應(yīng)的模型組，而MDA含量均顯著低于模型組；此外，宋鵬琰[12]和ZHAO等[18]研究結(jié)果證實(shí)LBP組GPX的活性高于模型組。

孫晶等[15]研究結(jié)果證實(shí)：模型組+LBP不同劑量組的SOD表達(dá)量均高于模型組，模型組+200 mg/kgLBP組的SOD表達(dá)接近于正常對(duì)照組；同時(shí)，模型組+LBP不同劑量組的MDA表達(dá)低于模型組，模型組+200 mg/kg LBP組的SOD表達(dá)接近于正常對(duì)照組，見(jiàn)圖1。

注：Model(20mg/kg)，模型組(甲醛20mg/kg腹腔注射)；Nomal，正常對(duì)照組(生理鹽水灌胃)

圖1 各組MDA、SOD的結(jié)果比較(Mean±SD)

趙亞兵等[7]研究結(jié)果顯示，80mg/kg LBP+照射組的GSH-Px表達(dá)量高于照射組，同時(shí)80mg/kg LBP+照射組的GSH-Px表達(dá)量與正常對(duì)照組的GSH-Px表達(dá)量接近，見(jiàn)圖2。

注：Model，照射組(60Co-γ射線照射)；Nomal，正常對(duì)照組

綜上所述，LBP可以通過(guò)提高抗氧化酶活性和清除自由基，恢復(fù)由PFOA、鎘、MEHP和MBP、戊巴比妥鈉和輻射對(duì)睪丸細(xì)胞造成的氧化應(yīng)激損傷。

1.2 抑制生精細(xì)胞凋亡

LBP抑制細(xì)胞凋亡的機(jī)制可能是通過(guò)調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)蛋白和基因水平來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在性腺細(xì)胞凋亡過(guò)程中，促凋亡蛋白Bax主要起促進(jìn)凋亡的作用，抗凋亡蛋白bcl-2具有抗氧化作用，其中LBP通過(guò)抑制促凋亡蛋白的產(chǎn)生來(lái)抑制細(xì)胞凋亡，維持細(xì)胞的穩(wěn)定性[16]。同時(shí)，Bax/bcl-w比值是影響生精細(xì)胞凋亡及支持細(xì)胞凋亡的決定性因素[10]。

指標(biāo)黃宗軒[19]Model10mg/kgLBP+ModelLUO等[20]Model10mg/kgLBP+ModelBax187.76±9.15116.04±7.3131.38±4.9719.56±3.54Bcl-2//28.75±3.0619.25±2.69Bcl-w176.15±9.48274.70±15.24//Bax/bcl-2/w1.07±0.020.42±0.010.920.98

黃宗軒[19]研究結(jié)果表明，LBP+模型組Bax和Bax/bcl-2/w表達(dá)水平較模型組下降，LBP+模型組的bcl-2/w的表達(dá)水平較模型組增加；LUO等[20]研究組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示LBP+模型組Bax和Bcl-2陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)比例較模型組顯著降低，而B(niǎo)ax/bcl-2較模型組變化不明顯，詳見(jiàn)表3。

上述結(jié)果表明，LBP通過(guò)調(diào)節(jié)bcl-2/w和Bax的表達(dá)，對(duì)由MEHP和MBP、環(huán)磷酰胺、電離照射等誘導(dǎo)的精子細(xì)胞凋亡具有保護(hù)作用。

表3 P53，caspase-8，caspase-9，HSP70表達(dá)在各研究中的變化

P53基因可以觸發(fā)細(xì)胞凋亡，Caspase-8是Fas/Fas L系統(tǒng)誘導(dǎo)死亡受體通路的下游產(chǎn)物，Caspase-9是bcl-2家族誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的下游產(chǎn)物[17]熱休克蛋白(Hot shock protein，HSP)在多種有害因素的刺激下表達(dá)強(qiáng)烈[9]。

由表3可見(jiàn)，2項(xiàng)研究結(jié)果表明，10mg/kg LBP+模型組凋亡蛋白P53、capase-8、capase-9、HSP70的表達(dá)低于模型組。

圖3 Gtl2，Rian，Dio3基因在各實(shí)驗(yàn)組表達(dá)變化

宋鵬琰[12]實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與PFOA組(模型組)相比，80 mg/kg+模型組和100 mg/kg LBP+模型組可顯著上調(diào)Gtl2、Rian、Dio3基因mRNA的表達(dá)量，見(jiàn)圖3。

綜上可知，LBP可通過(guò)調(diào)控bax、bcl-w、P53、capase-8、capase-9、HSP70等凋亡相關(guān)蛋白以及Dio3、Gt12、Rian等基因的表達(dá)，達(dá)到拮抗輻射、MEHP和MBP、DES、環(huán)磷酰胺、PFOA等對(duì)睪丸組織的凋亡的作用。

1.3 調(diào)節(jié)性激素平衡

睪丸是性生殖系統(tǒng)的核心，與下丘腦、垂體共同參與雄激素和精子的合成[21]。雄激素主要由睪酮(Testosterone，T)、雙氫睪酮(Dihydrotestosterone，DHT)組成。睪丸生精小管中高濃度的T對(duì)促進(jìn)精子形成有良好的作用，T缺乏的患者常表現(xiàn)為睪丸功能障礙。促性腺激素釋放激素(Gonadotrophin releasing hormone，GnRH)由下丘腦分泌，通過(guò)垂體-門(mén)靜脈系統(tǒng)作用于垂體，促進(jìn)垂體前葉分泌卵泡刺激素(Follicle stimulating hormone，F(xiàn)SH)和黃體生成素(Luteinizing hormone，LH)。T由睪丸間質(zhì)細(xì)胞刺激生成，聯(lián)合FSH共同促進(jìn)生精細(xì)胞的發(fā)育成熟，但同時(shí)也可負(fù)向抑制FSH、LH的分泌，維持三者之間的平衡。由此可知，下丘腦-垂體-性腺軸通過(guò)影響T、FSH、LH等性激素的合成和分泌，在性成熟、生殖和性行為等生殖活動(dòng)的不同階段發(fā)揮著重要作用。

指標(biāo)宋鵬琰[12]Model(PFOA)80mg/kgLBP+ModelSHI等[5]Model40mg/kgLBP+Model黃宗軒[19]Model10mg/kgLBP+ModelT(ng/mL)0.19±0.021.35±0.210.6±0.11.55±0.153.96±0.125.43±0.30FSH(mIU/mL)//1.5±0.11.7±0.15.73±0.274.96±0.85LH(mIU/mL)//0.835±0.0751.125±0.12512.24±0.3211.25±0.30LH/FSH//0.5±0.050.65±0.050.48±0.030.66±0.06

宋鵬琰[12]、黃宗軒[19]、SHI等[5]3項(xiàng)研究結(jié)果表明，LBP+模型組的血清T水平較模型組明顯升高，說(shuō)明LBP可改善鏈脲佐菌素、環(huán)磷酰胺、PFOA誘導(dǎo)的小鼠睪丸功能障礙，詳見(jiàn)表4。另外，TANG等[14]通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)，LBP可以修復(fù)壬基酚(一種類似雌激素的人工內(nèi)分泌干擾物，干擾激素分泌)對(duì)斑馬魚(yú)睪丸造成的損傷。

趙亞兵[7]通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，模型組+80mg/kg LBP組的血清T表達(dá)水平明顯高于模型組，低于正常組，且3組的LH、FSH表達(dá)水平差異不大，見(jiàn)圖4。

圖4 T，LH，F(xiàn)SH結(jié)果在各組中的比較

HUANG等[22]實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，血清T水平在模型組+100 mg/kg LBP組的表達(dá)明顯高于模型組，見(jiàn)圖5。

圖5 血清T結(jié)果在各組中的比較

上述研究結(jié)果表明，LBP可通過(guò)調(diào)控性激素T、FSH、LH的水平修復(fù)由鏈脲佐菌素、環(huán)磷酰胺、PFOA、壬基酚、輻射等誘導(dǎo)的小鼠睪丸功能障礙，另外還可在不刺激大鼠的情況下增強(qiáng)大鼠的性行為。

1.4 促進(jìn)精子發(fā)生過(guò)程中相關(guān)因子的表達(dá)

干細(xì)胞的發(fā)育受其特定的外部環(huán)境和內(nèi)部因素的調(diào)控，干細(xì)胞生長(zhǎng)因子由支持細(xì)胞分泌的。因此，我們可以認(rèn)為血睪丸屏障[20]，即一個(gè)有利于生精細(xì)胞分化發(fā)育的微環(huán)境，主要由睪丸支持細(xì)胞組成，必然對(duì)生精細(xì)胞的行為產(chǎn)生一定影響。

1.5 對(duì)生殖系相關(guān)神經(jīng)的影響

非膽堿能神經(jīng)和非腎上腺(Noncholinergic and nonadrenal，NANC)神經(jīng)刺激陰莖勃起；在陰莖海綿體的NANC神經(jīng)中，存在一氧化氮合酶(Nitric oxide synthase，NOS)和一氧化氮(Nitric oxide，NO)的神經(jīng)傳遞過(guò)程。NO由NOS催化，廣泛存在于睪丸、附睪、陰莖等生殖系統(tǒng)中，激活鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶使細(xì)胞產(chǎn)生大量的磷酸環(huán)鳥(niǎo)苷(Cyclic guanosine phosphate，cGMP)，從而迅速降低海綿體平滑肌的張力，使海綿體腔充血，促進(jìn)陰莖勃起，同時(shí)，其在體內(nèi)的生物學(xué)作用取決于NOS的活性[23]。

男性的性行為主要由性動(dòng)機(jī)和性交配兩部分組成，同時(shí)它們分別由相關(guān)神經(jīng)支配。通過(guò)研究LBP對(duì)男性性功能的影響，評(píng)價(jià)神經(jīng)元NOS在內(nèi)側(cè)視前區(qū)(Medial preoptic area，MPOA)和室旁核(Paraventricular nucleus，PVN)的表達(dá)及機(jī)制，其中，MPOA和PVN區(qū)域負(fù)責(zé)性啟動(dòng)，HUANG 等[22]實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，LBP可通過(guò)增加雄性大鼠MPOA中神經(jīng)元NOS的表達(dá)而增強(qiáng)性行為。

2 LBP對(duì)雄性生殖系統(tǒng)的保護(hù)作用

2.1 對(duì)男性生殖器官和精子參數(shù)的影響

眾所周知，睪丸在精子形成和性激素調(diào)節(jié)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。睪丸支持細(xì)胞為各級(jí)生精細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng)、支持和保護(hù)，并可通過(guò)緊密連接參與血睪丸屏障的形成，為生精細(xì)胞的發(fā)育提供良好的微環(huán)境。附睪是成熟精子在睪丸中的重要儲(chǔ)存部位。睪丸和附睪的形態(tài)和組織結(jié)構(gòu)對(duì)精子發(fā)生有重要影響，同時(shí)，精子參數(shù)能有效地反映性器官的結(jié)構(gòu)和功能[21]。

劉玉姣[17]實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，模型組(DES染毒)+10 mg/kg LBP組睪丸及附睪重量明顯高于模型組，詳見(jiàn)圖6。

圖6 各組中睪丸(Testis)和附睪(Epididymis)體重比較

如圖7所示，Luo 等[20]研究發(fā)現(xiàn)，模型組(電離輻射)+10 mg/kg LBP組睪丸及附睪重量明顯高于模型組。

圖7 LBP對(duì)大鼠睪丸(Testis)和附睪(Epididymis)體重的影響

周賢偉等[24]實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，模型組(白消安染毒)+300 mg/kg LBP組睪丸及附睪重量明顯高于模型組。見(jiàn)圖8。

圖8 各組中睪丸(Testis)和附睪(Epididymis)體重比較

唐霖等[8]通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，模型組+不同劑量LBP組的精子密度和精子活性均高于模型組，接近正常組。見(jiàn)圖9。

圖9 各組精子密度(sperm density)和精子活性(sperm activity)表達(dá)水平比較

黃宗軒[19]通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，模型組(環(huán)磷酰胺染毒)+LBP不同劑量組的精子密度高于模型組，接近正常組。詳見(jiàn)圖10。

圖10 各組精子密度(sperm density)表達(dá)水平比較

劉玉姣[17]研究發(fā)現(xiàn)，模型組(DES染毒)+ LBP不同劑量組的精子數(shù)量及去精子率均高于模型組，接近正常組。見(jiàn)圖11。

圖11 各組精子表達(dá)量(amount of sperm)及精子畸形率(rate of sperm defomation)變化

2.2 對(duì)性功能的影響

眾所周知，LBP可以保護(hù)生殖功能。男性的性行為主要由兩部分組成：性動(dòng)機(jī)和性交，這兩部分分別由相關(guān)神經(jīng)支配。大腦內(nèi)MPOA和PVN負(fù)責(zé)性啟動(dòng)，包括陰莖非接觸性勃起(Penile non-contact erection，NCE)，交媾參數(shù)表現(xiàn)為坐位頻率(Mount frequency，MF)、插入延遲(Intromission latency，IL)、插入頻率(Intromission frequency，IF)、射精潛伏期(Ejaculation latency，EL)、射精頻率(Ejaculatory frequency，EF)、射精后間隔(Post-ejaculatory intervals，PEI)[22]。

HUANG等[22]通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，模型組(空白組)+100 mg/kg LBP組MF、IF、EF表達(dá)高于模型組，而LBP +100 mg/kg LBP組IL、EL、PEI表達(dá)低于模型組。見(jiàn)圖12。

圖12 MF、IL、IF、EL、EF、PEI 在各組中結(jié)果比較

2.3 對(duì)精原干細(xì)胞的影響

精子發(fā)生是以生精細(xì)胞為基礎(chǔ)的。眾所周知，精原干細(xì)胞分為A型和B型，位于睪丸曲細(xì)精管的基底膜，不僅可以更新自己，同時(shí)也是精子形成的基礎(chǔ)。C-kit是干細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體，在睪丸組織中的A型精原細(xì)胞中被發(fā)現(xiàn)，同時(shí)也是精子發(fā)生的特異性標(biāo)志物之一。C-kit陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)和H-score是評(píng)價(jià)生精細(xì)胞的指標(biāo)[24]。

周賢偉等[24]實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，模型組(白消安組)+不同劑量LBP組的c-kit陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)和H-score明顯高于模型組。見(jiàn)圖13。

圖13 各組中c-kit陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)和H-score結(jié)果比較

眾所周知，睪丸支持細(xì)胞合成和分泌雄激素結(jié)合蛋白(Androgen binding proteins，ABP)，形成血睪丸屏障，促進(jìn)精子的產(chǎn)生和成熟，也可作為睪丸功能的指標(biāo)。

趙亞兵[7]實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，模型組(輻射組)+80 mg/kg LBP組ABP表達(dá)水平顯著高于模型組，且與正常對(duì)照組接近。詳見(jiàn)圖14。

圖14 ABP在各組中的比較

LUO等[20]實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，模型組(輻射組)+10 mg/kg LBP組的睪丸生殖細(xì)胞如凋亡細(xì)胞(Apoptotic cell)、單倍體細(xì)胞(Haploid cell，)、二倍體細(xì)胞(Diploid cell)、減數(shù)分裂細(xì)胞(Detraploid cell)的表達(dá)水平明顯高于模型組(輻射組)，且與正常對(duì)照組相近。詳見(jiàn)圖15。

圖15 LBP對(duì)輻照大鼠睪丸生殖細(xì)胞計(jì)數(shù)的影響

3 總結(jié)與展望

綜上所述，大量實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)，LBP可通過(guò)清除自由基、抑制細(xì)胞凋亡、調(diào)節(jié)激素平衡、增強(qiáng)細(xì)胞免疫等機(jī)制修復(fù)雄性生殖器官、精子參數(shù)、性功能、精原干細(xì)胞等生殖系，拮抗輻射、藥物、疾病、環(huán)境和氧化應(yīng)激引起的睪丸損傷。通過(guò)對(duì)LBP治療和修復(fù)雄性性腺損傷的作用機(jī)理的綜述，表明LBP治療雄性生殖系統(tǒng)功能障礙是有效的，可以更好地指導(dǎo)臨床實(shí)踐。

然而，關(guān)于LBP修復(fù)性腺損傷的研究還不夠全面，大部分研究還處于實(shí)驗(yàn)階段，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)LBP的臨床研究與開(kāi)發(fā)，為臨床應(yīng)用提供更充分的理論依據(jù)。目前，關(guān)于LBP對(duì)生殖系統(tǒng)損傷的修復(fù)作用大部分研究著眼于雄性生殖系統(tǒng)，對(duì)雌性生殖系統(tǒng)損傷的修復(fù)作用還相對(duì)較少，在以后的研究中可加大這方面的研究力度。