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精子发生,是以精原干细胞(spermatogonial stem cells,SSCs)为起点,在睾丸曲细精管内由SSCs经过有丝分裂和减数分裂成为成熟精子的全过程,这个过程受到多种细胞类型、激素、旁分泌因子、基因和表观遗传调控因子的参与,精子发生直接影响雄性动物精子数量和质量。杜仲叶是杜仲科植物杜仲Eucommia ulmoides Oliv.的干燥叶,性味辛、温,功能补肝肾,强筋骨,主治肝肾不足等,主要含有绿原酸、京尼平、槲皮素等成分,具有抗炎、抗菌、抗氧化等作用,有研究表明杜仲叶乙醇提取物可以提高雄性小鼠生殖激素分泌进而促进小鼠精子发生,然而活性成分及作用机制鲜有研究。本研究通过杜仲叶乙醇提取物的小鼠体内实验、网络药理学方法进行活性成分预测及筛选,活性成分体外增强精原干细胞增殖和促进睾丸间质细胞睾酮分泌的作用机制研究和体内生精活性检测以及对环磷酰胺生殖毒性的抑制作用研究,取得以下结果:(1)杜仲叶乙醇提取物制备及其精子发生活性检测通过乙醇提取法制备杜仲叶乙醇提取物,并用高效液相色谱法对质控成分绿原酸进行检测,通过小鼠体内精子发生活性试验检测杜仲叶乙醇提取物的生精活性。结果表明,杜仲叶乙醇提取物得率为41.25%,绿原酸含量为26.67 mg/g;杜仲叶乙醇提取物(0.8和1.2 g/kg)可提高小鼠血清睾酮和促卵泡素水平(P<0.05),增加睾丸曲细精管管腔和附睾中精子数量(P<0.05)。说明杜仲叶乙醇提取物具有促进小鼠精子发生的作用。(2)杜仲叶乙醇提取物调节精原干细胞增殖和自我更新的活性成分筛选及其作用机制通过网络药理学方法筛选杜仲叶中与精子发生相关的化合物,并通过C18-4精原干细胞体外增殖试验对化合物进行活性比较;通过网络药理学方法预测活性较强化合物作用机制以及关键靶基因;通过q RT-PCR对预测结果进行验证;sh RNA干扰关键基因表达后,通过流式细胞术、Western blot、免疫荧光和q RT-PCR检测化合物对精原干细胞增殖和自我更新以及相关基因表达的影响。结果表明,与精子发生相关化合物为绿原酸、槲皮素、芦丁和山奈酚,且绿原酸(50μmol/L)对C18-4细胞的增殖活性具有较强的促进作用(P<0.05);抑制Shp2基因表达后,C18-4增殖能力减弱(P<0.05),且绿原酸对其促进作用不显著;进一步研究表明绿原酸(50μmol/L)通过上调Shp2促进Bcl6b、Etv5和Plzf表达以及ERK1/2的磷酸化(P<0.05)同时抑制c-Kit的表达(P<0.05)。说明,绿原酸在Shp2基因的介导下通过激活MAPK信号通路,以及上调Plzf、Bcl6b和Etv5基因的表达来促进精原干细胞的增殖与自我更新。(3)杜仲叶乙醇提取物调节睾丸间质细胞睾酮分泌的活性成分筛选及其作用机制通过TM3睾丸间质细胞体外睾酮合成试验对杜仲叶中与精子发生相关的化合物进行活性筛选;通过网络药理学方法预测活性较强化合物的作用机制以及关键靶基因;通过q RT-PCR对预测结果进行验证;sh RNA干扰关键基因表达后,通过流式细胞术、Western blot、Elisa和q RT-PCR检测化合物对TM3睾丸间质细胞睾酮合成和细胞增殖以及相关基因表达的影响。结果表明,绿原酸(1μmol/L)对TM3细胞睾酮合成具有较强的促进作用(P<0.05),同时能够促进TM3细胞增殖(P<0.05);抑制Shp2基因表达后,TM3细胞睾酮合成下降(P<0.05),且绿原酸对其促进作用不显著;进一步研究表明,绿原酸通过上调Shp2促进Star的表达和ERK1/2的磷酸化(P<0.05)。说明,绿原酸在Shp2介导下上调Star的表达ERK1/2磷酸化来促进精睾丸间质细胞睾酮分泌和细胞增殖。(4)绿原酸对小鼠精子发生的影响通过小鼠体内精子发生活性试验检测绿原酸生精活性;以及q RT-PCR检测睾丸组织中精子发生相关基因的表达;通过环磷酰胺诱导小鼠生殖损伤试验,检测绿原酸抗生殖损伤作用;通过环磷酰胺代谢产物丙烯醛体外细胞毒性试验,检测绿原酸抗凋亡作用。结果表明,绿原酸(20和40 mg/kg)能够有效地促进小鼠体内睾酮分泌(P<0.05),增加精子数量(P<0.05)同时绿原酸(20和40 mg/kg)促进睾丸组织中Shp2、Plzf、Bcl6b以及Star的表达(P<0.05);绿原酸(100和150 mg/kg)能够有效拮抗环磷酰胺抑制小鼠体内睾酮和促卵泡素分泌的作用(P<0.05),同时增加睾丸和附睾中精子数量(P<0.05);绿原酸(10μmol/L)能够缓解丙烯醛(60μmol/L)对TM3睾丸间质细胞的细胞毒性(P<0.05),绿原酸(10和20μmol/L)能够抑制Caspase3和Bax的表达并促进Bcl2的表达(P<0.05)。说明绿原酸具有促进小鼠精子发生的作用,但其作用效果弱于杜仲叶乙醇提取物;同时,绿原酸能够通过拮抗丙烯醛造成的睾丸间质细胞凋亡造成的睾酮分泌水平下降,从而抑制环磷酰胺的生殖毒性。综上所述,杜仲叶乙醇提取物具有促进精子发生的作用,通过网络药理学预测得到4种化合物,并通过精原干细胞增殖活性和睾丸间质细胞睾酮分泌活性筛选,其中绿原酸效果较好。进一步研究阐释了绿原酸可以通过SHP2-MAPK和SHP2-St AR通路调节精原干细胞自我更新和增殖以及睾丸间质细胞睾酮分泌。此外,绿原酸可通过抑制睾丸间质细胞凋亡来缓解环磷酰胺的生殖毒性。本论文研究结果为杜仲叶及其有效成分用于提高家畜繁殖效率及相关疾病治疗提供理论依据,为补肾类中药在该领域的开发应用提供思路。