思春期前の雄ラットの生殖系に及ぼすゲニステインの効果のメカニズム

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Sichuan Da Xue Xue Bao Yi Xue Ban.2020 Jan;51(1):7-12. doi: 10.12182/20200160501.

思春期前の雄ラットの生殖系に及ぼすゲニステインの効果のメカニズム

[Mechanism of Effects of Genistein on the Reproductive System of Prepubertal Male Rats].

Xiao-Yue Tang
Qiu-Ying Cai
Yu-Lin Li
Fan Lü
Jing-Yan Shan
Yun Li

PMID: 31950782 DOI: 10.12182/20200160501.

抄録

目的:

思春期前の雄性ラットにおけるゲニステイン（GEN）の生殖系への影響を調べる。

Objective: To study the effects of genistein (GEN) on reproductive system in prepubertal male rats.

方法:

ＳＰＦ値を有する雄性ＳＤラット３０匹を無作為にコントロール群（Ｃｏｎ群）、低用量群（Ｇ１群）、高用量群（Ｇ２群）に分け、各群１０匹ずつ投与した。等量のコーン油、１５０ｍｇ／ｋｇ、３００ｍｇ／ｋｇに溶解したＧＥＮをそれぞれ毎日投与し、翌日に体重を測定した。6週間後にラットを犠牲にし、精巣、精巣上体、前立腺を解剖し、臓器係数を算出した。精巣の病理組織学的変化を観察した。精子の数を数え、精子奇形率を算出した。血清テストステロンとエストラジオールの濃度をラジオイムノアッセイで検出した。精巣組織におけるプロテインホスファターゼ２，レギュラトリーサブユニットＢ，γ（ＰＰＰＰ２Ｒ２Ｃ）タンパク質の発現を免疫蛍光アッセイにより検出した。ラット精巣におけるPPP2R2Cおよびサイクリン依存性プロテインキナーゼ2（CDK2）のmRNAおよびタンパク質発現量を、それぞれリアルタイム定量蛍光PCR（RT-qPCR）およびウェスタンブロットにより検出した。精巣組織中のプロテインホスファターゼ2A（PP2A）活性を免疫沈降法で検出した。

Methods: Thirty SPF-rated male SD rats were randomly divided into control group (Con group), low-dose group (G1 group) and high-dose group (G2 group), with 10 rats in each group. Corn oil, 150 mg/kg and 300 mg/kg GEN dissolved in corn oil of equal volume were respectively administered every day and weighed the next day. After 6 weeks, the rats were sacrificed, and the testis, epididymis and prostate were dissected, and organ coefficients were calculated. Histopathological changes of testis was observed. The number of sperm was counted and the rate of sperm malformation was calculated. The concentrations of serum testosterone and estradiol were detected by radioimmunoassay. The protein phosphatase 2, regulatory subunit B, gamma (PPP2R2C) protein expression in testicular tissue was detected by immunofluorescence assay. The mRNA and protein expression levels of PPP2R2C and cyclin dependent protein kinases 2 (CDK2) in rat testis were detected by real-time quantitative fluorescence PCR (RT-qPCR) and Western blot, respectively. The protein phosphatase 2A (PP2A) activity in testicular tissue was detected by immunoprecipitation.

結果:

体格、精子数、血清エストラジオール、PP2A酵素活性には群間で統計学的に有意な差はなかった（＞0.05）。G2群では精巣の病理構造に障害がみられた。G1、G2群の精子異常率はCon群よりも高かった( <0.05)。G2群の血清テストステロン濃度はCon群よりも低かった( <0.05)。G2群のPPP2R2CおよびCDK2の発現はCon群よりも高かったが( <0.05)、タンパク質の発現量はCon群よりも低かった(<0.05)。PPP2R2Cタンパク質は各群とも精巣組織で発現していた。

Results: There were no statistically significant differences in body mass, sperm number, serum estradiol and PP2A enzyme activity among the groups ( >0.05). The pathological structure of testicular in G2 group was disordered. Sperm abnormality rate in G1 and G2 groups was higher than that in Con group ( <0.05). Serum testosterone concentration in G2 group was lower than that in Con group ( <0.05). The expression of PPP2R2C and CDK2 in G2 group was higher than that in Con group ( <0.05), but the protein level was lower than that in Con group ( <0.05). PPP2R2C protein was expressed in testicular tissue in each group.

結論:

思春期前の高用量（300 mg/kg）GENへの長期暴露は、成体雄ラットの生殖機能に悪影響を及ぼす可能性がある。PPP2R2C-PPP2A-CDK2リン酸化経路がラットの生殖機能に影響を与えるかどうかについては、さらなる調査が必要である。

Conclusion: Long-term exposure to high dose (300 mg/kg) GEN during prepuberty may cause adverse effects on reproductive function in adult male rats. Further investigation is needed to determine whether PPP2R2C-PP2A-CDK2 phosphorylation pathway affects reproductive system in rats.