Роль пробиотиков в регуляции экспрессии генов, поддерживающих антиоксидантный статус и функциональность семенников мышей, при воспалительных процессах, индуцированных липополисахаридами
1. Воронежский государственный университет, Воронеж, Россия 2. Воронежский государственный университет, Воронеж, Россия; Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж, Россия 3. Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж, Россия
Известно, что системное индуцированное липополисахаридами (ЛПС) воспаление затрагивает целый ряд органов, в том числе и мужскую репродуктивную систему. В данном исследовании мы продемонстрировали, что индуцированное инъекциями ЛПС воспаление вызывает окислительный стресс в семенниках мышей, снижает экспрессию генов, кодирующих каталитическую субъединицу глутамат-цистеинлигазы (Gclc) и супероксиддисмутазы 2 (Sod2). Воспаление подавляло транскрипцию генов, участвующих в дифференциации и метаболической регуляции клеток семенников и созревании сперматозоидов — в группе ЛПС экспрессия генов Amh, Lepr, Eif2b4 была примерно в 3 раза ниже по сравнению с контрольной группой. Приём пробиотических микроорганизмов вызывал снижение интенсивности перекисного окисления липидов, что проявлялось в снижении уровня диеновых конъюгатов (ДК) по сравнению с группой ЛПС, способствовал поддержанию уровня экспрессии генов, поддерживающих антиоксидантный статус, а также генов, поддерживающих функциональность семенников мышей. Полученные данные позволяют рассматривать пробиотики как потенциальное средство для поддержания репродуктивной функции мужчин на фоне воспалительных процессов.
Бабенкова П.И., Чиркин Е.А., Сыромятников М.Ю., Зверева О.В., Толкачева А.А., Корнеева О.С., Гуреев А.П. (2025) Роль пробиотиков в регуляции экспрессии генов, поддерживающих антиоксидантный статус и функциональность семенников мышей, при воспалительных процессах, индуцированных липополисахаридами. Биомедицинская химия, 71(1), 51-58.
Бабенкова П.И. и др. Роль пробиотиков в регуляции экспрессии генов, поддерживающих антиоксидантный статус и функциональность семенников мышей, при воспалительных процессах, индуцированных липополисахаридами // Биомедицинская химия. - 2025. - Т. 71. -N 1. - С. 51-58.
Бабенкова П.И. и др., "Роль пробиотиков в регуляции экспрессии генов, поддерживающих антиоксидантный статус и функциональность семенников мышей, при воспалительных процессах, индуцированных липополисахаридами." Биомедицинская химия 71.1 (2025): 51-58.
Бабенкова, П. И., Чиркин, Е. А., Сыромятников, М. Ю., Зверева, О. В., Толкачева, А. А., Корнеева, О. С., Гуреев, А. П. (2025). Роль пробиотиков в регуляции экспрессии генов, поддерживающих антиоксидантный статус и функциональность семенников мышей, при воспалительных процессах, индуцированных липополисахаридами. Биомедицинская химия, 71(1), 51-58.
Список литературы
Лебедев Г.С., Голубев Н.А., Шадеркин И.А., Шадеркина В.А., Аполихин О.И., Сивков А.В., Комарова В.А. (2019) Мужское бесплодие в Российской Федерации: статистические данные за 2000–2018 годы. Экспериментальная и клиническая урология, 4, 4–12. CrossRef Scholar google search
Backhed F., Normark S., Schweda E.K.H., Oscarson S., Richter-Dahlfors A. (2003) Structural requirements for TLR4-mediated LPS signalling: a biological role for LPS modifications. Microbes. Infect., 5(12), 1057–1063. CrossRef Scholar google search
Zhang X., Wang T., Deng T., Xiong W., Lui P., Li N., Chen Y., Han D. (2013) Damaged spermatogenic cells induce inflammatory gene expression in mouse Sertoli cells through the activation of Toll-like receptors 2 and 4. Mol. Cell. Endocrinol., 365(2), 162–173. CrossRef Scholar google search
Hedger M.P. (2011) Toll-like receptors and signalling in spermatogenesis and testicular responses to inflammation— a perspective. J. Reprod. Immunol., 88(2), 130–141. CrossRef Scholar google search
Hedger M.P. (2011) Immunophysiology and pathology of inflammation in the testis and epididymis. J. Androl., 32(6), 625–640. CrossRef Scholar google search
Agita A., Alsagaff M.T. (2017) Inflammation, immunity, and hypertension. Acta. Med. Indones., 49(2), 158–165. Scholar google search
Wang Y., Xie Z. (2022) Exploring the role of gut microbiome in male reproduction. Andrology, 10(3), 441–450. CrossRef Scholar google search
Овчинников Р.И. (2022) Мужское бесплодие, связанное с окислительным стрессом сперматозоидов: патогенез и терапевтический подход. Медицинский совет, 5, 46–53. CrossRef Scholar google search
Wang Y., Wu Y., Wang Y., Xu H., Mei X., Yu D., Wang Y., Li W. (2017) Antioxidant properties of probiotic bacteria. Nutrients, 9(5), 521. CrossRef Scholar google search
McCarthy J., O'Mahony L., O'Callaghan L., Sheil B., Vaughan E.E., Fitzsimons N., Fitzgibbon J., O'Sullivan G.C., Kiely B., Collins J.K., Shanahan F. (2003) Double blind, placebo controlled trial of two probiotic strains in interleukin 10 knockout mice and mechanistic link with cytokine balance. Gut, 52(7), 975–980. CrossRef Scholar google search
Konieczna P, Akdis C.A., Quigley E.M.M., Shanahan F., O'Mahony L. (2012) Portrait of an immunoregulatory Bifidobacterium. Gut Microbes, 3(3), 261–266. CrossRef Scholar google search
Caldarelli M., Rio P., Marrone A., Ocarino F., Chiantore M., Candelli M., Gasbarrini A., Gambassi G., Cianci R. (2024) Gut-brain axis: focus on sex differences in neuroinflammation. Int. J. Mol. Sci., 25(10), 5377. CrossRef Scholar google search
Agirman G., Yu K.B., Hsiao E.Y. (2021) Signaling inflammation across the gut-brain axis. Science, 374(6571), 1087–1092. CrossRef Scholar google search
Thomas R.L., Crawford N.M., Grafer C.M., Halvorson L.M. (2013) Pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide (PACAP) in the hypothalamic-pituitary-gonadal axis: a review of the literature. Reprod. Sci., 20(8), 857–871. CrossRef Scholar google search
Mohammadzadeh P., Amberg G.C. (2023) AXL/Gas6 signaling mechanisms in the hypothalamic-pituitary-gonadal axis. Front. Endocrinol., 14, 1212104. CrossRef Scholar google search
Костюк В.А., Потапович А.И., Лунец Е.Ф. (1984) Спектрофотометрическое определение диеновых конъюгатов. Вопросы медицинской химии, 30(4), 125–127. Scholar google search
Ohkawa H., Ohishi N., Yagi K. (1979). Assay for lipid peroxides in animal tissues by thiobarbituric acid reaction. Anal. Biochem., 95(2), 351–358. CrossRef Scholar google search
Sansone A., Kliesch S., Isidori A.M., Schlatt S. (2019) AMH and INSL3 in testicular and extragonadal pathophysiology: what do we know? Andrology, 7(2), 131–138. CrossRef Scholar google search
Liu X., Liu S., Xu C. (2020) Effects of leptin on HPG axis and reproductive function in male rat in simulated altitude of 5500 m hypoxia environment. Biochem. Biophys. Res. Commun., 529(1), 104–111. CrossRef Scholar google search
Ohlenbusch A., Henneke M., Brockmann K., Goerg M., Hanefeld F., Kohlschütter A., Gärtner J. (2005) Identification of ten novel mutations in patients with eIF2B-related disorders. Hum. Mutat., 25(4), 411. CrossRef Scholar google search
Резниченко А.Г. (2007) Влияние химио- и радиотерапии на сперматогенез у онкологических больных. Проблемы репродукции, 13(4), 70–75. Scholar google search
Gureev A.P., Babenkova P.I., Nesterova V.V., Tsvetkova A.D., Gryaznova M.V., Shaforostova E.A. (2023) Protection of testis against lipopolysaccharide-induced toxicity: mildronate-induced L-carnitine depletion as a modulator of gut microbiome composition and gastrointestinal inflammation. Gastrointest. Disord., 5(4), 536–548. CrossRef Scholar google search
Ly L.K., Rowles J.L. 3rd., Paul H.M., Alves J.M.P., Yemm C., Wolf P.M., Devendran S., Hudson M.E., Morris D.J., Erdman J.W. Jr., Ridlon J.M. (2020) Bacterial steroid-17,20- desmolase is a taxonomically rare enzymatic pathway that converts prednisone to 1,4-androstanediene-3,11,17-trione, a metabolite that causes proliferation of prostate cancer cells. J. Steroid. Biochem. Mol. Biol., 199, 105567. CrossRef Scholar google search
Diviccaro S., Giatti S., Borgo F., Barcella M., Borghi E., Trejo J.L., Garcia-Segura L.M., Melcangi R.C. (2019) Treatment of male rats with finasteride, an inhibitor of 5alpha-reductase enzyme, induces long-lasting effects on depressive-like behavior, hippocampal neurogenesis, neuroinflammation and gut microbiota composition. Psychoneuroendocrinology, 99, 206–215. CrossRef Scholar google search
Colldén H., Landin A., Wallenius V., Elebring E., Fändriks L., Nilsson M.E., Ryberg H., Poutanen M., Sjögren K., Vandenput L., Ohlsson C. (2019) The gut microbiota is a major regulator of androgen metabolism in intestinal contents. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab., 317(6), E1182–E1192. CrossRef Scholar google search
Devendran S., Méndez-García C., Ridlon J.M. (2017) Identification and characterization of a 20β-HSDH from the anaerobic gut bacterium Butyricicoccus desmolans ATCC 43058. J. Lipid. Res., 58(5), 916–925. CrossRef Scholar google search
Carvajal G., Brukman N.G., Weigel Muñoz M., Battistone M.A., Guazzone V.A., Ikawa M., Haruhiko M., Lustig L., Breton S., Cuasnicu P.S. (2018) Impaired male fertility and abnormal epididymal epithelium differentiation in mice lacking CRISP1 and CRISP4. Sci. Rep., 8(1), 17531. CrossRef Scholar google search
Некрасов Э.В. (2012) Методы анализа перекисного окисления липидов в медико-биологических исследованиях. Бюллетень физиологии и патологии дыхания, 46, 98–108. Scholar google search
Mishra V., Shah C., Mokashe N., Chavan R., Yadav H., Prajapati J. (2015) Probiotics as potential antioxidants: a systematic review. J. Agric. Food Chem., 63(14), 3615–3626. CrossRef Scholar google search
Wang A.N., Yi X.W., Yu H.F., Dong B., Qiao S.Y. (2009) Free radical scavenging activity of Lactobacillus fermentum in vitro and its antioxidative effect on growing-finishing pigs. J. Appl. Microbiol., 107(4), 1140–1148. CrossRef Scholar google search
You T., Zhao Y., Liu S., Xu H. (2023) Lactiplantibacillus plantarum P101 attenuated cyclophosphamide-induced liver injury in mice by regulating the Nrf2/ARE signaling pathway. Int. J. Mol. Sci., 24(17), 13424. CrossRef Scholar google search
Mohammad S., Thiemermann C. (2021) Role of metabolic endotoxemia in systemic inflammation and potential interventions. Front. Immunol., 11, 594150. CrossRef Scholar google search
Yang Z., Wang K.K.W. (2015) Glial fibrillary acidic protein: from intermediate filament assembly and gliosis to neurobiomarker. Trends Neurosci., 38(6), 364–374. CrossRef Scholar google search
Davidoff M.S., Middendorff R., Köfüncü E., Müller D., Jezek D., Holstein A.F. (2002) Leydig cells of the human testis possess astrocyte and oligodendrocyte marker molecules. Acta Histochem., 104(1), 39–49. CrossRef Scholar google search
Chen J., Cai J., Lin J., Cheng Z., Long M. (2023) Inhibitory effects of Bacillus coagulans TL3 on the ileal oxidative stress and inflammation induced by lipopolysaccharide in rats. Curr. Microbiol., 80(2), 84. CrossRef Scholar google search
