اثر ملاتونین بر قطر کلونی‌ها، سطح آپوپتوزیس و بیان ژن‌های وابسته به آپوپتوزیس در سلول‌های بنیادی اسپرماتوگونی گوسفند

نوع مقاله : مقاله کامل

نویسندگان

1 گروه علوم درمانگاهی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه آزاد اسلامی ، واحد علوم و تحقیقات، تهران ، ایران

2 گروه علوم درمانگاهی، دانشکده دامپزشکی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.

3 گروه آناتومی، دانشکده علوم پزشکی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

4 گروه علوم درمانگاهی،دانشکده دامپزشکی، دانشگاه آزاد اسلامی ، واحد علوم و تحقیقات، تهران ، ایران

5 گروه مامایی و بیماری‌های تولیدمثل دام، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه تهران، تهران، ایران.

چکیده

هدف از اجرای این تحقیق بررسی اثر ملاتونین بر قطر کلونی‌ها، سطح آپوپتوزیس و بیان ژن‌های مرتبط با آپوپتوزیس در سلول‌های بنیادی اسپرماتوگونی گوسفند بوده است. سلول‌های بنیادی اسپرماتوگونی موجود در غشاء پایه لوله‌های منی‌ساز از بیضه گوسفند نژاد افشاری با استفاده از مراحل هضم آنزیمی جداسازی شدند. نمونه‌ها‌ به چهار گروه تقسیم شدند. گروه شاهد شامل محیط پایه بود و در سه گروه بعدی به ترتیب تیمارهای H2O2 (30 میکرومولار)، ملاتونین (1 نانو مول) و ملاتونین+H2O2 (30 میکرومولار H2O2 به همراه 1 نانو مول ملاتونین) به محیط پایه اضافه شدند. سلول‌ها به مدت سه هفته کشت داده شدند و قطر کلونی‌ها در روزهای پنج و 14 و 21 پس از شروع کشت ارزیابی شدند. پس از پایان دوره کشت میزان آپوپتوزیس و بیان ژن‌های مرتبط با آپوپتوزیس (BAX و BCL2) نیز ارزیابی شد. در روز 5 و 14 کشت، قطر کلونی‌های اسپرماتوگونی در گروه‌های شاهد و ملاتونین نسبت به دو گروه دیگر بیشتر بود (05/0≥P). در روز 21 کشت، بیشترین و کمترین قطر کلونی‌های اسپرماتوگونی به‌ترتیب در گروه‌های ملاتونین و H2O2 مشاهده شد (05/0≥P). کمترین و بیشترین درصد سلول‌های آپوپتوتیک و همچنین بیان ژن BAX و مقدار نسبت BAX/BCL2 به‌ترتیب در گروه‌های ملاتونین و H2O2 یافت شد (05/0≥P). همچنین بیشترین مقدار بیان ژن BCL2 در سلول‌های اسپرماتوگونی گروه‌ ملاتونین دیده شد (05/0≥P). در نتیجه استفاده از ملاتونین در محیط کشت می‌تواند روشی مفید در برای بهبود کیفیت و کاهش بروز آپوپتوزیس در سلول‌های بنیادی اسپرماتوگونی گوسفند باشد.
 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Impact of melatonin on the colonies diameter, apoptosis status and apoptosis related genes expression in sheep’s spermatogonial stem cells

نویسندگان [English]

  • Golsa Alinezhad 1
  • M Amin Eslampour 2
  • Mansoureh Movahedin 3
  • niloofar khorrami 4
  • Parviz Tajik 5
1 Department of Clinical Science, Faculty of Veterinary Medicine, Islamic Azad University, Science and Research Branch, Tehran, Iran
2 Department of Clinical Science, Faculty of Veterinary Medicine, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
3 Department of Anatomy, Faculty of Medical Science, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran.
4 Department of Clinical Science, Faculty of Veterinary Medicine, Islamic Azad University, Science and Research Branch, Tehran, Iran
5 Department of Theriogenology, Faculty of Veterinary Medicine, University of Tehran, Tehran, Iran.
چکیده [English]

The aim of this research was to assess the effect of melatonin on the diameter of colonies, apoptosis status and apoptosis related genes expression in sheep’s spermatogonial stem cells (SSCs). SSCs at the basal membrane of seminiferous tubules were isolated from testes of Afshari sheep using enzymatic digestion steps. The samples assigned into four groups. The control group received basic medium and the other groups contained H2O2 (30 µM), melatonin (1 nmol) and melatonin+H2O2 (30 µM H2O2 along with 1 nmol melatonin), respectively. The cells were cultured for 3 weeks and the colonies’ diameter were evaluated on the 5th, 14th and 21th days of culture. At the end of culturing period, apoptosis status and apoptosis related genes expression (BAX and BCL2) were evaluated. On the 5th and 14th days of culture, the diameter of colonies were higher (P≤0.05) in the control and melatonin groups compared to the other groups. On the 21th day of culture, the highest and the least (P≤0.05) diameter of colonies were observed in melatonin and H2O2 groups, respectively. The least and the highest (P≤0.05) rate of apoptotic SSCs, BAX expression and BAX/BCL2 ratio were observed in melatonin and H2O2 groups, respectively. Moreover, the highest (P≤0.05) expression of BCL2 gene was found in melatonin group. In conclusion, using melatonin in culture medium could be an effective way to improve the quality and decrease apoptosis status in sheep’s SSCs.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Apoptosis
  • Spermatogonia
  • Colonizing
  • Melatonin
  • Sheep

مراجع

1- Cruz, M.H.C. Leal, C.L.V. da Cruz, J.F. Tan, D.X and R.J. Reiter. 2014. Role of melatonin on production and preservation of gametes and embryos: a brief review. Animal reproduction science 145:150-160.
2- Feng, T.Y. Li, Q. Ren, F. Xi, H.M. Lv, D.L. Li, Y and J.H. Hu. 2020. Melatonin protects goat spermatogonial stem cells against oxidative damage during cryopreservation by improving antioxidant capacity and inhibiting mitochondrial apoptosis pathway. Oxidative Medicine and Cellular Longevity 2020: 5954635.
3- Galano, A. Tan, D.X and R.J. Reiter. 2011. Melatonin as a natural ally against oxidative stress: a physicochemical examination. Journal of pineal research, 51:1-16.
4- Gholami, M. Saki, G. Hemadi, M and A. Khodadadi. 2013. Effect of melatonin on the expression of apoptotic genes in vitrified-thawed spermatogonia stem cells type A of 6-day-old mice. Iranian journal of basic medical sciences 16:906.
5- Gholampour, Y. Rahimi, P. Moghaddam, A and S. Alimohammadi. 2019. Effect of gonadotropin releasing hormone on In Vitro caprine spermatogonial stem cell proliferation. Online Journal of Veterinary Research 23: 414-430. 
6- Izadyar, F. Den Ouden, K. Creemers, L.B. Posthuma, G. Parvinen, M. and D.G. De Rooij. 2003. Proliferation and differentiation of bovine type A spermatogonia during long-term culture. Biology of reproduction 68:272-281.
7- Kanbar, M. De Michele, F and Wyns, C. 2019. Cryostorage of testicular tissue and retransplantation of spermatogonial stem cells in the infertile male. Best Practice & Research Clinical Endocrinology & Metabolism 33: 103-115.
8- Mahaldashtian, M. Naghdi, M. Ghorbanian, M.T. Makoolati, Z. Movahedin, M and S.M. Mohamadi. 2016. In vitro effects of date palm (Phoenix dactylifera L.) pollen on colonization of neonate mouse spermatogonial stem cells. Journal of ethnopharmacology 186: 362-368.
9- Mukherjee, A. Haldar, C and D.K. Vishwas. 2015. Melatonin prevents dexamethasone‐induced testicular oxidative stress and germ cell apoptosis in golden hamster, M esocricetus auratus. Andrologia 47: 920-931.
10- Navid, S. Abbasi, M and Y. Hoshino. 2017. The effects of melatonin on colonization of neonate spermatogonial mouse stem cells in a three-dimensional soft agar culture system. Stem Cell Research & Therapy 8:1-10.
11- Navid, S. Rastegar, T. Baazm, M. Alizadeh, R. Talebi, A. Gholami, K. Khosravi-Farsani, S. Koruji, M and M. Abbasi. 2017. In vitro effects of melatonin on colonization of neonate mouse spermatogonial stem cells. Systems Biology in Reproductive Medicine 63:370-381.
12- Pan, C.Y. Shuai, Y.U. Zhang, P.F. Bo, W.A.N.G. Zhu, Z.D. Liu, Y.Y and W.X. Zeng. 2017. Effect of sucrose on cryopreservation of pig spermatogonial stem cells. Journal of integrative agriculture 16: 1120-1129.
13- Rodriguez, C. Mayo, J.C. Sainz, R.M. Antolín, I. Herrera, F. Martín, V and R.J. Reiter. 2004. Regulation of antioxidant enzymes: a significant role for melatonin. Journal of pineal research 36:1-9.
14- Shen, M. Cao, Y. Jiang, Y. Wei, Y and H. Liu. 2018. Melatonin protects mouse granulosa cells against oxidative damage by inhibiting FOXO1-mediated autophagy: Implication of an antioxidation-independent mechanism. Redox biology 18:138-157.
15- Sun, T.C. Li, H.Y. Li, X.Y. Yu, K. Deng, S. L and L. Tian. 2020. Protective effects of melatonin on male fertility preservation and reproductive system. Cryobiology, 95:1-8. 
16- Taskin, E. Guven, C. Kaya, S.T. Sahin, L. Kocahan, S. Degirmencioglu, A.Z. Gur, F.M and Y. Sevgiler. 2019. The role of toll-like receptors in the protective effect of melatonin against doxorubicin-induced pancreatic beta cell toxicity. Life sciences, 233:116704.
17- Xu, C. Wu, A. Zhu, H. Fang, H. Xu, L. Ye, J and J. Shen. 2013. Melatonin is involved in the apoptosis and necrosis of pancreatic cancer cell line SW-1990 via modulating of Bcl-2/Bax balance. Biomedicine & Pharmacotherapy 67:133-139.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 27 اردیبهشت 1401
  • تاریخ پذیرش: 31 اردیبهشت 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار