بررسی اثر زنجبیل در مقایسه با ویتامین E بر کشت آزمایشگاهی سلول‌های بنیادی اسپرماتوگونی گوسفند نژاد افشاری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 -

2 عضو هیات علمی سازمان پژوهش های علمی و صنعتی ایران

3 سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی ایران، پژوهشکده کشاورزی، تخصص: بیوتکنولوژی دام/ لقاح آزمایشگاهی/ شبیه‌سازی حیوانات/ سلول‌های بنیادی/ ژنتیک مولکولی/ کشت بافت/ مدیریت و پرورش دام و طیور

چکیده

هدف از این پژوهش بررسی تأثیر عصاره زنجبیل و ویتامین E بر عملکرد سلول‌های بنیادی اسپرماتوگونی گوسفند بود. برای این منظور غلظت‏های مختلف از عصاره‌های آبی و هیدروالکی زنجبیل و ویتامین E بر زنده‌مانی، تشکیل کلونی و بیان ژن‌های مهار کننده (bcl2 و bcl2l1) و پیش برنده آپوپتوز (bax) در سلول‌های بنیادی اسپرماتوگونی آزمایش شدند. سلول‌های بنیادی اسپرماتوگونی از بیضه گوسفندان کشتار شده با استفاده از روش هضم آنزیمی دو مرحله‌ای استحصال و به روش حذف تمایزی خالص سازی شدند. سپس با استفاده از رنگ آمیزی آلکالین فسفاتاز و بیان شناساگرهای اختصاصی oct-4 و c-kit شناسایی شدند. نتایج نشان داد زنده‌مانی سلول‌های بنیادی اسپرماتوگونی در محیط کشت حاوی سطوح بالاتر از 800 میکروگرم بر میلی‌لیتر از عصاره هیدروالکلی زنجبیل بطور معنی‌داری در مقایسه با شاهد کاهش یافت (05/0>P). در حالی که بیشترین زنده‌مانی سلول‌های بنیادی اسپرماتوگونی هنگام استفاده که 800 میکروگرم بر میلی‌لیتر از عصاره آبی زنجبیل بود و با افزایش غلظت‌ ویتامین E (تا 100 میکروگرم بر میلی‌لیتر) زنده‌مانی سلول‌های بنیادی اسپرماتوگونی افزایش یافت. بیان ژن bax در غلظت‌های موثر عصاره آبی زنجبیل (150 میکروگرم بر میلی‌لیتر) و ویتامین E (50 میکروگرم بر میلی‌لیتر) کاهش یافت در حالی که عصاره هیدروالکلی زنجبیل (150 میکروگرم بر میلی‌لیتر) و غلظت‌های بالای عصاره آبی (بیشتر از800 میکروگرم بر میلی‌لیتر) بیان این ژن را افزایش دادند. بر اساس نتایج حاصل از این مطالعه می‌توان از غلظت‌های 150 میکروگرم بر میلی‌لیتر از عصاره آبی زنجبیل و یا 50 میکروگرم بر میلی‌لیتر از ویتامین E به منظور بهبود شرایط کشت سلول‌های بنیادی اسپرماتوگونی گوسفند استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of ginger compared with vitamin E on in vitro culture of spermatogonial stem cells (SSCs) of Afshari sheep

چکیده [English]

The goal of this paper was to study the effect of ginger extracts and vitamin E on the performance of ovine Spermatogonial Stem Cells (SSCs). For this purpose, different concentrations of hydro and hydroethanolic extracts of ginger and vitamin E on viability, colony formation and expression of inhibiting (bcl2ll and bcl2)and inducing (bax) apoptosisgenes were studied. Spermatogonial Stem Cells (SSCs) were extracted from lamb testes with slaughterhouse origin using two steps enzymatic digestion method and enrichment by differential plating method. The characterization of SSCs was carried by alkaline phosphatase staining and expression of c-kit and oct-4 genes. Results have shown that the viability of SSCs was decreased significantly by using more than 800 µg/mL of hydroethanolic extract of ginger, in comparision with control group (P<0.05), while 800 µg/mL of hydro extract of ginger has been resulted to be the most viable cells, and increasing the vitamin E concentration  (upto 100 µg/mL) resulted to be the most survival of SSCs. Expression of bax in effective concentration of hydro extract of ginger (150 µg/mL) and vitamin E (50 µg/mL) was decreased, but hydroethanolic extract of ginger (150 µg/mL) and higher concentration of hydro extract of ginger (more than 800 µg/mL) increased the expression od bax. Based on the results of current study, 150 µg/mL of aqueous extract of ginger or 50 µg/mL of vitamin E can be used to improve ovine SSC culture system.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Antioxidant
  • Apoptosis
  • Ginger
  • spermatogonial stem cells
  • vitamin E
Akbarinejad V, Tajik, P, Movahedin M and Youssefi R (2016) Effect of Removal of Spermatogonial Stem Cells (SSCs) from In Vitro Culture on Gene Expression of Niche Factors in Bovine. Avicenna Journal of Medical Biotechnology.8(3): 133-138
2.  Aliakbari F, Sedighi-Gilani MA, Amidi F, Baazm M, Korouji M, Izadyar F, Yazdekhasti H and Abbasi M (2016) Improving the Efficacy of Cryopreservation of Spermatogonia Stem Cells by Antioxidant. Supplements Cellular Reprogramming.18(2):87-95.
3.  Aliakbari F, Sedighi-Gilani MA, Yazdekhasti H, Koruji M, Asgari HR, Baazm M, Izadyar F, Nejad EK, Khanezad M and Abbasi M (2016) Effects of antioxidants, catalase and a-tocopherol on cell viability and oxidative stress variables in frozen-thawed mice spermatogonial stem cells. Artificial Cells Nanomedicine and Biotechnology. 28:1-6
4. Andzi-Barhé T, Massala KK, LCO Engonga and Lebibi j (2015) Phytochemical studies, total phenolic and flavonoids content and evaluation of antiradical activity of the extracts of the leaves from Dischistocalyx sp. (Acanthacées). Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry. 3(6): 174-178.
5. Conrad S, Renninger M, Hennenlotter J, Wiesner T, Just L, Bonin M, Aicher W, Bühring H, Mattheus U, Mack A, Wagner H, Minger S, Matzkies M, Reppel M, Hescheler J, Sievert K, Stenzl K and Skutella T ( 2008) Generation of pluripotent stem cells from adult human testis. Nature. 456:344–349.
6. Kanatsu-Shinohara M, Ogonuki N, Inoue K, Miki H, Ogura A, Toyokuni S and Shinohara T (2003) Long-term proliferation in culture and germline transmission of mouse male germline stem cells. Biology of reproduction. 69(2):612-616.
7. Kofman AE, McGraw MR and Payne CJ (2012) Rapamycin increases oxidative stress response gene expression in adult stem cells  Aging. 4(4):279-89.
8. Koruji M, Azizi H, Shahverdi A and H Baharvand (2010) Mouse and Human Spermatogonial Stem Cells. Yakhteh Medical Journal. 12(2):147-158 (In persian).
9. Kubota H, Mary RA and Ralph LB (2004) Growth factors essential for self-renewal and expansion of mouse spermatogonial stem cells. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 101(47): 16489-16494.
10. Mazloom Z, Moosavi SFZ, Shabbidar S, Aghasadeghi K and ARF Rajae (2008). The impact of vitamin E on glycemic control and lipid profiles in type 2 diabetes patients. Ofogh-e-Danesh GMUHS Journal. 14(3):64-72 (In persian).
11. Mazochi T, Khamehchyan T and SGA Mousavi (2010) Effect of Ascorbic Acid on Expression of Bax and Bcl-2 Genes and Development of Preanterolate Follicles Isolated from Cryopreservative and Non Cryopreservative Ovaries in Culture. Southern Medicine Quarterly. 13(3):151-162 (In persian).
12.. Morakinyo AO, Adeniyi OS and Arikawe AP (2008) Effects of zingiber officinale on reproductive functions in the male rat. African Journal Biomedical Research. 11: 329- 34.
13. Oatley JM, Jerry JR and Derek JM (2004) Biological activity of cryopreserved bovine spermatogonial stem cells during in vitro culture. Biology of reproduction. 71(3): 942-947.
14. Sabik LME and Abd El-Rahman SS (2009) Alpha-tocopheroland ginger are protective on Cyclophosphamide induced gonadal toxicity in adult male albino rats. Basic and Applied Pathology. 2(1):21-9.
15. Shariat zadeh SMA, Hasanvand A and H Falah hosseini (2015) Protective Effect of Ginger Extract (Zingiber officinalis) on the Toxicity of Bisphenol A on NMRT Rat Testicular Tissue. Medicinal Plants Quarterly. 15(2):151-163 (In persian).16. 16. Tiwari RP (2009) Laboratorytechniques in microbiology & biotechnology. Abhishek Publications. 189p
17. Zingg JM (2007) Vitamin E: An overview of major research directions. Molecular Aspects of Medicine. 28, 400–22.