Up-regulation of Arl4a gene expression by broccoli aqueous extract is associated with improved spermatogenesis in mouse testes

• Jazayeri, Omid ^[1] ; Farahmand Araghi, Setareh ^[1] ; Aghajanzadeh, Tahereh A. ^[1] ; Mir Moammadrezaei, Fereshteh ^[1]
  1. [1] University of Mazandaran

     University of Mazandaran

     Irán

     
• Localización: Biomédica. Revista del Instituto Nacional de Salud, ISSN-e 2590-7379, ISSN 0120-4157, Vol. 41, Nº. 4, 2021, págs. 706-720
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • La regulación positiva de la expresión del gen Arl4a por acción del extracto acuoso de brócoli se asocia con una mejor espermatogénesis en testículos de ratón
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    Introducción. El brócoli (Brassica oleracea) se conoce por sus propiedades como anticancerígeno, antioxidante y eliminador de radicales libres. Sin embargo, sus beneficios en la espermatogénesis aún no se han determinado suficientemente.Objetivo. Estudiar los efectos del extracto acuoso de brócoli sobre los factores espermáticos y la expresión de los genes Catsper1, Catsper2, Arl4a, Sox5 y Sox9 en ratones.Materiales y métodos. Los ratones machos se dividieron aleatoriamente en seis grupos: 1) control; 2) tratados con cadmio, 3 mg/kg de peso corporal; 3) tratados con 200 μl de extracto acuoso de brócoli (1 g ml-1); 4) tratados con 400 μl de extracto acuoso de brócoli; 5) tratados con 200 μl de extracto acuoso de brócoli más cadmio, y 6) tratados con 400 μl de extracto acuoso de brócoli más cadmio. El extracto acuoso de brócoli se administró por vía oral. Se analizaron los factores espermáticos y la expresión de los genes Catsper1, Catsper2, Arl4a, Sox5 y Sox9.Resultados. Se observó una mejoría obvia en el recuento y una ligera mejoría en la motilidad de los espermatozoides, en ratones tratados con extracto de brócoli solo o con cadmio. La viabilidad de los espermatozoides se redujo con el extracto de brócoli, excepto con la dosis de 200 μl más cadmio, la cual la aumentó significativamente. Curiosamente, la expresión del gen Arl4a aumentó en el grupo tratado con 400 μl del extracto. Asimismo, el ARNm del Arl4a en ratones tratados con cadmio y 200 μl del extracto, fue más abundante que en los ratones tratados solo con cadmio. Además, el extracto de brócoli aumentó la cantidad de ARNm de los genes Catsper2 y Sox5 en ratones tratados con 200 y 400 μl de extracto de brócoli más cadmio, en comparación con el grupo tratado únicamente con cadmio.Conclusión. El mayor número de espermatozoides en ratones tratados con brócoli abre el camino al desarrollo de productos farmacéuticos para hombres infértiles.

  • English

    Introduction: Broccoli (Brassica oleracea) is well known for its properties as an anticancer, antioxidant, and scavenger of free radicals. However, its benefits in enhancing spermatogenesis have not been well established.Objective: To study broccoli aqueous extract effects on sperm factors and the expression of genes Catsper1, Catsper2, Arl4a, Sox5, and Sox9 in sperm factors in mice.Material and methods: Male mice were divided randomly into six groups: (1) Control; (2) cadmium (3 mg/kg of mouse body weight); (3) orally treated with 200 μl broccoli aqueous extract (1 g ml-1); (4) orally treated with 400 μl of broccoli aqueous extract; (5) orally treated with 200 broccoli aqueous extract plus cadmium, and (6) orally treated with 400 μl of broccoli aqueous extract plus cadmium. We analyzed the sperms factors and Catsper1, Catsper2, Arl4a, Sox5, and Sox9 gene expression.Results: An obvious improvement in sperm count and a slight enhancement in sperm motility were observed in mice treated with broccoli extract alone or with cadmium. Sperm viability was reduced by broccoli extract except for the 200 μl dose with cadmium, which significantly increased it. Interestingly, Arl4a gene expression increased in the 400 μl broccoli-treated group. Likewise, the Arl4a mRNA level in mice treated with cadmium and 200 μl of broccoli extract was higher than in the cadmium-treated mice. Furthermore, broccoli extract enhanced the mRNA level of Catsper2 and Sox5 genes in mice treated with 200 μl and 400 μl broccoli extract plus cadmium compared with the group treated solely with cadmium.Conclusion: The higher sperm count in broccoli-treated mice opens the way for the development of pharmaceutical products for infertile men.