بررسی ویژگی‌ها و عملکرد گیرنده‌های هسته‌ای فعال کننده‌ی تکثیر پروکسیزوم‌ها (PPARs) در باروری مردان

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان

1 گروه جنین‌شناسی، مرکز تحقیقات پزشکی تولید مثل، پژوهشگاه رویان، پژوهشکده‌ی زیست‌شناسی و علوم پزشکی تولید مثل جهاد دانشگاهی، تهران، ایران

2 استاد، گروه جنین‌شناسی، مرکز تحقیقات پزشکی تولید مثل، پژوهشگاه رویان، پژوهشکده‌ی زیست‌شناسی و علوم پزشکی تولید مثل جهاد دانشگاهی و گروه اپیدمیولوژی و سلامت باروری،مرکز تحقیقات اپیدمیولوژی باروری، تهران، ایران

3 استادیار، گروه پرورش و مدیریت طیور، دانشکده‌ی کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

4 استادیار، گروه جنین‌شناسی، مرکز تحقیقات پزشکی تولید مثل، پژوهشگاه رویان، پژوهشکده‌ی زیست‌شناسی و علوم پزشکی تولید مثل جهاد دانشگاهی، تهران، ایران

چکیده

ناباروری، یکی از مشکلات شایع جهان امروز است. آمارها نشان می‌دهد که 2/20 درصد از زوج‌های ایرانی نابارورند که این میزان، بیشتر از میانگین جهانی (15-12 درصد) است و گزارش‌ها حاکی از آن است که 70 درصد از این ناباروری‌ها منشأ مردانه دارند. امروزه، رویکردهای جدیدی برای تشخیص دلایل ناباروری مردان ارایه می‌شود که یکی از آن‌ها، بررسی گیرنده‌های هسته‌ای است. گیرنده‌های فعال کننده‌ی تکثیر پروکسیزوم‌ها (Peroxisome proliferator-activated receptors یا PPARs)، گروهی از گیرنده‌های هسته‌ای وابسته به لیگاند هستند که در تنظیم هموستازی انرژی و متابولیسم لیپید و گلوکز نقش دارند. اگر چه، مطالعات بسیاری نقش PPARs را درمتابولیسم و باروری زنان تأیید کرده‌اند، اما مطالعات کمتری به نقش این گیرنده‌ها در باروری مردان پرداخته‌اند. در این مقاله، ابتدا به تبیین نقش PPARs در بافت‌های تولید مثلی پرداخته شده است. سپس، مطالعاتی که تا کنون نقش این گیرنده‌ها و لیگاندهایشان را در بافت‌های تولید مثلی مردان بررسی کرده‌اند، تشریح شده‌اند. از آن جایی که متابولیسم اسپرم و تولید انرژی لازم برای حرکت آن، نقش مهمی در باروری مردان دارد، در ادامه، تأثیر تنظیم بیان این گیرنده‌ها به ویژه ایزوتایپ PPARγ در اسپرماتوژنز و حرکت اسپرم بررسی شده است. به نظر می‌رسد مطالعه‌ی این گیرنده‌ها و بررسی نقش آن‌ها در متابولیسم اسپرم، بتواند افق‌های تحقیقاتی جدیدی پیرامون نقش این گیرنده‌ها و تعاملات آن‌ها با سایر گیرنده‌های هسته‌ای، در ناباروری مردان به خصوص ناباروری‌های ناشی از بیماری‌های متابولیک نظیر چاقی و دیابت را فراهم کند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The Effect of Peroxisome Proliferator-Activated Receptors (PPARs) in Male Fertility

نویسندگان [English]

  • Motahareh Sadat Mousavi 1
  • Abdolhossein Shahverdi 2
  • Mohsen Sharafi 3
  • Pegah Rahimizadeh 1
  • Ali Reza Alizadeh 4
1 Department of Embryology, Reproductive Biomedicine Research Center, Royan Institute for Reproductive Biomedicine, Academic Center for Education, Culture, and Research (ACECR), Tehran, Iran
2 Professor, Department of Embryology, Reproductive Biomedicine Research Center AND Reproductive Epidemiology Research Center, Royan Institute for Reproductive Biomedicine, Academic Center for Education, Culture, and Research (ACECR), Tehran, Iran
3 Assistant Professor, Department of Poultry Science, School of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
4 Assistant Professor, Department of Embryology, Reproductive Biomedicine Research Center, Royan Institute for Reproductive Biomedicine, Academic Center for Education, Culture, and Research (ACECR), Tehran, Iran
چکیده [English]

Nowadays, infertility is one of the most common problems in the world. Statistics show that about 20.2% of Iranian couples are infertile, which is higher than the global average (12-15 percent); and according to the reports, 70% of these disabilities had male factors. New approaches are available to diagnose male infertility problems; one of them is the study of nuclear receptors. Peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs) are ligand-activated transcription factors belonging to the nuclear hormone receptor super family that have been implicated in energy homeostasis, and modulate lipid and glucose metabolism. Although several studies have been confirmed the pivotal roles of these receptors on fatty acid metabolism and female fertility, fewer information exist on PPARs roles in male fertility. Thus, in this review, we at first illustrated the role of PPARs in reproductive tissues. Then, specific studies on the effect of these receptors and their ligands in male reproductive tissues were described. Regarding the crucial role of sperm metabolism and producing sufficient energy for sperm motility in male fertility, the regulation of PPARs expression, particularly the PPARγ isotype on spermatogenesis and sperm movement parameters were investigated, in the following. It seems that the study of these receptors and their role in sperm metabolism, may afford novel research opportunities for the recognition of these receptors and their interactions with other nuclear receptors role in male infertility disorders imputable to metabolic diseases such as obesity and diabetes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sperm
  • Peroxisome proliferator-activated receptors
  • Metabolism
  • Infertility
  • Male
  • Reproduction

مراجع

  1. O'Flynn O'Brien KL, Varghese AC, Agarwal A. The genetic causes of male factor infertility: A review. Fertil Steril 2010; 93(1): 1-12.
  2. Abbasihormozi S, Kouhkan A, Alizadeh AR, Shahverdi AH, Nasr-Esfahani MH, Sadighi Gilani MA, et al. Association of vitamin D status with semen quality and reproductive hormones in Iranian subfertile men. Andrology 2017; 5(1): 113-8.
  3. Ferlin A, Raicu F, Gatta V, Zuccarello D, Palka G, Foresta C. Male infertility: Role of genetic background. Reprod Biomed Online 2007; 14(6): 734-45.
  4. Sinclair S. Male infertility: Nutritional and environmental considerations. Altern Med Rev 2000; 5(1): 28-38.
  5. Quaas A, Dokras A. Diagnosis and treatment of unexplained infertility. Rev Obstet Gynecol 2008; 1(2): 69-76.
  6. Esmaeili V, Shahverdi AH, Moghadasian MH, Alizadeh AR. Dietary fatty acids affect semen quality: A review. Andrology 2015; 3(3): 450-61.
  7. Misro MM, Ramya T. Fuel/energy sources of spermatozoa. In: Parekattil SJ, Agarwal A, editors. Male infertility: Contemporary Clinical approaches, andrology, art and antioxidants. New York, NY: Springer; 2012. p. 209-23.
  8. Artini PG, Di Berardino OM, Simi G, Papini F, Ruggiero M, Monteleone P, et al. Best methods for identification and treatment of PCOS. Minerva Ginecol 2010; 62(1): 33-48.
  9. Alizadeh A, Esmaeili V, Shahverdi A, Rashidi L. Dietary fish oil can change sperm parameters and fatty acid profiles of ram sperm during oil consumption period and after removal of oil source. Cell J 2014; 16(3): 289-98.
  10. Rondanino C, Ouchchane L, Chauffour C, Marceau G, Dechelotte P, Sion B, et al. Levels of liver X receptors in testicular biopsies of patients with azoospermia. Fertil Steril 2014; 102(2): 361-71.
  11. Yang J, Chen L, Zhang X, Zhou Y, Zhang D, Huo M, et al. PPARs and female reproduction: Evidence from genetically manipulated mice. PPAR Res 2008; 2008: 723243.
  12. Ahmadian M, Suh JM, Hah N, Liddle C, Atkins AR, Downes M, et al. PPARgamma signaling and metabolism: The good, the bad and the future. Nat Med 2013; 19(5): 557-66.
  13. Chinetti G, Fruchart JC, Staels B. Peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs): Nuclear receptors at the crossroads between lipid metabolism and inflammation. Inflamm Res 2000; 49(10): 497-505.
  14. Singh D, Sharma I, Onteru S. Fuel sensor PPARγ: A potential gateway for fertility regulation in buffalo. Buffalo Bull 2013; 32: 204-17.
  15. Dupont J, Chabrolle C, Rame C, Tosca L, Coyral-Castel S. Role of the peroxisome proliferator-activated receptors, adenosine monophosphate-activated
  16. kinase, and adiponectin in the ovary. PPAR Res 2008; 2008: 176275.
  17. Wang L, Waltenberger B, Pferschy-Wenzig EM, Blunder M, Liu X, Malainer C, et al. Natural product agonists of peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARgamma): A review. Biochem Pharmacol 2014; 92(1): 73-89.
  18. El Akoum S. PPAR gamma at the crossroads of health and disease: A masterchef in metabolic homeostasis. Endocrinol Metab Synd 2014; 3(1): 1000126.
  19. Froment P, Gizard F, Defever D, Staels B, Dupont J, Monget P. Peroxisome proliferator-activated receptors in reproductive tissues: From gametogenesis to parturition. J Endocrinol 2006; 189(2): 199-209.
  20. Hall JE. Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology. Philadelphia, PA: Elsevier Health Sciences; 2010.
  21. Wieser F, Waite L, Depoix C, Taylor RN. PPAR action in human placental development and pregnancy and its complications. PPAR Res 2008; 2008: 527048.
  22. Liu LL, Xian H, Cao JC, Zhang C, Zhang YH, Chen MM, et al. Peroxisome proliferator-activated receptor gamma signaling in human sperm physiology. Asian J Androl 2015; 17(6): 942-7.
  23. Latini G, Scoditti E, Verrotti A, De FC, Massaro M. Peroxisome proliferator-activated receptors as mediators of phthalate-induced effects in the male and female reproductive tract: Epidemiological and experimental evidence. PPAR Res 2008; 2008: 359267.
  24. Froment P. PPARs and RXRs in male and female fertility and reproduction. PPAR Res 2008; 2008: 637490.
  25. Ishikawa T, Fujioka H, Ishimura T, Takenaka A, Fujisawa M. Expression of leptin and leptin receptor in the testis of fertile and infertile patients. Andrologia 2007; 39(1): 22-7.
  26. Dupont J, Reverchon M, Bertoldo MJ, Froment P. Nutritional signals and reproduction. Mol Cell Endocrinol 2014; 382(1): 527-37.
  27. Esmaeili V, Shahverdi AH, Alizadeh AR, Alipour H, Chehrazi M. Saturated, omega-6 and omega-3 dietary fatty acid effects on the characteristics of fresh, frozen-thawed semen and blood parameters in rams. Andrologia 2014; 46(1): 42-9.
  28. Bionaz M, Chen S, Khan MJ, Loor JJ. Functional role of PPARs in ruminants: Potential targets for fine-tuning metabolism during growth and lactation. PPAR Res 2013; 2013: 684159.
  29. Huang JC. The role of peroxisome proliferator-activated receptors in the development and physiology of gametes and preimplantation embryos. PPAR Res 2008; 2008: 732303.
  30. Aquila S, Bonofiglio D, Gentile M, Middea E, Gabriele S, Belmonte M, et al. Peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR)gamma is expressed by human spermatozoa: its potential role on the sperm physiology. J Cell Physiol 2006; 209(3): 977-86.
  31. Seifi S, Shahverdi A, Rezaei TT, Sharafi M, Esmaeili V, Choobineh H, et al. Inclusion of ovine enriched serum with vitamin E and polyunsaturated fatty acids in the freezing medium: A new strategy to improve human frozen-thawed sperm parameters. Andrologia 2020; 52(4): e13541.
  32. Santoro M, Guido C, De Amicis F, Sisci D, Vizza D, Gervasi S, et al. Sperm metabolism in pigs: A role for peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARgamma). J Exp Biol 2013; 216(Pt 6): 1085-92.
  33. Kadivar A, Heidari KH, Hassanpour H, Ghanaei H, Golestanfar A, Mehraban H, et al. Peroxisome proliferator-activated receptors (PPARalpha, PPARgamma and PPARbeta/delta) gene expression profile on ram spermatozoa and their relation to the sperm motility. Vet Res Forum 2016; 7(1): 27-34.
  34. Mousavi MS, Shahverdi A, Drevet J, Akbarinejad V, Esmaeili V, Sayahpour FA, et al. Peroxisome Proliferator-Activated Receptors (PPARs) levels in spermatozoa of normozoospermic and asthenozoospermic men. Syst Biol Reprod Med 2019; 65(6): 409-19.
  35. Shimizu Y, Yorimitsu A, Maruyama Y, Kubota T, Aso T, Bronson RA. Prostaglandins induce calcium influx in human spermatozoa. Mol Hum Reprod 1998; 4(6): 555-61.
  36. Swegen A, Lambourne SR, Aitken RJ, Gibb Z. Rosiglitazone Improves Stallion Sperm Motility, ATP Content, and Mitochondrial Function. Biol Reprod 2016; 95(5): 107.
مجله دانشکده پزشکی اصفهان
دوره 38، شماره 583 - شماره پیاپی 583
مرداد و شهریور 1399
صفحه 503-511

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 27 اسفند 1398
  • تاریخ بازنگری: 31 فروردین 1403
  • تاریخ پذیرش: 17 فروردین 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار