Effect of icariin on the transformation efficiency of induced pluripotent stem cells into sperm cells in vitro

• Zhen-Li Zhao ^[2] ; Shao-Hua Hu ^[2] ; Zhi-Sheng Wan ^[2] ; Wei-Zhen Bu ^[2] ; Song-Qiang Chen ^[2] ; Tian-Hong Han ^[2] ; Yi-Qun Lu ^[1]
  1. [1] Children's Hospital of Fudan University

     Children's Hospital of Fudan University

     China

     
  2. [2] Hainan Women and Children’s Medical Center, Haikou, Hainan, China
• Localización: Revista internacional de Andrología: salud sexual y reproductiva, ISSN-e 1698-031X, Vol. 21, Nº. 4, 2023
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Estudio de los efectos de icariina en la eficiencia de la transformación de espermatozoides extrovertidos inducidos en cuerpos multicompetentes
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• Resumen
  • español

    Objetivo: Investigar el efecto de icariina en la eficiencia de la conversión in vitro inducida en espermatozoides de cultivos de células germinativas derivadas de la transformación de células madre pluripotentes inducidas de ratón. Métodos: Primero se indujeron y cultivaron células madre pluripotentes inducidas de ratón para transformarlas en células similares a las células germinales, y las células similares a las células germinales primordiales se identificaron mediante Western blot y RT-PCR. A continuación, se a˜nadieron diferentes concentraciones de icariina (0,1 g/mL, 1 g/mL, 10 g/mL and 100 g/mL) al medio de cultivo, y se cultivaron las células primitivas similares a células germinales obtenidas, se utilizaron Western blot y RT-PCR para identificar las células espermáticas obtenidas, y se comparó la eficacia de la transformación. Resultados: Las células germinales primitivas obtenidas in vitro a partir de células madre pluripotentes inducidas de ratón expresaron especialmente la proteína Oct-4, la proteína Ckit, el ARNm de Mvh, el ARNm de Fragilis y el ARNm de Stella. Los espermatozoides expresaban especialmente las proteínas VASA, SCP3 y H2AX. La RT-PCR mostró que los espermatozoides expresaban especialmente los ARNm Ddx4, Tp2 y Prm1. En comparación con el grupo de control, el nivel de expresión de la proteína VASA (1,744 ± 0,283; 2,882 ± 0,373; 6,489 ± 0,460), la proteína SCP3 (2,250 ± 0,306; 7,058 ± 0,521; 8,654 ± 0,804), proteína H2AX (4,304 ± 0,433; 5,713 ± 0,339; 9,268 ± 0,545), ARNm Ddx4 (1,374 ± 0,145; 2,846 ± 0,194; 4,021 ± 0,154), ARNm Tp2 (1,358 ± 0,130; 3,623 ± 0,326; 5,811 ± 0,390) y ARNm Prm1 (1,326 ± 0,162; 3,487 ± 0,237; 4,666 ± 0,307) en grupos experimentales de 0,1 g/mL, 1 g/mL, 10 g/mL de icariina fueron todos más bajos que los de la proteína VASA (10,560 ± 0,413), proteína SCP3 (13,804 ± 0,642), proteína H2AX (11,874 ± 0,464), ARNm Ddx4 (6,4005 ± 0,361), ARNm Tp2 (7,314 ± 0,256) y ARNm Prm1 (7,334 ± 0,390) en 100 g/mL icariina grupo experimental. Conclusiones: La icariina puede promover la transformación de células madre pluripotentes inducidas de ratón en células de esperma in vitro, y es de manera dependiente de la concentración en un determinado rango de concentración.

  • English

    Objective: To investigate the effect of icariin on the transformation efficiency of germ cell-like cells from mouse induced pluripotent stem cells into sperm cells in vitro. Methods: Firstly, mouse induced pluripotent stem cells were induced and cultured to transform into germ cell-like cells, and the primordial germ cell-like cells were identified by Western blot and RT-PCR. Then, different concentrations of icariin (0.1 g/mL, 1 g/mL, 10 g/mL and 100 g/mL) were added into the culture medium, and the obtained primitive germ cell-like cells were cultured, Western blot and RT-PCR were used to identify the obtained sperm cells, the transformation efficiency was compared. Results: The primordium germ cell-like cells obtained from mouse induced pluripotent stem cells in vitro specially expressed Oct-4 protein, C-kit protein, Mvh mRNA, Fragilis mRNA and Stella mRNA. The sperm cells were specially expressed VASA, SCP3 and H2AX proteins. RT-PCR showed that the sperm cells were specially expressed Ddx4, Tp2 and Prm1 mRNA. Compared with the control group, the expression level of VASA protein (1.744 ± 0.283, 2.882 ± 0.373, 6.489 ± 0.460), SCP3 protein (2.250 ± 0.306, 7.058 ± 0.521, 8.654 ± 0.804), H2AX protein (4.304 ± 0.433, 5.713 ± 0.339, 9.268 ± 0.545), Ddx4 mRNA (1.374 ± 0.145, 2.846 ± 0.194, 4.021 ± 0.154), Tp2 mRNA (1.358 ± 0.130, 3.623 ± 0.326, 5.811 ± 0.390) and Prm1 mRNA (1.326 ± 0.162, 3.487 ± 0.237, 4.666 ± 0.307) in 0.1 g/mL, 1 g/mL, 10 g/mL icariin experimental groups were all lower than that of VASA protein (10.560 ± 0.413), SCP3 protein (13.804 ± 0.642), H2AX protein (11.874 ± 0.464), Ddx4 mRNA (6.4005 ± 0.361), Tp2 mRNA (7.314 ± 0.256) and Prm1 mRNA (7.334 ± 0.390) in 100 g/mL icariin experimental group.

    Conclusions: Icariin can promote the transformation of mouse induced pluripotent stem cells into sperm cells in vitro, and it is concentration-dependent manner in a certain concentration range.