Ulyanovsk Medico-biological Journal

PHYSIOLOGY

Download article

DOI 10.34014/2227-1848-2022-1-87-93

EFFECT OF VASCULAR ENDOTHELIAL GROWTH FACTOR ON SPERMATOGENESIS AFTER 2 GY ELECTRON IRRADIATION

G.A. Demyashkin1,2, L.N. Bondurko1, N.K. Fomina1, L.E. Sevan'kaeva1, L.N. Mikhina1, V.V. Glushak2, V.I. Shchekin1,2

1 National Medical Research Radiological Centre, Ministry of Health of the Russian Federation, Obninsk, Russia;

2 I.M. Sechenov First Moscow State Medical University, Ministry of Health of the Russian Federation (Sechenov University), Moscow, Russia

 

Platelet-rich plasma (PRP) influences tissue repair, stimulating the proliferation and differentiation of progenitor cells.

The aim of the study was to evaluate the effect of vascular endothelial growth factor (VEGF) on spermatogenesis after 2 Gy electron irradiation.

Materials and Methods. Light microscopy and immunohistochemical reactions with antibodies to VEGF were used to examine testes of 5 groups of experimental animals (Group 1 – control (n=10), Group 2 – 2IR (n=35), Group 3 – 2IR+LP-PRP+IGF-1 (n=30), Group 4 – 2IR+LP-PRP (n=30), Group 5 – LP-PRP (n=30)).

Results. After irradiation, a decrease in the number of VEGF-positive cells was observed, which was restored under PRP administration.

Conclusion. 2 Gy electron irradiation of the testes leads to a decrease in VEGF-positive cells. PRP administration, containing vascular endothelial growth factor, enhances reparative processes and restores spermatogenesis.

Key words: spermatogenesis, apoptosis, infertility, seminiferous tubules, beta radiation.

 

References

  1. Serdaroğulları M. Causes of Male Infertility. Experimed. 2020; 10 (3): 144–147.

  2. Kesari K.К., Agarwal A., Henkel R. Radiations and male fertility. Reproductive Biology and Endocrinology. 2018; 16 (1): 118.

  3. Kubatiev A.A., Borovaya T.G., Zhukhovitskii V.G., Shevlyagina N.V., Andreevskaya S.G. Platelets: a modern view on the structure and function. Patogenez (Pathogenesis). 2016; 14 (1): 4–13.

  4. Ntemou E., Kadam P., Laere S.V., Saen D.V., Vicini E., Goossens E. Effect of recombinant human vascular endothelial growth factor on testis tissue xenotransplants from prepubertal boys: a three-case study. Reprod. Biomed. Online. 2019; 39 (1): 119–133. DOI: 10.1016/j.rbmo.2019.02.012.

  5. Cross M., Dixelius J., Matsumoto T., Claesson-Welsh L. VEGF-receptor signal transduction. Trends in Biochemical Sciences. 2003; 28 (9): 488–494. DOI: 10.1016/S0968-0004(03)00193-2.

  6. Pandey A., Singhi E., Arroyo J.P., Ikizler T.A., Gould E., Brown J., Beckman J., Harrison D., Moslehi J. Mechanisms of VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) Inhibitor-Associated Hypertension and Vascular Disease. Hypertension. 2018; 71 (2): e1–e8. DOI: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.117.10271.

  7. Nakatsu M., Sainson R., Pérez-del-Pulgar S., Aoto J., Aitkenhead M., Taylor K., Carpenter P., Hughes C. VEGF121 and VEGF165 Regulate Blood Vessel Diameter Through Vascular Endothelial Growth Factor Receptor 2 in an in vitro Angiogenesis Model. Laboratory investigation. 2003; 83 (12): 1873–1885. DOI: 10.1097/01.lab.0000107160.81875.33.

  8. Elmi A., Zannoni A., Govoni N., Bertocchi M., Forni M., Ventrella D., Bacci M.L. Uncovering the Physiological Mechanisms Underlying the Roe Deer (Capreolus capreolus) Testicular Cycle: Analyses of Gelatinases and VEGF Patterns and Correlation with Testes Weight and Testosterone. Animals. 2020; 10 (3): 444. DOI: 10.3390/ani10030444.

  9. Santos T., Cavariani M.M., Pereira D.N., Schimming B.C., Chuffa L.G., Domeniconi R.F. Maternal Protein Restriction Modulates Angiogenesis and AQP9 Expression Leading to a Delay in Postnatal Epididymal Development in Rat. Cells. 2019; 8 (9): 1094. DOI: 10.3390/cells8091094.

  10. Leung D.W., Cachianes G., Kuang W.J., Goeddel D.V., Ferrara N. Vascular endothelial growth factor is a secreted angiogenic mitogen. Science. 1989; 246 (4935): 1306–1309. DOI: 10.1126/science.2479986.

Received 18 October 2021; accepted 21 November 2021.

 

Information about the authors

Demyashkin Grigoriy Aleksandrovich, Candidate of Sciences (Medicine), Head of the Laboratory of Radiation Pathomorphology, National Medical Research Radiological Centre, Ministry of Health of the Russian Federation. 249036, Russia, Obninsk, Korolev St., 4; Leading Researcher, Institute of Translational Medicine, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University, Ministry of Health of the Russian Federation (Sechenov University). 119048, Russia, Moscow, Trubetskaya St., 8; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0001-8447-2600 

Bondurko Lyubov' Nikolaevna, Candidate of Sciences (Medicine), Leading Researcher, Laboratory of Radiation Pathomorphology, National Medical Research Radiological Centre, Ministry of Health of the Russian Federation. 249036, Russia, Obninsk, Korolev St., 4; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0003-1649-4319 

Fomina Natal'ya Konstantinovna, Candidate of Sciences (Biology), Senior Researcher, Laboratory of Radiation Pathomorphology, National Medical Research Radiological Centre, Ministry of Health of the Russian Federation. 249036, Russia, Obninsk, Korolev St., 4; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-1499-1349 

Sevan'kaeva Larisa Evgen'evna, Researcher, Laboratory of Radiation Pathomorphology, National Medical Research Radiological Centre, Ministry of Health of the Russian Federation. 249036, Russia, Obninsk, Korolev St., 4; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0001-6016-5032 

Mikhina Lyudmila Nikolaevna, Researcher, Laboratory of Radiation Pathomorphology, National Medical Research Radiological Centre, Ministry of Health of the Russian Federation. 249036, Russia, Obninsk, Korolev St., 4; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0001-7600-7901

Glushak Valentina Vadimovna, student, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University, Ministry of Health of the Russian Federation (Sechenov University). 119048, Russia, Moscow, Trubetskaya St., 8; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-3007-5498 

Shchekin Vladimir Ivanovich, Assistant-researcher, Laboratory of Radiation Pathomorphology, National Medical Research Radiological Centre, Ministry of Health of the Russian Federation. 249036, Russia, Obninsk, Korolev St., 4; Student, Institute of Clinical Medicine, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University, Ministry of Health of the Russian Federation (Sechenov University). 119048, Russia, Moscow, Trubetskaya St., 8; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0003-3763-7454 

 

For citation

Demyashkin G.A., Bondurko L.N., Fomina N.K., Sevan'kaeva L.E., Mikhina L.N., Glushak V.V., Shchekin V.I. Vliyanie vaskulyarnogo endotelial'nogo faktora rosta na spermatogenez posle oblucheniya elektronami dozoy 2 Gr [Effect of vascular endothelial growth factor on spermatogenesis after 2 Gy electron irradiation]. Ul'yanovskiy mediko-biologicheskiy zhurnal. 2022; 1: 87–93. DOI: 10.34014/2227-1848-2022-1-87-93 (in Russian).

 

Скачать статью

УДК 591.463.12

DOI 10.34014/2227-1848-2022-1-87-93

ВЛИЯНИЕ ВАСКУЛЯРНОГО ЭНДОТЕЛИАЛЬНОГО ФАКТОРА РОСТА НА СПЕРМАТОГЕНЕЗ ПОСЛЕ ОБЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОНАМИ ДОЗОЙ 2 Гр

Г.А. Демяшкин1,2, Л.Н. Бондурко1, Н.К. Фомина1, Л.Е. Севанькаева1, Л.Н. Михина1, В.В. Глушак2, В.И. Щекин1,2

1 ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр радиологии» Минздрава России, г. Обнинск, Россия;

2 ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет), г. Москва, Россия

 

Плазма, обогащенная тромбоцитами (PRP), потенциально влияет на восстановление тканей за счет стимуляции пролиферации и дифференцировки клеток-предшественников.

Цель исследования – оценка влияния васкулярного эндотелиального фактора роста (VEGF) на сперматогенез после облучения электронами дозой 2 Гр.

Материалы и методы. Семенники экспериментальных животных 5 групп (I – контроль (n=10), II – 2IR (n=35; доза – 2 Гр), III – 2IR+LP-PRP+IGF-1 (n=30), IV – 2IR+LP-PRP (n=30), V – LP-PRP (n=30)) были изучены методом световой микроскопии и с помощью иммуногистохимических реакций с антителами к VEGF.

Результаты. После облучения обнаружили уменьшение количества VEGF-позитивных клеток, которое восстанавливалось на фоне введения PRP.

Выводы. Облучение электронами дозой 2 Гр в семенниках приводит к уменьшению VEGF-позитивных клеток, а введение PRP, содержащей в т.ч. васкулярный эндотелиальный фактор роста, усиливает репаративные процессы, восстанавливая сперматогенез.

Ключевые слова: сперматогенез, апоптоз, бесплодие, семенные канальцы, бета-излучение.

 

Литература

  1. Serdaroğulları M. Causes of Male Infertility. Experimed. 2020; 10 (3): 144–147.

  2. Kesari K.К., Agarwal A., Henkel R. Radiations and male fertility. Reproductive Biology and Endocrinology. 2018; 16 (1): 118.

  3. Kubatiev A.A., Borovaya T.G., Zhukhovitskii V.G., Shevlyagina N.V., Andreevskaya S.G. Platelets: a modern view on the structure and function. Patogenez (Pathogenesis). 2016; 14 (1): 4–13.

  4. Ntemou E., Kadam P., Laere S.V., Saen D.V., Vicini E., Goossens E. Effect of recombinant human vascular endothelial growth factor on testis tissue xenotransplants from prepubertal boys: a three-case study. Reprod. Biomed. Online. 2019; 39 (1): 119–133. DOI: 10.1016/j.rbmo.2019.02.012.

  5. Cross M., Dixelius J., Matsumoto T., Claesson-Welsh L. VEGF-receptor signal transduction. Trends in Biochemical Sciences. 2003; 28 (9): 488–494. DOI: 10.1016/S0968-0004(03)00193-2.

  6. Pandey A., Singhi E., Arroyo J.P., Ikizler T.A., Gould E., Brown J., Beckman J., Harrison D., Moslehi J. Mechanisms of VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) Inhibitor-Associated Hypertension and Vascular Disease. Hypertension. 2018; 71 (2): e1–e8. DOI: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.117.10271.

  7. Nakatsu M., Sainson R., Pérez-del-Pulgar S., Aoto J., Aitkenhead M., Taylor K., Carpenter P., Hughes C. VEGF121 and VEGF165 Regulate Blood Vessel Diameter Through Vascular Endothelial Growth Factor Receptor 2 in an in vitro Angiogenesis Model. Laboratory investigation. 2003; 83 (12): 1873–1885. DOI: 10.1097/01.lab.0000107160.81875.33.

  8. Elmi A., Zannoni A., Govoni N., Bertocchi M., Forni M., Ventrella D., Bacci M.L. Uncovering the Physiological Mechanisms Underlying the Roe Deer (Capreolus capreolus) Testicular Cycle: Analyses of Gelatinases and VEGF Patterns and Correlation with Testes Weight and Testosterone. Animals. 2020;10 (3): 444. DOI: 10.3390/ani10030444.

  9. Santos T., Cavariani M.M., Pereira D.N., Schimming B.C., Chuffa L.G., Domeniconi R.F. Maternal Protein Restriction Modulates Angiogenesis and AQP9 Expression Leading to a Delay in Postnatal Epididymal Development in Rat. Cells. 2019; 8 (9): 1094. DOI: 10.3390/cells8091094.

  10. Leung D.W., Cachianes G., Kuang W.J., Goeddel D.V., Ferrara N. Vascular endothelial growth factor is a secreted angiogenic mitogen. Science. 1989; 246 (4935): 1306–1309. DOI: 10.1126/science.2479986.

Поступила в редакцию 18.10.2021; принята 21.11.2021.

 

Авторский коллектив

Демяшкин Григорий Александрович – кандидат медицинских наук, заведующий лабораторией радиационной патоморфологии, ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр радиологии» Минздрава России. 249036, Россия, г. Обнинск, ул. Королева, 4; ведущий научный сотрудник Института трансляционной медицины, ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет). 119048, Россия, г. Москва, ул. Трубецкая, 8; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0001-8447-2600 

Бондурко Любовь Николаевна – кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник лаборатории радиационной патоморфологии, ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр радиологии» Минздрава России. 249036, Россия, г. Обнинск, ул. Королева, 4; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0003-1649-4319 

Фомина Наталья Константиновна – кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории радиационной патоморфологии, ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр радиологии» Минздрава России. 249036, Россия, г. Обнинск, ул. Королева, 4; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-1499-1349 

Севанькаева Лариса Евгеньевна – научный сотрудник лаборатории радиационной патоморфологии, ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр радиологии» Минздрава России. 249036, Россия, г. Обнинск, ул. Королева, 4; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0001-6016-5032 

Михина Людмила Николаевна – научный сотрудник лаборатории радиационной патоморфологии, ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр радиологии» Минздрава России. 249036, Россия, г. Обнинск, ул. Королева, 4; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0001-7600-7901 

Глушак Валентина Вадимовна – студент, ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет). 119048, Россия, г. Москва, ул. Трубецкая, 8; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-3007-5498 

Щекин Владимир Иванович – лаборант-исследователь лаборатории радиационной патоморфологии, ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр радиологии» Минздрава России. 249036, Россия, г. Обнинск, ул. Королева, 4; студент Института клинической медицины, ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет). 119048, Россия, г. Москва, ул. Трубецкая, 8; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0003-3763-7454 

 

Образец цитирования

Демяшкин Г.А., Бондурко Л.Н., Фомина Н.К., Севанькаева Л.Е., Михина Л.Н., Глушак В.В., Щекин В.И. Влияние васкулярного эндотелиального фактора роста на сперматогенез после облучения электронами дозой 2 Гр. Ульяновский медико-биологический журнал. 2022; 1: 87–93. DOI: 10.34014/2227-1848-2022-1-87-93.