Long-term activation of mast cells as an experimental model for studying their role in the regulation of spermatogenesis

封面

如何引用文章

全文:

详细

Mast cells are an important component of the immune microenvironment in the male reproductive system, involved in both physiological regulation and pathological processes via secretion of various bioactive substances. Modeling dysregulation through activation or inhibition of mast cells, and studying the impact of this disturbance on spermatogenesis, may help identify the precise regulatory mechanisms by which these cells influence this process. Ciprofloxacin, an antibiotic known to activate mast cells, has shown efficiency in cardiac mast cell studies but has not been investigated in spermatogenesis. The aim of this study was to evaluate the effects of various ciprofloxacin regimens on mast cells in reproductive organs of male Wistar rats and to determine an optimal dose and duration for developing a model suitable for investigating mast cell involvement in spermatogenesis. Male Wistar rats were treated with ciprofloxacin at 200 and 400 mg/kg for different durations. Morphological and functional characteristics of mast cells in the testes and epididymides were assessed histologically. Ciprofloxacin was shown to modulate the mast cell activity in a time-, dose-, and tissue- dependent manner. At a dose of 200 mg/kg for 7 days, it caused an increase in mast cell numbers, enhanced synthetic activity, and raised the proportion of cells with mature granules in both organs, while degranulation remained unchanged. This indicates a “preparatory” phase involving mast cell migration to reproductive tissues and granule accumulation. This process was followed by active degranulation after 14 days, associated with return to baseline cell numbers, sustained high synthetic activity, and a predominance of mast cells with mature granules, especially in testes. A higher сiprofloxacin dose (400 mg/kg) promoted acceleration of mast cell activation, leading to earlier degranulation. While functional changes were consistent across both organs, morphometric parameters and granule maturation showed tissue-specific responses. Notably, testicular mast cells displayed minimal morphometric changes, possibly due to the immune-privileged nature of the testes. Based on these findings, a 400 mg/kg dose for 7 days is recommended to induce mast cell activation for spermatogenesis studies. A 200 mg/kg сiprofloxacin dose is more suitable for pre-stimulation prior to the use of a degranulation inducer and for long-term studies, in order to minimize possible side effects associated with higher doses.

作者简介

A. Sadek

B. Yeltsin Ural Federal University; Institute of Medical Cell Technologies

Email: sadek1996@mail.ru

Postgraduate Student, Research Engineer at the Department of Biology and Fundamental Medicine; Researcher at the Central Experimental Laboratory of Biotechnologies

俄罗斯联邦, Ekaterinburg; Ekaterinburg

M. Pechenkina

B. Yeltsin Ural Federal University

Email: sadek1996@mail.ru

Student at the Department of Biology and Fundamental Medicine

俄罗斯联邦, Ekaterinburg

Yu. Khramtsova

Institute of Immunology and Physiology of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: sadek1996@mail.ru

PhD (Biology), Associate Professor, Senior Researcher at the Laboratory of Immunophysiology and Immunopharmacology

俄罗斯联邦, Ekaterinburg

参考

  1. Bankhead P., Loughrey M.B., Fernández J.A., Dombrowski Y., McArt D.G., Dunne P.D., McQuaid S., Gray R.T., Murray L.J., Coleman H.G. QuPath: Open source software for digital pathology image analysis. Sci. Rep., 2017, Vol. 7, no. 1, 16878. doi: 10.1038/s41598-017-17204-5
  2. Baran J., Sobiepanek A., Mazurkiewicz-Pisarek A., Rogalska M., Gryciuk A., Kuryk L., Abraham S.N., Staniszewska M. Mast cells as a target – A comprehensive review of recent therapeutic approaches. Cells, 2023, Vol. 12, no. 8, 1187. doi: 10.3390/cells12081187.
  3. Himelreich-Perić M., Katušić-Bojanac A., Hohšteter M., Sinčić N., Mužić-Radović V., Ježek D. Mast cells in the mammalian testis and epididymis – Animal models and detection methods. Int. J. Mol. Sci., 2022, Vol. 23, no. 5, 2547. doi: 10.3390/ijms23052547.
  4. Kuzmin V., Voronina Y., Abramov A., Karkhov A., Fedorov A. Prolonged stimulation of resident mast cells suppresses the automaticity of the sinus node of the heart via histamine H1 receptors. Receptors and Intracellular Signaling, 2023, pp. 404-408. (In Russ.)
  5. Liu R., Hu S., Zhang Y., Che D., Cao J., Wang J., Zhao T., Jia Q., Wang N., Zhang T. Mast cell-mediated hypersensitivity to fluoroquinolone is MRGPRX2 dependent. Int. Immunopharmacol., 2019, Vol. 70, pp. 417-427.
  6. McNeil B.D. MRGPRX2 and adverse drug reactions. Front. Immunol., 2021, Vol. 12, 676354. doi: 10.3389/fimmu.2021.676354.
  7. McNeil B.D., Pundir P., Meeker S., Han L., Undem B.J., Kulka M., Dong X. Identification of a mast-cell-specific receptor crucial for pseudo-allergic drug reactions. Nature, 2015, Vol. 519, no. 7542, pp. 237-241.
  8. Sadek A., Khramtsova Y., Yushkov B. Mast cells as a component of spermatogonial stem cells’ microenvironment. Int. J. Mol. Sci., 2024, Vol. 25, no. 23, 13177. doi: 10.3390/ijms252313177.
  9. Schindelin J., Arganda-Carreras I., Frise E., Kaynig V., Longair M., Pietzsch T., Preibisch S., Rueden C., Saalfeld S., Schmid B. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nat. Methods, 2012, Vol. 9, no. 7, pp. 676-682.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2. Figure 1. Effects of ciprofloxacin on mast cells with different intake regimens

下载 (1MB)

版权所有 © Sadek A., Pechenkina M., Khramtsova Y., 2025

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名 4.0国际许可协议的许可

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».