اثر 8 هفته تمرین هوازی تناوبی قبل و بعد از القای سرطان پستان بر سطح سرمی آیریسین و رشد تومور در موش Balb/c

نوع مقاله : مقاله های پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه فیزیولوژی ورزشی، دانشکده‌ی تربیت بدنی و علوم ورزشی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران

2 استاد، گروه فیزیولوژی ورزشی، دانشکده‌ی تربیت بدنی و علوم ورزشی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران

3 استاد، گروه تریبت بدنی، دانشکده‌ی علوم انسانی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

4 دانشجوی دکتری، گروه سلولی- مولکولی، دانشکده‌ی علوم پایه، دانشگاه آزاد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

5 مرکز تحقیقات سرطان، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران

چکیده

مقدمه: آیریسین مایوکاینی است که می‌تواند به عنوان یک نشانگر جدید، ارتباط بین ورزش و کاهش شیوع و پیشرفت سرطان را نشان دهد. هدف از انجام این مطالعه، بررسی اثر 8 هفته تمرین هوازی تناوبی قبل و بعد از القای سرطان پستان بر سطح سرمی آیریسین و رشد تومور در موش Balb/c بود.روش‌ها: در این تحقیق نیمه‌تجربی، 40 سر موش آزمایشگاهی نژاد Balb/c ماده، به روش تصادفی در 4 گروه شاهد، تومور، ورزش و ورزش به همراه تومور قرار گرفتند. تمرین اصلی، 4 هفته قبل ‌و ‌4 ‌هفته ‌بعد از ایجاد تومور با شدت‌های 70 و 50 درصد حداکثر اکسیژن مصرفی (Maximum rate of oxygen consumption یا VO2max) اجرا گردید. موش‌های گروه تومور و گروه ورزش به همراه تومور، از طریق جراحی زیر جلدی با تومور آدنوکارسینومای پستان موشی، مبتلا به سرطان شدند. رشد تومور هر هفته اندازه‌گیری گردید. در پایان مطالعه، تومورها با جراحی برداشته شدند. میزان آیریسین سرم، با روش Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) اندازه‌گیری شد. برای بررسی بیان ژن Vascular endothelial growth factor (VEGF) از روش Real-time polymerase chain reaction (Real-time PCR) استفاده شد. داده‌ها با استفاده از آزمون t و ضریب همبستگی Pearson در سطح معنی‌داری 05/0 > P تجزیه و تحلیل شدند.یافته‌ها: کاهش معنی‌داری در میزان رشد تومور در گروه ورزش به همراه تومور نسبت به گروه تومور مشاهده گردید. سطح سرمی آیریسین به ‌طور معنی‌داری در گروه ورزش و ورزش به همراه تومور، به ترتیب نسبت به گروه شاهد و گروه توموری افزایش یافت. میزان بیان VEGF در گروه ورزش به همراه تومور نسبت به گروه تومور کاهش معنی‌داری نشان داد (003/0 = P). ارتباط معنی‌داری بین سطوح آیریسین با نسبت رشد تومور درگروه ورزش به همراه تومور مشاهده شد (001/0 > P، 916/0- = r).نتیجه‌گیری: به نظر می‌رسد که نقش مثبت تمرینات منظم هوازی در کاهش رشد سلول‌های سرطانی پستان موش‌های Balb/c از طریق افزایش سطح آیریسین و کاهش بیان VEGF، باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The Effect of 8 Weeks of Interval Aerobic Exercise before and after Induction of Breast Cancer on Serum Level of Irisin and Tumor Growth in Balb/c mice

نویسندگان [English]

  • Samaneh Khalighfard 1
  • Hamid Rajabi 2
  • Reza Gharakhanlou 3
  • Solmaz Khalighfard 4
  • Vahid Setoudeh 1
  • Ali Mohammad Alizadeh 5
1 PhD Student, Department of Physiology, School of Physical Education and Sports Sciences, Kharazmi University, Tehran, Iran
2 Professor, Department of Physiology, School of Physical Education and Sports Sciences, Kharazmi University, Tehran, Iran
3 Professor, Department of Physical Education, School of Humanities, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
4 PhD Student, Department of Biology, School of Basic Sciences, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
5 Cancer Research Center, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran
چکیده [English]

Background: Irisin is a myokine, can be used as a new indicator of relationship between exercise and reduction of incidence and progression of cancer. The aim of this study was to investigate the effect of 8 weeks of interval aerobic exercise before and after induction of breast cancer on serum level of irisin and tumor growth in Balb/c mice.Methods: In this quasi-experimental study, 40 adult female Balb/c mice were randomly divided into four groups of control, tumor, exercise, and exercise with tumor. The main training with 70% and 50% of the maximum rate of oxygen consumption (VO2max) intensity was performed 4 weeks before and 4 weeks after tumor induction. Tumor and exercise with tumor groups were cancerous with murine breast tumors of adenocarcinoma through subcutaneous surgery. Tumor growth was measured weekly, and at the end of the study, tumors were surgically removed. Serum irisin was measured using enzyme-linked immuonosorbent assay (ELISA) method. Real-time polymerase chain reaction (Real-time PCR) was used to investigate the expression of vascular endothelial growth factor (VEGF) gene. Data were analyzed using Student’s t and Pearson correlation tests at the significance level of P < 0.05.Findings: There was a significant decrease in tumor growth rate in exercise group with tumor compared to tumor group. Serum levels of irisin increased significantly in exercise and exercise with tumor groups compared to control and tumor groups, respectively. The expression of vascular endothelial growth factor in exercise with tumor group showed a significant decrease compared to tumor group (P = 0.003). There was a significant correlation between irisin levels and tumor growth ratio in exercise with tumor group (P < 0.001, r = -0.9162).Conclusion: It seems that positive regular aerobic exercises can reduce the growth of breast cancer cells in Balb/c mice by increasing the irisin level and decreasing expression of vascular endothelial growth factor.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Aerobic Exercise
  • Irisin
  • Breast Cancer
  • Balb/c mice

مراجع

  1. Ahmadi AS, Mahdipour L, Payandeh M, Sadeghi M. Epidemiology, pathology and histochemistry features in women with breast cancer. Am J Cancer Prev 2015; 3(3): 54-7.
  2. Tekin S, Erden Y, Sandal S, Yilmaz B. Is irisin an anticarcinogenic peptide? Med Science 2015; 4(2): 2172-80.
  3. Friedenreich CM, Neilson HK, Lynch BM. State of the epidemiological evidence on physical activity and cancer prevention. Eur J Cancer 2010; 46(14): 2593-604.
  4. Pedersen BK, Febbraio MA. Muscles, exercise and obesity: Skeletal muscle as a secretory organ. Nat Rev Endocrinol 2012; 8(8): 457-65.
  5. Bostrom P, Wu J, Jedrychowski MP, Korde A, Ye L, Lo JC, et al. A PGC1-alpha-dependent myokine that drives brown-fat-like development of white fat and thermogenesis. Nature 2012; 481(7382): 463-8.
  6. Aydin S, Kuloglu T, Ozercan MR, Albayrak S, Aydin S, Bakal U, et al. Irisin immunohistochemistry in gastrointestinal system cancers. Biotech Histochem 2016; 91(4): 242-50.
  7. Provatopoulou X, Georgiou GP, Kalogera E, Kalles V, Matiatou MA, Papapanagiotou I, et al. Serum irisin levels are lower in patients with breast cancer: Association with disease diagnosis and tumor characteristics. BMC Cancer 2015; 15: 898.
  8. Gannon NP, Vaughan RA, Garcia-Smith R, Bisoffi M, Trujillo KA. Effects of the exercise-inducible myokine irisin on malignant and non-malignant breast epithelial cell behavior in vitro. Int J Cancer 2015; 136(4): E197-E202.
  9. Longatto FA, Lopes JM, Schmitt FC. Angiogenesis and breast cancer. J Oncol 2010; 2010.
  10. Kut C, Mac GF, Popel AS. Where is VEGF in the body? A meta-analysis of VEGF distribution in cancer. Br J Cancer 2007; 97(7): 978-85.
  11. Farhanji B, Latifpour M, Alizadeh AM, Khodayari H, Khodayari S, Khaniki M, et al. Tumor suppression effects of myoepithelial cells on mice breast cancer. Eur J Pharmacol 2015; 765: 171-8.
  12. Tomanek RJ, Schatteman GC. Angiogenesis: New insights and therapeutic potential. Anat Rec 2000; 261(3): 126-35.
  13. Murphy EA, Davis JM, Barrilleaux TL, McClellan JL, Steiner JL, Carmichael MD, et al. Benefits of exercise training on breast cancer progression and inflammation in C3(1)SV40Tag mice. Cytokine 2011; 55(2): 274-9.
  14. Betof AS, Dewhirst MW, Jones LW. Effects and potential mechanisms of exercise training on cancer progression: a translational perspective. Brain Behav Immun 2013; 30(Suppl): S75-S87.
  15. Verma VK, Singh V, Singh MP, Singh SM. Effect of physical exercise on tumor growth regulating factors of tumor microenvironment: implications in exercise-dependent tumor growth retardation. Immunopharmacol Immunotoxicol 2009; 31(2): 274-82.
  16. Leandro CG, Levada AC, Hirabara SM, Manhaes-de-Castro R, De-Castro CB, Curi R, et al. A program of moderate physical training for Wistar rats based on maximal oxygen consumption. J Strength Cond Res 2007; 21(3): 751-6.
  17. Bedford TG, Tipton CM, Wilson NC, Oppliger RA, Gisolfi CV. Maximum oxygen consumption of rats and its changes with various experimental procedures. J Appl Physiol Respir Environ Exerc Physiol 1979; 47(6): 1278-83.
  18. Isanejad A, Alizadeh AM, Amani SS, Khodayari H, Khodayari S, Khori V, et al. MicroRNA-206, let-7a and microRNA-21 pathways involved in the anti-angiogenesis effects of the interval exercise training and hormone therapy in breast cancer. Life Sci 2016; 151: 30-40.
  19. Alizadeh AM, Sadeghizadeh M, Najafi F, Ardestani SK, Erfani-Moghadam V, Khaniki M, et al. Encapsulation of curcumin in diblock copolymer micelles for cancer therapy. Biomed Res Int 2015; 2015: 824746.
  20. Khori V, Amani SS, Isanejad A, Alizadeh AM, Alizadeh S, Khodayari S, et al. Effects of exercise training together with tamoxifen in reducing mammary tumor burden in mice: Possible underlying pathway of miR-21. Eur J Pharmacol 2015; 765: 179-87.
  21. Farsinejad S, Rahaie M, Alizadeh AM, Mir-Derikvand M, Gheisary Z, Nosrati H, et al. Expression of the circulating and the tissue microRNAs after surgery, chemotherapy, and radiotherapy in mice mammary tumor. Tumour Biol 2016; 37(10): 14225-34.
  22. Thompson HJ, Jiang W, Zhu Z. Candidate mechanisms accounting for effects of physical activity on breast carcinogenesis. IUBMB Life 2009; 61(9): 895-901.
  23. Zielinski MR, Muenchow M, Wallig MA, Horn PL, Woods JA. Exercise delays allogeneic tumor growth and reduces intratumoral inflammation and vascularization. J Appl Physiol (1985 ) 2004; 96(6): 2249-56.
  24. Zhao HC, Qin R, Chen XX, Sheng X, Wu JF, Wang DB, et al. Microvessel density is a prognostic marker of human gastric cancer. World J Gastroenterol 2006; 12(47): 7598-603.
  25. Huwer H, Welter C, Ozbek C, Seifert M, Straub U, Greilach P, et al. Simultaneous surgical revascularization and angiogenic gene therapy in diffuse coronary artery disease. Eur J Cardiothorac Surg 2001; 20(6): 1128-34.
  26. Jones LW, Viglianti BL, Tashjian JA, Kothadia SM, Keir ST, Freedland SJ, et al. Effect of aerobic exercise on tumor physiology in an animal model of human breast cancer. J Appl Physiol (1985) 2010; 108(2): 343-8.
  27. Tsuchiya Y, Ando D, Goto K, Kiuchi M, Yamakita M, Koyama K. High-intensity exercise causes greater irisin response compared with low-intensity exercise under similar energy consumption. Tohoku J Exp Med 2014; 233(2): 135-40.
  28. Daskalopoulou SS, Cooke AB, Gomez YH, Mutter AF, Filippaios A, Mesfum ET, et al. Plasma irisin levels progressively increase in response to increasing exercise workloads in young, healthy, active subjects. Eur J Endocrinol 2014; 171(3): 343-52.
  29. Timmons JA, Baar K, Davidsen PK, Atherton PJ. Is irisin a human exercise gene? Nature 2012; 488(7413): E9-10.
  30. Norheim F, Langleite TM, Hjorth M, Holen T, Kielland A, Stadheim HK, et al. The effects of acute and chronic exercise on PGC-1alpha, irisin and browning of subcutaneous adipose tissue in humans. FEBS J 2014; 281(3): 739-49.
  31. Pekkala S, Wiklund PK, Hulmi JJ, Ahtiainen JP, Horttanainen M, Pollanen E, et al. Are skeletal muscle FNDC5 gene expression and irisin release regulated by exercise and related to health? J Physiol 2013; 591(21): 5393-400.
  32. Winn NC, Liu Y, Heden TD, Nyhoff LM, Boyle LJ, Kanaley JA. Circulating irisin levels in response to acute and chronic exercise in obese adults. Int J Exerc Sci 2013; 11(1): 42.
مجله دانشکده پزشکی اصفهان
دوره 35، شماره 459 - شماره پیاپی 459
بهمن و اسفند 1396
صفحه 1775-1784

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 07 آذر 1396
  • تاریخ بازنگری: 11 آبان 1403
  • تاریخ پذیرش: 17 فروردین 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار