تاثیر تمرین شنا و قرارگیری در معرض نیتروز آمین کتون مشتق از تنباکو ) NNK ( بر پاسخ ایمونوهیستوشیمیایی ماکروفاژهای مرتبط با تومور در موش های صحرایی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی دانشگاه پیام نور

2 دانشگاه مازندران

3 دانشگاه علوم پزشکی بابل

چکیده

هدف : نیتروز آمین کتون مشتق از تنباکو (NNK) یکی از قوی ترین کارسینوژن های تنباکو است که با تغییر در آزاد سازی ماکروفاژهای مرتبط با تومور (TAM) در القای سرطان ریه موثر است. هدف از این مطالعه، تحلیل ایمونوهیستوشیمیایی بیان TAM در پاسخ به NNK و تمرین شنای زیر بیشینه بود.روش شناسی: بدین منظور 46 سر موش صحرایی بالغ نژاد ویستار به صورت تصادفی به پنج گروه تمرین، تمرین+NNK، NNK، حلال و کنترل دسته­بندی شدند. گروه­های تحت القای NNK به صورت زیر جلدی 1 بار در هفته و به میزان 5/12 میلی گرم بر کیلوگرم وزن بدن در 12 هفته NNK دریافت کردند. گروه­های تمرین نیز به مدت 12 هفته به شنا زیر بیشینه پرداختند. بیان ماکروفاژهای مرتبط با تومور در بافت ریه با روش ایمونوهیستوشیمی اندازه­گیری شد. جهت تجزیه و تحلیل داده­ها از آنالیز واریانس یک­طرفه و توکی در سطح معناداری 05/0≥P استفاده گردید.نتایج : نتایج حاکی از آن بود که یک دوره برنامه تمرینی شنا سبب کاهش معنادار بیان ایمونوهیستوشیمیایی TAM نسبت به گروهNNK  (001/0 =P) گردید. همچنین کاهش معناداری در بیان ایمونوهیستوشیمیایی TAM گروه تمرین+NNK نسبت به گروه NNK (001/0 =P) مشاهده شد. علاوه براین نشان داده شد که در گروه NNK، بیان ایمونوهیستوشیمیایی TAM نسبت به گروه حلال (001/0 =P) افزایش معناداری داشت.نتیجه گیری : به طور کلی می­توان اذعان داشت که تمرین ورزشی منظم هوازی زیربیشینه در مهار آثار التهابی ریه ناشی از القای NNK با کاهش میزان فعالیت ماکروفاژهای مرتبط با تومور نقش موثری دارد. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

بررسی هیستوپاتولوژیک و تحلیل ایمونوهیستوشیمیایی بیان ماکروفاژهای مرتبط با تومور در پاسخ به نیتروز آمین کتون مشتق از تنباکو و تمرین شنای زیر بیشینه

نویسندگان [English]

  • Ali Barzegari 1
  • شادمهر میردار 2
  • محمد رعنایی 3
1 Payame Noor University
2 دانشگاه مازندران
3 دانشگاه علوم پزشکی بابل
چکیده [English]

هدف : نیتروز آمین کتون مشتق از تنباکو (NNK) یکی از قوی ترین کارسینوژن های تنباکو است که با تغییر در آزاد سازی ماکروفاژهای مرتبط با تومور (TAM) در القای سرطان ریه موثر است. هدف از این مطالعه، تحلیل ایمونوهیستوشیمیایی بیان TAM در پاسخ به NNK و تمرین شنای زیر بیشینه بود.
روش شناسی: بدین منظور 46 سر موش صحرایی بالغ نژاد ویستار به صورت تصادفی به پنج گروه تمرین، تمرین+NNK، NNK، حلال و کنترل دسته‌بندی شدند. گروه‌های تحت القای NNK به صورت زیر جلدی 1 بار در هفته و به میزان 5/12 میلی گرم بر کیلوگرم وزن بدن در 12 هفته NNK دریافت کردند. گروه‌های تمرین نیز به مدت 12 هفته به شنا زیر بیشینه پرداختند. بیان ماکروفاژهای مرتبط با تومور در بافت ریه با روش ایمونوهیستوشیمی اندازه‌گیری شد. جهت تجزیه و تحلیل داده‌ها از آنالیز واریانس یک‌طرفه و توکی در سطح معناداری 05/0≥P استفاده گردید.
نتایج : نتایج حاکی از آن بود که یک دوره برنامه تمرینی شنا سبب کاهش معنادار بیان ایمونوهیستوشیمیایی TAM نسبت به گروهNNK (001/0 =P) گردید. همچنین کاهش معناداری در بیان ایمونوهیستوشیمیایی TAM گروه تمرین+NNK نسبت به گروه NNK (001/0 =P) مشاهده شد. علاوه براین نشان داده شد که در گروه NNK، بیان ایمونوهیستوشیمیایی TAM نسبت به گروه حلال (001/0 =P) افزایش معناداری داشت.
نتیجه گیری : به طور کلی می‌توان اذعان داشت که تمرین ورزشی منظم هوازی زیربیشینه در مهار آثار التهابی ریه ناشی از القای NNK با کاهش میزان فعالیت ماکروفاژهای مرتبط با تومور نقش موثری دارد.

کلیدواژه‌ها [English]

  • نیتروز آمین کتون مشتق از تنباکو
  • تمرین شنای زیربیشینه
  • ماکروفاژهای مرتبط با تومور
  • ایمونوهیستوشیمی
Granville CA, Dennis PA. An overview of lung cancer genomics and proteomics. Am J Respir Cell Mol Biol. 2005; 32: 169-176.
Arunangshu D, James D. Bortner Jr, Cesar Aliaga, Timothy Cooper, Anne Stanley, Bruce A, Stanley, Chandra P. Belani, Karam El-Bayoumy. Proteomic profiling of hyperplasia/atypia and adenoma-induced by NNK in mouse lung identified multiple proteins as potential biomarkers for early detection. EuPA Open Proteomics. 2015; 9: 23–33.
Koutsokera A, Kiagia M, Saif MW, Souliotis K, Syrigos KN. Nutrition Habits, Physical Activity, and Lung Cancer: An Authoritative Review. Clinical Lung Cancer. 2013; 14(4): 342-50.
Indovina P, Marcelli E, Pentimalli F, Tanganelli P, Tarro G, et al. Mass spectrometry-based proteomics: The road to lung cancer biomarker discovery. Mass Spectrom Rev. 2013; 32: 129-142.
Peterson LA, Thomson NM, Crankshaw DL, Donaldson EE and Kenney PJ: Interactions between methylating and pyridyloxobutylating agents in A/J mouse lungs: implications for 4- (methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone-induced lung tumorigenesis. Cancer Res. 2001; 61: 5757-5763.
Vernooy JHJ, Dentener MA, vanSuylen RJ, Buurman WA and Wouters EFM: Long-term intratracheal lipopolysaccharide exposure in mice results in chronic lung inflammation and persistent pathology. Am J Res Cell Mol Biol. 2002; 26: 152-159.
Hecht SS, Stepanov I, Carmella SG. Exposure and Metabolic Activation Biomarkers of Carcinogenic Tobacco-Specific Nitrosamines. Acc Chem Res. 2016; 49(1): 106–114.
Gohar Akopyan and Benjamin Bonavida. Understanding tobacco smoke carcinogen NNK and lung tumorigenesis (Review). International Journal of Oncology 29: 745-752, 2006 745.
EL-Meghawry EL-Kenawy, A. Apoptotic and anti-angiogenic activity of HypericumperforatumL on 4-(methylnitrosamino) - 1-(3-pyridyl)-1-butanone-induced lung cancer in rats. International Journal of Advanced Research. 2014; 2(1):1057-1065
Conti-Fine BM, Navaneetham D, Lei S, Maus AD. Neuronal nicotinic receptors in non-neuronal cells: new mediators of tobacco toxicity? Eur J Pharmacol. 2000; 393: 279-294.
Razani-Boroujerdi S, and Sopori ML. Early Manifestations of NNK-Induced Lung Cancer Role of Lung Immunity in Tumor Susceptibility. Am J Respir Cell Mol Biol. 2007; 36: 13-19.
Barta P. Van Pelt C, Men T, Dickey B, Lotan R, Moghaddam SJ. Enhancement of lung tumorigenesis in a Gprc5a knockout mouse by chronic extrinsic airway inflammation, Mol. Cancer. 2012; 11:4
Jennifer F. A. Swisher, Utsha Khatri, and Gerald M. Feldman1. Annexin A2 is a soluble mediator of macrophage activation. Journal of Leukocyte Biology. 2007; 82:1174-1184.
Noy R, Pollard JW. Tumor-Associated Macrophages: From Mechanisms to Therapy. Immunity. 2014; 41:49–61.
Ruffell B, Coussens LM. Macrophages and Therapeutic Resistance in Cancer. Cancer Cell. 2015; 27:462–72.
Mantovani A, Locati M. Tumor-Associated Macrophages as a Paradigm of Macrophage Plasticity, Diversity, and Polarization. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2013; 33:1478–83.
Grugan KD, McCabe FL, Kinder M, Greenplate AR, Harman BC, Ekert JE, van Rooijen N, Anderson GM, Nemeth JA, Strohl WR, Jordan RE, Brezski RJ.Tumor-Associated Macrophages Promote Invasion while Retaining Fc-Dependent Anti-Tumor Function. The Journal of Immunology. 2012; 189(11): 5457-66.
Guo C, Buranych A, Sarkar D, Fisher PB, Wang XY. The role of tumor-associated macrophages in tumor vascularization. Vasc Cell. 2013; 5:20.
Mei J1,Xiao Z, Guo C, Pu Q, Ma L, Liu C, Lin F, Liao H, You Z, Liu L. Prognostic impact of tumor-associated macrophage infiltration in non-small cell lung cancer: A systemic review and meta-analysis. Oncotarget. 2016; 7(23): 34217-28.
Banat GA, Tretyn A, Pullamsetti SS, Wilhelm J, Weigert A, Olesch C, Ebel K, Stiewe T, Grimminger F, Seeger W, Fink L, Savai R .Immune and Inflammatory Cell Composition of Human Lung Cancer Stroma. PLoS One. 2015; 10(9):e0139073.
Sun S, Pan X, Zhao L, Zhou J, Wang H, and Sun Y. The Expression and Relationship of CD68-Tumor-Associated Macrophages and Microvascular Density with the Prognosis of Patients With Laryngeal Squamous Cell Carcinoma. Clin Exp Otorhinolaryngol. 2016; 9(3): 270–277.
Koutsokera A, Kiagia, M, Saif MW, Souliotis K, Syrigos, KN. Nutrition Habits, Physical Activity, and Lung Cancer: An Authoritative Review. Clinical Lung Cancer, 2013; 342-350.
Belinsky SA, Foley JF, White CM, Anderson MW, Maronpot RR. Dose-response relationship between O6-methylguanine formation in Clara cells and induction of pulmonary neoplasia in the rat by 4-(methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone. Cancer Research. 1990; 50(12), 3772-3780.
Ávila LCM, Bruggemann TR, Bobinski F, Silva MD, Oliveira RC, Martins DF and et al. Effects of High-Intensity Swimming on Lung Inflammation and Oxidative Stress in a Murine Model of DEP-Induced Injury. PLoS One. 2015; 10(9): e0137273.1-15.
Mirdar Harijani Sh, Aliasgharzade OH, Musavi N, Hamidian Gh. Effects of swimming endurance training during pregnancy on apoptotic index of rat’s neonate liver. Scientific Journals Management System. 2014; 8(4): 31-38.
Demarzo MM, Martins LV, Fernandes CR, Herrero FA, Perez SE, Turatti A, et al. Exercise reduces inflammation and cell proliferation in rat colon carcinogenesis. Med Sci Sports Exerc. 2008; 40(4): 618-621.
Tam CS, Covington JD, Ravussin E, Redman LM; Pennington CALERIE Team. Little evidence of systemic and adipose tissue inflammation in overweight individuals. Front Genet. 2012; 19; 3:58
Jason GS. The Role of Macrophages in Exercise and Insulin Resistance in Human Skeletal Muscle. Theses and Dissertations-Physiology. 2013; 1-154.
Belinsky SA, Foley JF, White CM, Anderson MW, Maronpot RR. Dose-response relationship between O6-methylguanine formation in Clara cells and induction of pulmonary neoplasia in the rat by 4-(methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone. Cancer Research. 1990; 50(12), 3772-3780.
Hansen HH. Lung Cancer (Advances in Basic and Clinical Research). Springer Science+Business Media, Llc 1995; 25-26.
Mirdar Sh, Arab A, Hedayati M, Hajizade A. The effect of pregnant rat swimming on hypoxia-inducible factor-1α levels of neonatal lung. Tehran University of Medical Sciences.2012; 69(12): 754-760.
Lee S, Norheim F, Langleite TM, Noreng HJ, Stora˚s TH, Afman LA, Frost G, Bell JD Thomas EL, Kolnes KrJ, Tangen DS, Stadheim HK, Gilfillan GD, Gulseth HL, Birkeland KI, Jensen J, Drevon CA, & Holen T. Effect of energy restriction and physical exercise intervention on phenotypic flexibility as examined by transcriptomics analyses of mRNA from adipose tissue and whole body magnetic resonance imaging. Physiol Rep, 2016; 4 (21).
Eguchi, A, & Feldstein AE. Adipocyte cell death, fatty liver disease and associated metabolic disorders. Dig. Dis. 2014; 32: 579–585.
Spencer M, Yao-Borengasser A, Unal R, Rasouli N, Gurley CM, Zhu B, Peterson CA, Kern PA.Adipose tissue macrophages in insulin-resistant subjects are associated with collagen VI and fibrosis and demonstrate alternative activation. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 299:E1016– E1027.
Lumeng, C. N., J. L. Bodzin, and A. R. Saltiel. 2007. Obesity induces a phenotypic switch in adipose tissue macrophage polarization. J. Clin. Investig. 117:175–184.
Walsh NP, Gleeson M, Shephard RJ, et al. Position statement. Part one: immune function and exercise. Exerc Immunol Rev. 2011; 17:6–63.
Peake JM. Exercise-induced alterations in neutrophil degranulation and respiratory burst activity: possible mechanisms of action. Exerc Immunol Rev. 2002; 8:49–100.
Zeni E, Mazzetti L, Miotto D, et al. Macrophage expression of interleukin-10 is a prognostic
factor in nonsmall cell lung cancer. Eur Respir J. 2007; 30(4): 627-32.
Wang R, Zhang J, Chen S, et al. Tumor-associated macrophages provide a suitable
microenvironment for non-small lung cancer invasion and progression. Lung Cancer. 2011; 74(2):188-96.
Ohtaki Y, Ishii G, Nagai K, et al. Stromal macrophage expressing CD204 is associated with
tumor aggressiveness in lung adenocarcinoma. J Thorac Oncol. 2010; 5(10):1507-15.
Proulx LI, Castonguay A, Bissonnette EY. Cytokine production by alveolar macrophages is
down regulated by the alpha-methylhydroxylation pathway of 4-(methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1- butanone (NNK). Carcinogenesis. 2004; 25(6):997-1003.
Shaykhiev R, Krause A, Salit J, et al. Smoking-dependent reprogramming of alveolar
macrophage polarization: implication for pathogenesis of chronic obstructive pulmonary disease. J Immunol. 2009; 183(4):2867-83.
Zhang BC, Gao J, Wang J, et al. Tumor-associated macrophages infiltration is associated with peritumoral lymphangiogenesis and poor prognosis in lung adenocarcinoma. Med Oncol. 2011; 28:1447–1452.
Almeida PW, Gomes-Filho A, Ferreira AJ, et al. Swim training suppresses tumor growth in mice. J Appl Physiol. 1985; 2009; 107:261–265.
McClellan JL, Steiner JL, Day SD, et al. Exercise effects on polyp burden and immune markers in the ApcMin/+ mouse model of intestinal tumorigenesis. Int J Oncol. 2014; 45:861–868.