دوره 27، شماره 1 - ( زمستان 1399 )                   جلد 27 شماره 1 صفحات 82-97 | برگشت به فهرست نسخه ها


XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Hassanpour Soleimani S, Abbassi Daloii A, Abdi A, Zilaei Bori S. Effect of a 6-week Aerobic Exercise Program on High-mobility Group Box 1 Gene Expression in Aortic Tissue of Diabetic Rats. Horizon Med Sci. 2020; 27 (1) :82-97
URL: http://hms.gmu.ac.ir/article-1-3530-fa.html
حسن‌پور سلیمانی سمیرا، عباسی‌دلوئی آسیه، عبدی احمد، زیلایی‌بوری شیرین. اثر تمرین هوازی بر بیان ژن HMGB1 در بافت آئورت موش‌های صحرایی دیابتی. افق دانش. 1399; 27 (1) :82-97

URL: http://hms.gmu.ac.ir/article-1-3530-fa.html


1- گروه فیزیولوژی ورزشی، واحد آیت‌الله آملی، دانشگاه آزاد اسلامی، آمل، ایران.
2- گروه فیزیولوژی ورزشی، واحد آیت‌الله آملی، دانشگاه آزاد اسلامی، آمل، ایران. ، abbasi.daloii@gmail.com
3- گروه فیزیولوژی ورزشی، واحد مسجد سلیمان، دانشگاه آزاد اسلامی، مسجد سلیمان، ایران.
متن کامل [PDF 5168 kb]   (358 دریافت)     |   چکیده (HTML)  (724 مشاهده)
متن کامل:   (242 مشاهده)
مقدمه
دیابت نوع 2 یک بیماری در حال رشدو یک خطر مهم برای ابتلا به بیماری عروق کوچک و بزرگ است [1]. در حال حاضر در زمینه عوارض دیابت، ‌فرایندهای التهابی نقش کلیدی را ایفا می‌کنند و همه عوارض ناشی از دیابت را تحت تأثیر قرار می‌دهند. اکنون مشخص‌ شده است که التهاب به کنترل پاتوژن‌ها توسط میزبان محدود نمی‌شود، بلکه التهابی که در صورت عدم وجود پاتوژن‌های ویروسی یا باکتری رخ می‌دهد، همراه با عوارض ناشی از هیپرگلیسمی است [2].
تحقیقات نشان داده است که دیابت یک عامل خطر مهم برای آترواسکلروز است که میزان بروز آن دو تا چهار برابر بیشتر از جمعیت غیردیابتی است [3]. چسبندگی و ایجاد پلاک در عروق، باعث بروز اختلال در عملکرد اندوتلیوم می‌‌شود. گزارشات متعددی مبنی بر نقش التهاب سیستمیک در بروز آترواسکلروز وجود دارد؛ چنان‌که در این بیماران، بیان و غلظت پلاسمایی فاکتورهای التهابی و واسطه‌های آن افزایش می‌یابد [4]. اطلاعات حاصل از تجزیه و تحلیل پلاک‌های آترواسکلروز جوندگان و انسان‌ها نشان داده است که IL-1β و IL-18 که هر دو از محصولات فعال‌سازی التهابی NLRP3 هستند، نقش کلیدی در شروع و پیشرفت آترواسکلروز دارند. کمبود IL-1β یا IL-18 و همچنین تحویل آنتاگونیست به گیرنده IL-1β، با کاهش مشخصی در میزان ضایعه آترواسکلروتیک مربوط است [5]. پیروپتوزیس یک شکل پیش‌التهابی از مرگ سلولی تنظیم‌شده است و به فعالیت آنزیمی پروتئازهای التهابی وابسته است که متعلق به خانواده پروتئازهای مختص آسپارتات وابسته به سیستئین (کاسپازها) هستند. پیروپتوز از نظر مورفولوژیکی، مکانیکی و پاتوفیزیولوژیکی از سایر اشکال مرگ سلولی آپوپتوز و نکروز متمایز است. پیروپتوزیس با پارگی سریع غشای پلاسما و در نتیجه انتشار محتویات داخل سلولی و واسطه‌های پیش‌التهابی، از جمله IL-1β، IL-18 و HMGB1مشخص می‌شود. مطالعات اخیر نشان داده‌اند که پیروپتوزیس ممکن است در آترواسکلروز درگیر باشد و نقش مهمی در بی‌ثباتی ضایعه آترواسکلروتیک ایفا کند [6].
HMGB1، یکی از اعضای بالایی خانواده پروتئین HMG، در ابتدا به ‌عنوان یک واسطه‌گر مهم برای حفظ ساختار و پایداری کروموزوم در سلول‌های مختلف از جمله سلول‌های یوکاریوتی در نظر گرفته می‌شد [7]. به‌ عنوان یک سایتوکین پیش‌التهابی، انتقال خارج سلولی HMGB1 در طی پاسخ‌های التهابی باعث افزایش معنی‌داری در سطوح سرمی در بیماران مبتلا به اختلالات التهابی در مطالعات in vivo می‌شود [8]. دیابت ملیتوس همچنین به اختلال عملکرد التهابی مربوط می‌شود و طبق گزارش‌ها، HMGB1 با دیابت ملیتوس یا شرایط گلوکز بالا همراه می‌شود [9، 10]. سطوح HMGB1 در مایع زجاجی و غشاهای خارج شبکیه‌ای رتینوپاتی دیابتی افزایش نشان داده است [7].
مطالعات نشان داده‌اند که تمرینات ورزشی یک اثر مطلوب روی پارامترهای متابولیک مانند حساسیت انسولین، نیمرخ لیپیدی و عملکرد اندوتلیوم دارد [11، 12]. این پارامترهای متابولیک و اختلال عملکرد اندوتلیوم در توسعه بیماری عروق کرونر و سکته مهم هستند [13]. تمرینات ورزشی با کاهش ترشح سایتوکین‌های التهابی و افزایش ترشح سایتوکین‌های ضدالتهابی در کنترل بیماری‌های مرتبط با التهاب نظیر دیابت، نقشی اساسی دارند [14]. تمرینات هوازی موجب کاهش سطوح HMGB1 در خون و بافت رت‌های دیابتی [15] و رت‌های مدل تجربی (انسداد شریان مغزی میانی) می‌شود [16]. با این‌ حال، مطالعات اندکی در این زمینه صورت گرفته و پیدا کردن سازوکارهای دقیق اثرات تمرین هوازی بر بیان ژن HMGB1 و مکانیسم‌های مرتبط با آن نیازمند مطالعات بیشتر در بیماران دیابتی است. از این رو، این مطالعه با هدف بررسی تأثیر شش هفته تمرین هوازی بر بیان ژن HMGB1 بافت آئورت موش‌های سالم و دیابتی صورت گرفته است.
مواد و روش‌ها
مطالعه‌ حاضر به صورت تجربی روی موش‌های صحرایی نر نژاد ویستار انجام شد. 
چهل سر موش صحرایی نر هشت‌هفته‌ای با میانگین وزنی20±200 از مرکز تحقیقات فیزیولوژی اهواز تهیه شد. سپس موش‌های صحرایی به صورت تصادفی به چهار گروه‌ سالم و دیابتی تقسیم شدند. 1.گروه‌های سالم: این گروه‌ها شامل بیست سر موش نر هشت‌هفته‌ای بودند که به صورت تصادفی به دو گروه کنترل و تمرین هوازی تقسیم شدند. 2. گروه‌های دیابتی: این گروه شامل بیست سر موش نر ویستار هشت‌هفته‌ای بودند. که به صورت تصادفی به دو گروه دیابتی و دیابت + تمرین هوازی تقسیم شدند.
موش‌ها در آزمایشگاه حیوانات بخش فیزیولوژی دانشگاه علوم‌پزشکی اهواز در شرایط کنترل‌شده نور (دوازده ساعت روشنایی و دوازده ساعت تاریکی، شروع روشنایی شش صبح و شروع خاموشی شش عصر) و در دمای 3±22 سانتی‌گراد و رطوبت حدود 45 درصد نگهداری شدند. تعداد سه تا پنج عدد موش در قفس‌هایی از جنس پلکسی‌گلاس با درِ توری و به ابعاد 25 در 27 در 43 سانتی‌متر به گونه‌ای نگهداری شدند که آزادانه به آب و غذای استاندارد دسترسی داشتند. تمامی مراحل نگهداری و کشتار موش‌ها بر اساس ضوابط کمیته اخلاقی حیوانات دانشگاه علوم‌پزشکی جندی‌شاپور اهواز انجام شد. در سرتاسر دوره تحقیق موش‌ها توسط یک نفر جابه‌جا و دست‌کاری شدند.
برای ایجاد دیابت نوع 2، ابتدا نیکوتین آمید 0/12 گرم به صورت داخل‌صفاقی به موش‌های صحرایی تزریق شد و 15 دقیقه بعد، یک تک‌دُز STZ یا استرپتوزوتوسین 0/06 گرم حل‌شده در نرمال بافر سیترات 0/1 مولار به صورت داخل‌صفاقی، به حیوان تزریق شد. سپس برای اطمینان از دیابتی شدن حیوان، میزان افزایش قند خون، 72 ساعت پس از تزریق STZ‌ با استفاده از گلوکومتر مورد ارزیابی قرار گرفت. موش‌های صحرایی که قند ناشتای آن‌ها بیشتر از 500‌2 میلی‌گرم بر لیتر بود. به عنوان دیابتی در نظر گرفته شدند [17]. به دلیل خطر هایپوگلیسمی ناشی از STZ موش‌ها بعد از شش ساعت از تجویز STZ تا 24 ساعت بعد محلول گلوکز 10 درصد دریافت کردند [18].
یک هفته بعد از القای دیابت، موش‌ها در گروه مداخله ورزشی به مدت شش هفته و پنج روز در هفته روی تردمیل تمرین انجام دادند. قبل از شروع تمرینات اصلی و به منظور آشناسازی، موش‌های صحرایی به مدت 15-10 دقیقه با سرعت 7-5 متر در دقیقه با شیب صفر درجه برای دو روز متوالی روی تردمیل شروع به دویدن کردند. دو روز پس از تمرینات آشناسازی، تمرینات اصلی آغاز شدند و موش‌های صحرایی به مدت شش هفته به اجرای فعالیت روی تردمیل پرداختند. پروتکل تمرین در هفته اول با سرعت 10 متر در دقیقه به مدت 10 دقیقه در شیب صفر درجه اجرا شد. در هفته‌های بعد سرعت و مدت‌زمان دویدن روی تردمیل افزایش یافت؛ به‌ طوری‌که حیوانات در هفته دوم با سرعت 10 متر در دقیقه به مدت 20 دقیقه، در هفته سوم با سرعت 14-15 متر در دقیقه به مدت 20 دقیقه، در هفته چهارم با سرعت 14-15 متر در دقیقه به مدت 30 دقیقه و هفته پنجم و ششم با سرعت 18 متر بر دقیقه به مدت 30 دقیقه روی تردمیل دویدند [19] (جدول شماره 1). 


جهت بررسی‌های مولکولی در سطح بیان ژن، ابتدا استخراج RNA از بافت‌ها در همه گروه‌های مورد بررسی، طبق پروتکل شرکت سازنده (کیاژن، آلمان) انجام گرفت.
ابتدا به تخمک‌ها 300-200 لاندا کیازول اضافه شد و به مدت 24 ساعت در دمای منهای 80 قرار گرفت. پس از 24 ساعت پلاک موجود در کرایوتیوب در حالت نیمه‌انجماد توسط سرسمپلر خرد شد و کمی پیپتاژ شد. سپس به نمونه حدود صد لاندا کلروفرم اضافه شد تا سلول‌ها لیز شود. این محلول حدود یک دقیقه با سلول‌ها در تماس بود.
پس از یک دقیقه محلول با دور دوازده هزار به مدت 10 دقیقه سانتریفیوژ (شرکت Hettich کشور آلمان) شد. پس از سانتریفیوژ محلول به سه فاز تقسیم شد: قسمت بالایی لوله که شفاف و حاوی RNA بود؛ قسمت وسطی لوله که سفید‌رنگ و حاویی بافت لیز‌شده بود؛ قسمت پایینی لوله که صورتی و حاوی کیازول بود.
مایع شفاف قسمت بالایی لوله که حاوی RNA بود به‌آرامی برداشته و در یک میکروتیوب DEPC‌شده قرار داده شد. پس یک سی‌سی ایزوپروپانول روی RNA شفاف ریخته شد و یک دقیقه با دست به هم زده شد. ایزوپروپرانول و RNA شفاف بود، اما وقتی این دو با هم مخلوط شدند مایع کدری را به وجود آوردند. بهتر است این محلول یک شب در دمای منهای 80 قرار گیرد.
پس از افزودن ایزوپروپرانول نمونه‌ها در سانتریفیوژ با دور دوازده هزار به مدت 10 دقیقه قرار داده شدند. پس از خارج کردن از سانتریفیوژ مایع رویی تخلیه و به آن یک سی‌سی الکل 70 درصد اضافه شد. پس از Vortex کردن، مخلوط در سانتریفیوژ 10 دقیقه با دور 7500 قرار گرفت. سپس مایع رویی با سمپلر تخلیه شد و سپس پلاک در داخل میکروتیوب خشک شد.
به منظور حل کردن RNA به میزان 20 لاندا آب مقطر 60 درجه روی پلاک داخل میکروتیوب ریخته شد. سپس کمی با سرسمپلر پیپتاژ (به مدت 5 دقیقه) روی صفحه 60 درجه قرار داده شد. RNA استخراج‌شده تا زمان استفاده در دمای منهای 80 قرار گرفت.
پس از استخراج RNA با خلوص و غلظت بالا از تمامی نمونه‌های مورد مطالعه، مراحل سنتز cDNA طبق پروتکل شرکت سازنده (Fermentas, USA) انجام گرفت و سپس cDNA سنتز‌شده جهت انجام واکنش رونویسی معکوس مورد استفاده قرار گرفت. ابتدا کلیه پرایمر‌های طراحی‌شده مربوط به تمامی ژن‌ها، مورد بررسی قرار گرفت و سپس بررسی بیان ژن‌ها با استفاده از روش کمی q-RT PCR انجام گرفت (جدول شماره 2). 


پرایمرها به صورت لیوفیلیزه در دسترس قرار گرفتند. برای آماده‌سازی پرایمر‌ها حجم مشخص آب مقطر استریل به هر تیوب حاوی پرایمر لیوفیلیزه (بر اساس اطلاعات مربوط به هر پرایمر) اضافه شد و این محلول به عنوان استوک در دمای منهای 20 درجه سانتی‌گراد قرار داده شد. به این ترتیب جهت انجام کار برای هربار تست، مواد زیر به نسبت‌های مشخص داخل ظروف 48‌خانه ریخته و با یکدیگر ترکیب شدند:
• 10 CYBER Green + Master Mix میکرولیتر (ABI, USA)
• 10 Primer Forward پیکومولار (0/5 میکرولیتر)
• 10 Primer Revers 10 پیکومولار (0/5 میکرولیتر)
• 1 cDNA میکرولیتر
• 8 DEPC Water میکرولیتر
نمونه‌ها تا زمان انتقال به دستگاه روی یخ نگه داشته شدند.از تکنیک RT-qPCR (شرکت ABI Stepone ساخت کشور آمریکا) جهت تأیید بیان ژن مورد مطالعه به صورت کمی استفاده شد. برای این منظور ابتدا با استفاده از محلول کیازول، RNA کل سلول‌ها طبق پروتکل سیناژن استخراج شد و جهت اطمینان از آلودگی با DNA ژنومیک، در معرض (DNase I) (Fermentas) قرار گرفت. سپس کیفیت RNA‌های استخراج‌شده با دستگاه اسپکترفتومتری (DPI-1, Kiagen) مورد ارزیابی قرار گرفت. جهت تهیه cDNA تک‌رشته‌ای از پرایمر (Oligo dt (MWG-Biotech, Germany و آنزیم نسخه‌برداری معکوس (Fermentas) بر اساس پروتکل مربوطه استفاده شد. هر واکنش PCR با استفاده از (PCR master mix) (Applied Biosystems) و SYBER Green در دستگاه ABI Step One (Applied) Biosystems, Sequences Detection Systems. Focter) City, CA) طبق پروتکل شرکت سازنده انجام شد. چهل سیکل برای هر چرخه Real-Time PCR در نظر گرفته شد و دما‌های هر سیکل به صورت 94 درجه سانتی‌گراد برای 20 ثانیه، 60-58 درجه سانتی‌گراد برای 30 ثانیه و 72 درجه سانتی‌گراد برای 30 ثانیه در نظر گرفته شدند. نمودار Melting جهت بررسی صحت واکنش‌های PCR انجام شده و به صورت اختصاصی برای هر ژن ترسیم شد و در هر‌بار از واکنش کنترل منفی جهت بررسی وجود آلودگی در هر واکنش مورد ارزیابی قرار گرفت. 
در بخش آمار توصیفی از شاخص‌های مرکزی میانگین و پراکندگی انحراف معیار و رسم نمودار استفاده ‌شد. در بخش آمار استنباطی جهت تعیین نرمال بودن توزیع داده‌ها از آزمون کولموگروف اسمیرنوف استفاده ‌شد. همچنین همسان بودن واریانس‌ها با آزمون لون سنجیده شد. جهت تعیین معنادار بودن تفاوت بین متغیرها و تعامل آن‌ها از آنالیز واریانس یک‌راهه و آزمون تعقیبی توکی استفاده شد. یافته‌ها در سطح اطمینان 95 درصد (0/05>P) بررسی شدند. کلیه محاسبات آماری با استفاده از نرم‌افزار SPSS نسخه 21 انجام شد.
یافته‌ها
میانگین و انحراف معیار سطوح HMGB1 گروه‌های مختلف پژوهش در جدول شماره 3 ارائه شده است. 


نتایج نشان می‌دهد که بیشترین سطوح HMGB1 مربوط به گروه کنترل دیابت و کمترین سطوح آن متعلق به گروه سالم تمرین هوازی بود. از آنجایی که نتایج آزمون شاپیرو ویلک (جدول شماره 3) و آزمون لون (0/106=P) به ترتیب دلالت بر توزیع نرمال داده‌ها و تجانس واریانس داشتند، شرایط آزمون برقرار است. نتایج تحلیل واریانس یک‌طرفه در سطوح HMGB1 گروه‌های مختلف پژوهش نشان‌دهنده آن است که ارزش F محاسبه‌ شده (22/053) و معنی‌داری آن در سطح P‌=‌0/000 حاکی از وجود تفاوت معنی‌داری بین سطوح HMGB1 در گروه‌های مختلف پژوهش است.
نتایج تصویر شماره 1 حاکی از آن است که گروه کنترل دیابت با گروه‌های دیابت تمرین هوازی، کنترل سالم و سالم تمرین هوازی در سطح اطمینان 0/05 اختلاف معنی‌دار دارند.
درمجموع القای دیابت باعث افزایش معنی‌دار ژن HMGB1 بافت آئورت شد و انجام تمرین هوازی سبب کاهش معنی‌دار این ژن شد، ولی هنوز با سطح بیان ژن موش‌های سالم فاصله داشت. همچنین انجام تمرین هوازی در موش‌های سالم نیز بیان ژن HMGB1 بافت آئورت را کاهش داد.
نتایج تحلیل واریانس یک‌طرفه (جدول شماره 4) در سطح معنی‌داری 0/05 بود؛ چون مقدار F محاسبه‌شده بزرگ‌تر از F جدول است، می‌توان اظهار کرد حداقل بین میانگین‌های دو گروه اختلاف معنی‌دار وجود دارد؛ بنابراین فرضیه صفر (فرضیه تفاوت بین میانگین گلوکز خون گروه‌ها) تأیید می‌شود (جدول شماره 5). 




برای آگاهی از اینکه تفاوت بین کدام گروه‌ها وجود دارد، از آزمون پیگیری توکی استفاده شده است (جدول شماره 6). 


بین میانگین میزان گلوکز خون گروه‌ کنترل با میانگین گروه‌های کنترل دیابت، تمرین هوازی و دیابت تمرین اختلاف معنی‌داری وجود داشت؛ به طوری ‌که میانگین گلوکز خون گروه‌ کنترل بالاتر از گروه‌های تمرین و پایین‌تر از گروه‌های کنترل دیابت و دیابت تمرین بود. 
همچنین بین میانگین گلوکز خون گروه تمرین با میانگین گروه دیابت تمرین اختلاف معنی‌داری وجود داشت؛ به طوری که میانگین گلوکز خون گروه تمرین پایین‌تر بود. علاوه بر این بین میانگین گلوکز خون گروه‌ دیابت با گروه دیابت تمرین اختلاف معنی‌داری وجود داشت؛ به طوری که میانگین گلوکز خون گروه‌ دیابت بالاتر بود. 
بحث 
القای دیابت منجر به افزایش معنی‌دار بیان ژن HMGB1 در بافت آئورت موش‌ها شد و انجام تمرین هوازی سبب کاهش معنی‌دار این ژن شد. همچنین انجام تمرین هوازی در موش‌های سالم نیز مقادیر بیان ژن بافت آئورت را کاهش داد. HMGB1 در بسیاری از فرایندهای فیزیولوژیکی و پاتولوژیکی، مانند ترمیم DNA، رونویسی و انتقال سیگنال خارج سلولی دخیل است [15]. در بافت‌های طبیعی و نرمال، اکثر سلول‌ها هیچ یا فقط سطح پایینی از سطوح HMGB1 را بیان می‌کنند [20]. انتقال HMGB1 از هسته به سیتوپلاسم و بیشتر به خارج از سلول تنها در شرایط پاتولوژیک (ایسکمی، تروما، هایپرگلیسمی و غیره) اتفاق می‌افتد [21]. 
افزایش قند خون موجب استرس اکسایشی می‌شود که به نوبه خود منجر به فعال‌سازی NF-κB و درنتیجه افزایش سطح سایتوکین‌های پیش‌التهابی خواهد شد. تحقیقات افزایش سطح سرمی TNF-α و پروتئین واکنشی C را در اثر القای دیابت نشان می‌دهد [22]. در مطالعات افزایش معنی‌دار HMGB1 توسط گلوکز نشان داده شده است که با تنظیم افزایشی سیتوکین‌های پیش‌التهابی از طریق فعال‌سازی مسیر سیگنالینگ NF-κB ارتباط دارد و استراتژی مهار HMGB1، سیتوکین‌های پیش‌التهابی را در پاسخ به گلوکز بالا از طریق مهار مسیر سیگنالینگ NF-κB کاهش می‌دهد. این نشان‌دهنده نقش تنظیمی HMGB1 در پاسخ‌های التهابی در آزمودنی‌های دیابتی است [9].
افزایش گلوکز خون منجر به افزایش بیان ژن‌های HMGB1 و TNF-α می‌شود [23]. مطالعات نشان داده‌اند که سایتوکین‌های پیش‌التهابی مانند TNF-α به پیام‌رسانی انسولین در بافت‌های حساس به انسولین آسیب می‌زنند. گزارش شده است که افزایش سطوح سیستمیک سایتوکین ضدالتهابی اینترلوکین 10 عضله از اسکلتی در برابر ترشح ماکروفاژهای مرتبط با دیابت و افزایش سایتوکین‌ التهابی TNF-α و اثرات زیان‌آور این سایتوکین‌ها بر سیگنالینگ انسولین و متابولیسم گلوکز محافظت می‌کند و بنابراین با افزایش حساسیت به انسولین همراه است [24].
فعالیت ورزشی تولید سایتوکین‌های ضدالتهابی همانند اینترلوکین 10 را تحریک می‌کند و تولید سایتوکین پیش‌التهابی TNF-α را کاهش می‌دهد و از این طریق در کنترل دیابت نقش مهمی ایفا می‌کند. محققان اعلام کردند که این احتمال وجود دارد که ورزش به ‌واسطه تأثیر در ترشح سایر سایتوکین‌های التهابی و ضدالتهابی نظیر اینترلوکین 6 به‌ طور غیرمستقیم به افزایش اینترلوکین 10 منجر می‌شود [25].
یائو یو و همکاران نقش پروتئین HMGB1 را در توسعه رتینوپاتی دیابتی مورد توجه بیشتری قرار دادند [23]. HMGB1 یک نوع از پروتئین هسته بسیار محافظه‌کار است. گزارش شده است که محرک پاتولوژیکی چندگانه علاوه بر نکروز ممکن است سبب خروج HMGB1 از سلول شود. مطالعات مرتبط نشان می‌دهد که HMGB1 نه‌تنها می‌تواند واکنش التهابی را تقویت کند، بلکه می‌تواند تشکیل عروق جدید را تحریک کند [26]. در پژوهش یائو یو و همکاران بیان ژن HMGB1 در موش‌های دیابتی در مقایسه با گروه کنترل به‌ طور معنی‌داری بیشتر بود. آن‌ها نشان دادند که HMGB1 در سلول‌های شبکیه موش‌های دیابتی 6/1 بار بیشتر بیان شده است و این نشان می‌دهد که هایپرگلیسمی طولانی‌مدت می‌تواند بیان ژن HMGB1 را تحریک کند و HMGB1 ممکن است در رتینوپاتی دیابتی در موش‌ها مشارکت کند [23]. برخی از مطالعات نشان می‌دهد که HMGB1 و ROS در شبکیه تحت آسیب حاد ایسکمی برقراری مجدد جریان خون، بیشتر بیان می‌شود [27، 28]. ولز دریافت HMGB1 در موش‌های مبتلا به رتینوپاتی دیابتی در مقایسه با دیگر عوامل التهابی مانند VEGF دیرتر تغییر کرد، اما مدت ماندگاری آن بیشتر بود [29]. این نشان می‌دهد که پروتئین HMGB1 ممکن است در مرحله بعدی رتینوپاتی دیابتی درگیر شود.
تصور می‌شد که HMGB1 ممکن است در التهاب و تشکیل عروق جدید در رتینوپاتی دیابتی از طریق اتصال به گیرنده RAGE و TLR2 شرکت می‌کند [30، 28]. HMGB1 ممکن است از طریق اتصال به گیرنده در دیابت نقش داشته باشد. محتوای HMGB1 با آپوپتوز سلول‌های شبکیه ارتباط مستقیمی دارد. تشخیص سطح HMGB1 و درمان هدفمند HMGB1 در کلینیک می‌تواند به پیش‌بینی و درمان عوارض دیابت کمک کند. پژوهش حاضر نیز القای دیابت، بیان ژن HMGB1 را به‌ طور قابل توجهی در بافت آئورت افزایش داد که ممکن است از این طریق منجر به اختلالات عملکرد اندوتلیوم در موش‌ها شود. از طرفی انجام تمرینات منظم هوازی منجر به کاهش قابل توجه ژن HMGB1 شد. هم‌راستا با پژوهش حاضر، گیویان و همکاران نشان دادند که تمرینات تردمیل انتقال HMGB1 به سیتوپلاسم را کاهش می‌دهد. HMGB1 یک حلقه بازخورد مثبت را نشان می‌دهد که سبب اتوفاژی می‌شود [15]. OGD اتوفاژی را در سلول‌های PC12 فعال می‌کند و HMGB1 نوترکیب (rHMGB1) اتصال HMGB1 به Beclin1 را افزایش می‌دهد، در نتیجه بیان LC3 را افزایش می‌دهد و شار اتوفاژی را زیاد می‌کند [31].
مطالعات پیشین نشان دادند که تمرینات تردمیل همچنین بر بیان سرمی HMGB1 اثر می‌گذارد [16] که این نشان از وجود مکانیسم دیگری است که تمرینات تردمیل HMGB1 را تنظیم می‌کند. اخیراً HMGB1، یک عامل مهم پیش‌التهابی در شرایط پاتولوژیک، در مدل‌های حیوانی و در کلینیک مورد مطالعه قرار گرفته است [32]. HMGB1 خارج سلولی گیرنده‌هایی مانند محصولات نهایی گلیکاسیون پیشرفته (RAGE) و Tlr2,4 را می‌شناسد و مسیر سیگنالینگ NFκB را بیشتر فعال می‌کند و پاسخ‌های التهابی را ترویج می‌دهد [33]. مطالعات نشان می‌دهد که تمرینات ورزشی بیان سایتوکین IL-1β را کاهش می‌دهند، بنابراین ممکن است که تمرینات ورزشی پاسخ التهابی را از طریق HMGB1 کاهش دهند و از این طریق اثر محافظتی خود را اعمال کنند [16، 34]. 
تقی‌بیگی و همکاران گزارش کرده‌اند که تمرین هوازی موجب کاهش پروتئین HMGB1 بافت قلبی در بیماران دیابتی می‌شود [15]، همچنین جیالوریا و همکاران کاهش این ژن را در بیماران مبتلا به سکته قلبی گزارش کرده‌اند [35]. تحقیقات نشان داده‌اند که پروتئین‌های شوک حرارتی (HSP) متعاقب تمرینات ورزشی افزایش می‌یابند، از طرفی در کاهش بیان HMGB1 مؤثر هستند و انتقال و ترشح سیتوپلاسمی HMGB1 را کاهش می‌دهند [36]، از این‌ رو یکی از سازوکارهای احتمالی کاهش HMGB1 در بافت آئورت موش‌های دیابتی می‌تواند افزایش HSP ناشی از تمرینات هوازی باشد.
با تمرین هوازی علی‌رغم کاهش بیان ژن HMGB1 در بافت آئورت موش‌های دیابتی، همچنان این بیان، با سطح این ژن در موش‌های سالم فاصله داشت؛ بنابراین پیشنهاد می‌شود در مطالعات آینده ضمن افزایش مدت مطالعه، استفاده از سایر مداخلات غیردارویی مؤثر از جمله استفاده از مکمل‌های گیاهی برای کاهش بیشتر این ژن و رساندنش به سطح موش‌های سالم، بررسی شود.
نتیجه‌گیری
در مطالعه حاضر شش هفته تمرین هوازی منجر به کاهش بیان ژن HMGB1 در بافت آئورت موش‌های صحرایی مبتلا به دیابت شد؛ بنابراین می‌توان بیان کرد تمرین هوازی ممکن است به‌عنوان یک روش غیردارویی مؤثر برای بهبود التهاب ناشی از دیابت و جلوگیری از اختلالات عروقی مورد استفاده قرار گیرد. باتوجه به مطالعات اندک در این زمینه اظهارنظر قطعی نیازمند مطالعات بیشتر در این زمینه است.

ملاحظات اخلاقی
پیروی از اصول اخلاق پژوهش

این تحقیق با تأیید کمیته اخلاق در دانشگاه آزاد اسلامی واحد مرودشت و با کد IR.IAU.M.REC.1399.007 انجام شد.

حامی مالی
این مقاله از پایا‌ن نامه دکتری سمیرا حسن‌پور سلیمانی در دانشگاه آزاد آمل، دانشکده علوم ورزشی، رشته فیزیولوژی ورزش (قلب و عروق تنفس) استخراج و بدون دریافت کمک مالی انجام شده است.

مشارکت نویسندگان
ایده اصلی: آسیه عباسی دلوئی؛ نگارش مقاله و تأیید نهایی مقاله: آسیه عباسی دلوئی، احمد عبدی، شیرین زیلایی و سمیرا حسن‌پور سلیمانی سلیمانی، جمع‌آوری داده‌ها و تفسیر داد‌ه‌ها: سمیرا حسن‌پور سلیمانی؛ نگارش نهایی: تمامی نویسندگان. 

تعارض منافع
بنابر اظهار نویسندگان هیچ‌گونه تعارض منافع در اجرای این پژوهش وجود نداشته است. 
 

References
1.Scherrenberg M, Dendale P. Exercise training in diabetes. European Journal of Preventive Cardiology. 2019; 26(7):698-700. [DOI:10.1177/2047487319829674] [PMID]
2.Wilding JPH. Medication use for the treatment of diabetes in obese individuals. Diabetologia. 2018; 61:265-72. [DOI:10.1007/s00125-017-4288-1] [PMID] [PMCID]
3.Khaleeli E, Peters SR, Bobrowsky K, Oudiz RJ, Ko JY, Budoff MJ. Diabetes and the associated incidence of subclinical atherosclerosisand coronary artery disease: Implications for management. American Heart Journal. 2001; 141(4);637-44. [DOI:10.1067/mhj.2001.113224] [PMID]
4.Asgary S, Hashemi M, Goli-Malekabadi N, Keshvari M. [The effects of acute consumption of pomegranate juice (Punica granatum L.) on decrease of blood pressure, inflammation, and improvement of vascular function in patients with hypertension: A clinical trial (Persian)]. Journal of Shahrekord University of Medical Sciences. 2015; 16(6):84-91. http://journal.skums.ac.ir/article-1-1761-en.html
5.Rader DJ. IL-1 and atherosclerosis: A murine twist to an evolving human story. The Journal of Clinical Investigation. 2012; 122(1):27-30. [DOI:10.1172/JCI61163] [PMID] [PMCID]
6.Xu YJ, Zheng L, Hu YW, Wang Q. Pyroptosis and its relationship to atherosclerosis. Clinica Chimica Acta. 2018; 476:28-37. [DOI:10.1016/j.cca.2017.11.005] [PMID]
7.Hui Y, Yin Y, Tian DH. Combination of serum HMGB1 and serum miR-126 achieve high predictive power to detect proliferative diabetic retinopathy: A Chinese population-based study. International Journal of Clinical and Experimental Medicine. 2019; 12(5):5909-14. http://www.ijcem.com/files/ijcem0078585.pdf
8.Czura CJ, Tracey KJ. Targeting high mobility group box 1 as a late-acting mediator of inflammation. Critical Care Medicine. 2003; 31(1):S46-50. [DOI:10.1097/00003246-200301001-00007] [PMID]
9.Wang H, Qu H, Deng H. Plasma HMGB1 levels in subjects with obesity and type 2 diabetes: A cross-sectional study in China. PLoS One. 2015; 10(8):e0136564. [DOI:10.1371/journal.pone.0136564] [PMID] [PMCID]
10.Beckman JA, Paneni F, Cosentino F, Creager MA. Diabetes and vascular disease: Pathophysiology, clinical consequences, and medical therapy: Part II. European Heart Journal. 2013; 34(31):2444-52. [DOI:10.1093/eurheartj/eht142] [PMID]
11.Kränkel N, Bahls M, Van Craenenbroeck E, Adams V, Serratosa L, Solberg EE, et al. Exercise training to reduce cardiovascular risk in patients with metabolic syndrome and type 2 diabetes mellitus: How does it work? European Journal of Preventive Cardiology. 2019; 26(7):701-8. [DOI:10.1177/2047487318805158] [PMID]
12.Yanai H, Adachi H, Masui Y, Katsuyama H, Kawaguchi A, et al. Exercise therapy for patients with type 2 diabetes: A narrative review. Journal of Clinical Medicine Research. 2018; 10(5):365-9. [DOI:10.14740/jocmr3382w] [PMID] [PMCID]
13.Gleeson M, Bishop NC, Stensel DJ, Lindley MR, Mastana SS, Nimmo MA. The anti-inflammatory effects of exercise: Mechanisms and implications for the prevention and treatment of disease. Nature Reviews Immunology. 2011; 11(9):607-15. [DOI:10.1038/nri3041] [PMID]
14.Taghibeigi Hoseinabadi H, Esfarjani F, Marandi SM, Karami H. [Effects of eight weeks of aerobic training on expression levels of the HMGB1-RAGE/TLR4-NF-kB proinflammatory pathway in cardiac tissue of male rats with hyperglycemia (Persian)]. Iranian Journal of Endocrinology and Metabolism. 2019; 20(5):246-52. http://ijem.sbmu.ac.ir/article-1-2477-en.html
15.Pan G, Jin L, Shen W, Zhang J, Pan J, Cheng J, et al. Treadmill exercise improves neurological function by inhibiting autophagy and the binding of HMGB1 to Beclin1 in MCAO juvenile rats. Life Sciences. 2020; 243:117279. [DOI:10.1016/j.lfs.2020.117279] [PMID]
16.Shirwaikar A, Rajendran K, Punitha ISR. Antidiabetic activity of alcoholic stem extract of Coscinium fenestratum in streptozotocin-nicotinamide induced type 2 diabetic rats. Journal of Ethnopharmacology. 2005; 97(2):369-74. [DOI:10.1016/j.jep.2004.11.034] [PMID]
17.Palsamy P, Subramanian S. Reaveratrol, a natural phytoalexin normalizeshyperglyciemia in strepozotocin - nicotinamide induced experimental diabetic rats. Biomedicin & Phalmacotherapy. 2008; 62(9):598-605. [DOI:10.1016/j.biopha.2008.06.037] [PMID]
18.Chae CH, Jung SL, An SH, Jung CK, Nam SN, Kim HT. Treadmill exercise suppresses muscle cell apoptosis by increasing nerve growth factor levels and stimulating p-phosphatidylinositol 3-kinase activation in the soleus of diabetic rats. Journal of Physiology and Biochemistry. 2011; 67(2):235-41. [DOI:10.1007/s13105-010-0068-9] [PMID]
19.Tang D, Kang R, Livesey KM, Cheh CW, Farkas A, Loughran P, et al. Endogenous HMGB1 regulates autophagy. The Journal of Cell Biology. 2010; 190(5):881-92. [DOI:10.1083/jcb.200911078] [PMID] [PMCID]
20.Wu Y, Xu J, Xu J, Zheng W, Chen Q, Jiao D. Study on the mechanism of JAK2/ STAT3 signaling pathway-mediated inflammatory reaction after cerebral ischemia. Molecular Medicine Reports. 2018; 17(4):5007-12. [DOI:10.3892/mmr.2018.8477]
21.Kajitani N, Shikata K, Nakamura A, Nakatou T, Hiramatsu M, Makino H. Microinflammation is a common risk factor for progression of nephropathy and atherosclerosis in Japanese patients with type 2 diabetes. Diabetes Research and Clinical Practice. 2010; 88(2):171-6. [DOI:10.1016/j.diabres.2010.01.012] [PMID]
22.Chen Y, Qiao F, Zhao Y, Wang Y, Liu G. HMGB1 is activated in type 2 diabetes mellitus patients and in mesangial cells in response to high glucose. International Journal of Clinical and Experimental Pathology. 2015; 8(6):6683-91. [PMID] [PMCID]
23.Yu Y, Yang L, Lv J, Huang X, Yi J, Pei C, et al. The role of High Mobility Group Box 1 (HMGB1) in the diabetic retinopathy inflammation and apoptosis. International Journal of Clinical and Experimental Pathology. 2015; 8(6):6807-13. [PMID] [PMCID]
24.Hirose L, Nosaka K, Newton M, Laveder A, Kano M, Peake J, et al. Changes in inflammatory mediators following eccentric exercise of the elbow flexors. Exercise Immunology Review. 2004; 10:75-90. [PMID]
25.Ouchi N, Parker JL, Lugus JJ, Walsk K. Adipokines in inflammation and metabolic disease. Nature Reviews Immunology. 2011; 11(2):85-97. [DOI:10.1038/nri2921] [PMID] [PMCID]
26.Lupo G, Anfuso CD, Ragusa N, Strosznajder RP, Walski M, Alberghina M. t-Butyl hydroperoxide and oxidized low density lipoprotein enhance phospholipid hydrolysis in lipopolysaccharide-stimulated retinal pericytes. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular and Cell Biology of Lipids. 2001; 1531(1-2):143-55. [DOI:10.1016/S1388-1981(01)00102-0]
27.El-Asrar AM, Missotten L, Geboes K. Expression of high-mobility groups box-1/receptor for advanced glycation end products/osteopontin/early growth response-1 pathway in proliferative vitreoretinal epiretinal membranes. Molecular Vision. 2011; 17:508-18. [PMID] [PMCID]
28.Chen Y, Sun W, Gao R, Su Y, Umehara H, Dong L, et al. The role of high mobility group box chromosomal protein 1 in rheumatoid arthritis. Rheumatology. 2013; 52(10):1739-47. [DOI:10.1093/rheumatology/ket134] [PMID]
29.Bucolo C, Leggio GM, Drago F, Salomone S. Eriodictyol prevents early retinal and plasma abnormalities in streptozotocin-induced diabetic rats. Biochemical Pharmacology. 2012; 84(1):88-92. [DOI:10.1016/j.bcp.2012.03.019] [PMID]
30.Naglova H, Bucova M. HMGB1 and its physiological and pathological roles. Bratislava Medical Journal. 2012; 113(3):163-71. [DOI:10.4149/BLL_2012_039] [PMID]
31.Wang J, Han D, Sun M, Feng J. Cerebral ischemic post-conditioning induces autophagy inhibition and a HMGB1 secretion attenuation feedback loop to protect against ischemia reperfusion injury in an oxygen glucose deprivation cellular model. Molecular Medicine Reports. 2016; 14(5):4162-72. [DOI:10.3892/mmr.2016.5747] [PMID] [PMCID]
32.Ye Y, Zeng Z, Jin T, Zhang H, Xiong X, Gu L. The role of high mobility group box 1 in ischemic stroke. Frontiers in Cellular Neuroscience. 2019; 13:127. [DOI:10.3389/fncel.2019.00127] [PMID] [PMCID]
33.Lok KZ, Basta M, Manzanero S, Arumugam TV. Intravenous immunoglobulin (IVIg) dampens neuronal toll-like receptor-mediated responses in ischemia. Journal of Neuroinflammation. 2015; 12:73. [DOI:10.1186/s12974-015-0294-8] [PMID] [PMCID]
34.Zhang Y, Cao RY, Jia X, Li Q, Qiao L, Yan G, et al. Treadmill exercise promotes neuroprotection against cerebral ischemia-reperfusion injury via downregulation of pro-inflammatory mediators. Neuropsychiatric Disease and Treatment. 2016; 12:3161-73. [DOI:10.2147/NDT.S121779] [PMID] [PMCID]
35.Giallauria F, Cirillo P, D'agostino M, Petrillo G, Vitelli A, Pacileo M, et al. Effects of exercise training on high-mobility group box-1 levels after acute myocardial infarction. Journal of Cardiac Failure. 2011; 17(2):108-14. [DOI:10.1016/j.cardfail.2010.09.001] [PMID]
36.Atalay M, Oksala NKJ, Laaksonen DE, Khanna S, Nakao C, Lappalainen J, et al. Exercise training modulates heat shock protein response in diabetic rats. Journal of Applied Physiology. 2004; 97(2):605-11. [DOI:10.1152/japplphysiol.01183.2003] [PMID]
 
نوع مطالعه: پژوهشی | موضوع مقاله: فيزيولوژی پزشکی
دریافت: 1399/2/21 | پذیرش: 1399/5/22 | انتشار: 1399/10/12

بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.

کلیه حقوق این وب سایت متعلق به مجله علمی پژوهشی افق دانش می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2021 CC BY-NC 4.0 | The Horizon of Medical Sciences

Designed & Developed by : Yektaweb