بررسی اثرات تمرین هوازی و سلول بنیادی درمانی بر بیان ژن tnfα و پروتئین mmp13 بافت غضروف زانو در موش‌های صحرایی نر مدل استئوآرتریت

مقدمه: ورزش و سلول بنیادی درمانی اثرات امیدوارکننده‌ای بر مدیریت استئوآرتریت دارند. tnfα و mmp13 دو فاکتور مهم در ارتباط با التهاب مفاصل و تخریب غضروف هستند. مطالعه حاضر به بررسی اثرات تمرین هوازی و تزریق سلول بنیادی بر بیان ژن‌ tnfα و پروتئین mmp13 بافت غضروف زانو در موش‌های صحرایی نر مدل استئوآرتریت می‌پردازد.روش کار: در این مطالعه تجربی، 25 سر موش‌ صحرایی به‌صورت تصادفی به گروه‌های سالم، استئوآرتریت، استئوآرتریت-تمرین، استئوآرتریت- سلول بنیادی و استئوآرتریت- سلول بنیادی- تمرین تقسیم شدند و مداخلات را براساس نام گروه دریافت کردند. تمرین استقامتی به مدت هشت هفته (5 جلسه/هفته،30-50 دقیقه/جلسه و با سرعت 16 متر/دقیقه) روی تردمیل بدون شیب اجرا شد. سلول‌ بنیادی مزانشیمی (106×1 سلول/کیلوگرم) یک‌بار به گروه های مربوط تزریق گردید. چهل‌وهشت ساعت پس از آخرین جلسه تمرین، بافت غضروف برداشته و به آزمایشگاه ارسال شد. از روش آنالیز واریانس یک‌راهه و آزمون تعقیبی توکی جهت تعیین اختلاف بین‌گروهی استفاده شد. تمامی محاسبات با نرم‌افزار spss انجام و سطح معنی‌داری 0/05≥ p در نظر گرفته شد. نتایج: بیان ژن tnfα در گروه‌ استئوآرتریت بیشتر از گروه سالم بود (p=0.027). تفاوت معنی‌دار دیگری درمورد بیان ژن tnfα بین گروه‌ها وجود نداشت. بیان پروتئین mmp13 در گروه‌های استئوآرتریت (p=0.001)، استئوآرتریت- تمرین (p=0.003)، استئوآرتریت- سلول بنیادی (p=0.011) و استئوآرتریت- سلول بنیادی- تمرین (p=0.001) بیشتر از گروه سالم بود. بیان پروتئین mmp13 در گروه‌های استئوآرتریت- تمرین (p=0.001)، استئوآرتریت- سلول بنیادی (p=0.001) و استئوآرتریت- سلول بنیادی-تمرین (p=0.001) کمتر از گروه استئوآرتریت بود. تفاوت معنی‌دار دیگری درمورد بیان پروتئین mmp13 بین گروه‌ها وجود نداشت.نتیجه‌گیری: تمرین استقامتی و سلول بنیادی درمانی نقش مثبتی در تعدیل بیان پروتئین mmp13 دارند که از پتانسیل این دو مداخله برای بهبود استئوآرتریت حمایت می‌کنند.

investigating the effects of aerobic training and stem cell therapy on the expression of tnfα gene and mmp13 protein in knee cartilage tissue in male rats of osteoarthritis model

background and purpose: exercise and stem cell therapy have promising effects on the management of osteoarthritis. tumor necrosis factor-α (tnfα) and matrix metalloproteinase-13 (mmp13) are two important factors related to joint inflammation and cartilage destruction. the present study examines the effects of aerobic training and stem cell injection on the expression of the tnfα gene and mmp13 protein in knee cartilage tissue in male rats with osteoarthritis.materials and methods: in the present experimental study, 25 rats were randomly divided into healthy, osteoarthritis, osteoarthritis-exercise, osteoarthritis-stem cell, and osteoarthritis-stem cell-exercise groups and received interventions based on the group name. endurance training was performed for eight weeks (5 sessions/week, 30-50 minutes/session, and at a speed of 16 meters/minute) on a non-inclined treadmill. mesenchymal stem cells (1x106 cells/kg) were injected once to the respective groups. forty-eight hours after the last training session, cartilage tissue was removed and sent to the laboratory. one-way analysis of variance and tukey’s post hoc test were used to determine the difference between groups. all calculations were done with spss software, and the significance level was considered as p≤0.05.results: tnfα gene expression was higher in the osteoarthritis group than in the healthy group (p=0.027). there was no other significant difference in tnfα gene expression between the groups. mmp13 protein expression was higher in osteoarthritis (p=0.001), osteoarthritis-exercise (p=0.003), osteoarthritis-stem cell (p=0.011), and osteoarthritis-stem cell-exercise (p=0.001) groups than in the healthy group. mmp13 protein expression in osteoarthritis-exercise (p=0.001), osteoarthritis-stem cell (p=0.001), and osteoarthritis-stem cell-exercise (p=0.001) groups was lower than the osteoarthritis group. there was no other significant difference in the expression of mmp13 protein between the groups.conclusion: endurance training and stem cell therapy have a positive role in modulating mmp13 protein expression, which supports the potential of these two interventions to improve osteoarthritis.