تاثیر تمرین هوازی و تزریق سلول‌های بنیادی بر بیان ژن‌های nf-κb و mmp1 در بافت غضروف زانو موش‌های صحرایی نر مدل استئوآرتریت

زمینه و هدف: فعالیت منظم هوازی و درمان با سلول‌های بنیادی تاثیرات امیدوارکننده‌ای در مدیریت استئوآرتریت دارند. افزایش بیان ژن فاکتور هسته‌ای کاپا b (nf-κb) نقش مهمی در تخریب مفصل در شرایط استئوآرتریت ایفا می‌کند. همچنین، بیان ژن ماتریکس متالوپروتئیناز-1 (mmp1) در استخوان مفاصل بیماران مبتلا به استئوآرتریت افزایش می‌یابد. مطالعه حاضر با هدف بررسی اثرات تمرین هوازی و تزریق سلول‌های بنیادی بر بیان ژن‌های nf-κb  و mmp1 در بافت غضروف زانو موش‌های صحرایی نر مدل استئوآرتریت انجام شد. روش‌ها: در این مطالعه تجربی، 25 سر موش صحرایی نر به‌صورت تصادفی به پنج گروه تقسیم شدند: کنترل سالم، بیمار (القای استئوآرتریت)، بیمار+تمرین، بیمار+سلول بنیادی، و بیمار+تمرین+سلول بنیادی. برنامه تمرینی شامل 30 دقیقه دویدن روی تردمیل بدون شیب با سرعت 16 متر در دقیقه در هفته اول بود که با رعایت اصل اضافه‌بار به‌صورت تدریجی به 50 دقیقه در هفته هشتم افزایش یافت. به گروه‌های مربوطه، سلول‌های بنیادی مزانشیمی با دوز 106×1 سلول بر کیلوگرم به‌صورت تزریق یک‌مرحله‌ای تجویز شد. 48 ساعت پس از آخرین جلسه تمرینی، بافت غضروف استخراج و بیان ژن‌های nf-κb  و mmp1 با روشreal-time pcr  ارزیابی شد.یافته‌ها: بیان ژنnf-κb در گروه استئوآرتریت به‌طور معناداری بالاتر از گروه سالم بود (p=0.001). تمرین هوازی منجر به کاهش معنادار بیان nf-κb در مقایسه با گروه بیمار شد (p=0.043). بااین‌حال، درمان با سلول‌های بنیادی به‌تنهایی تاثیر معناداری بر کاهش بیان این ژن نداشت (p=0.077). علاوه بر این، تفاوت معناداری در بیان ژن mmp1 بین گروه‌های مطالعه مشاهده نشد  (p>0.05)، اما الگوی تغییرات آن مشابه تغییرات nf-κb  بود.نتیجه‌گیری: در حالی که درمان با سلول‌های بنیادی به‌تنهایی تاثیر معناداری بر تعدیل بیان ژن‌ها نشان نداد، تمرین هوازی منظم توانست بیان nf-κb را کاهش دهد. این یافته‌ها از پتانسیل سرکوب nf-κb از طریق تمرین ورزشی به‌عنوان مداخله‌ای موثر برای مدیریت استئوآرتریت حمایت می‌کند.

effects of aerobic exercise and stem cell injection on the expression of nf-κb and mmp1 genes in the knee cartilage of male rat models of osteoarthritis

background and aim: regular aerobic exercise and stem cell therapy have shown promising effects in the management of osteoarthritis. the increased expression of nuclear factor kappa b (nf-κb) plays a significant role in joint degradation in osteoarthritis, while matrix metalloproteinase-1 (mmp1) gene expression is elevated in the joint bones of osteoarthritis patients. this study aimed to investigate the effects of aerobic exercise and stem cell injection on the expression of nf-κb and mmp1 genes in the knee cartilage of male rat models of osteoarthritis.methods: in this experimental study, 25 male rats were randomly assigned to five groups: healthy control, osteoarthritis-induced (diseased), diseased + exercise, diseased + stem cells, and diseased + exercise + stem cells. the exercise program included 30 minutes of treadmill running at 16 meters per minute during the first week, gradually increasing to 50 minutes by the eighth week, following the principle of progressive overload. mesenchymal stem cells were administered to the relevant groups at a dose of 1×10^6 cells per kilogram via a single injection. forty-eight hours after the final exercise session, knee cartilage tissue was extracted, and the expression of nf-κb and mmp1 genes was evaluated using real-time pcr.results: the expression of nf-κb in the osteoarthritis group was significantly higher than in the healthy control group (p=0.001). aerobic exercise resulted in a significant reduction in nf-κb expression compared to the diseased group (p=0.043). however, stem cell treatment alone did not significantly affect the reduction of this gene expression (p=0.077). additionally, no significant differences were found in mmp1 gene expression between the study groups (p>0.05), although the pattern of changes mirrored those observed in nf-κb expression.conclusion: while stem cell therapy alone did not show a significant effect on gene expression modulation, regular aerobic exercise significantly reduced nf-κb expression. these findings support the potential of aerobic exercise as an effective intervention to suppress nf-κb in the management of osteoarthritis.