اثر تمرین شنا و سلول های بنیادی بر بیان ژن های DAZL و VASA در موش های سفید بزرگ آزمایشگاهی مدل آزواسپرمی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه تربیت بدنی و‌علوم ورزشی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 گروه فیزیولوژی ورزشی،واحد ساری،دانشگاه آزاد اسلامی، ساری، ایران

چکیده

مقدمه و هدف: اسپرماتوژنز فرآیندی است که با تکثیر و تمایز سلولهای بنیادی اسپرماتوگونی صورت می پذیرد. این سلولها روی غشای پایه لوله های منی ساز واقع شده اند و سلولهای سرتولی آنها را احاطه کرده اند. این مجموعه محیطی را فراهم می آورد که باعث عملکرد و بقای اسپرماتوژنز میشود. هدف از تحقیق حاضر بررسی اثر تمرین شنا و سلول های بنیادی بر بیان ژن های DAZL و VASA در موش های سفید بزرگ آزمایشگاهی مدل آزواسپرمی بود.
مواد و روش ها: روش تحقیق از نظر کنترل متغیرهای تحقیق تجربی و از نظر هدف کاربردی است.  25 سر رت 8 هفته ای و پس از القاء مدل آزواسپرمی که با بررسی‌های بافت‌شناسی انحطاط مشخص سلول‌های اسپرم‌ساز را نشان داد که منجر به ایجاد اپیتلیوم منی‌ساز با دیواره نازک در اکثر لوله‌های منی‌ساز می‌شود که نشان‌دهنده اختلال شدید در تولید اسپرم است و پس از تایید مدل آزواسپرمی  به صورت تصادفی به 5 گروه؛ سالم، آزواسپرمی، آزواسپرمی+ورزش، گروه آزواسپرمی+سلول بنیادی و گروه آزواسپرمی+سلول بنیادی+ورزش تقسیم شدند. یک ماه بعد از ایجاد مدل, یک میلیون سلول بنیادی, یک بار به صورت پیوند در ناحیه مجران دفران هر موش پیوند زده شد. تمرین شنا به صورت روزانه به مدت 30 دقیقه در روز و 5 روز در هفته به مدت 8 هفته انجام گرفت. ژن ها با روش Real time-PCR اندازه گیری شد. جهت تجزیه و تحلیل داده ها از آزمون کروسکال والیس استفاده گردید. کلیه محاسبات با استفاده از نرم افزار آماری SPSS/23 و در سطح معنی دار 05/0P≤ انجام شد.
نتایج: نتایج نشان داد بین اثر تمرینات شنا و سلول های بنیادی بر بیان ژن DAZL  (879/22 F=و 0001/0P=) و VASA (359/23 F=و 0001/0P=) در موش های سفید بزرگ آزمایشگاهی مدل آزواسپرمی تفاوت معناداری وجود دارد. همچنین نتایج نشان داد در هر دو متغیر گروه کنترل سالم و گروه آزواسپرمی با تمامی گروه ها اختلاف معنی دار دارندو بین گروه های آزواسپرمی+سلول های بنیادی با آزواسپرمی+تمرین و آزواسپرمی+سلول های بنیادی+تمرین و همچنین گروه آزواسپرمی+تمرین با آزواسپرمی+سلول های بنیادی+تمرین تفاوت معناداری مشاهده نشد.
نتیجه‌گیری: به طور کلی نتایج تحقیق حاضر بیانگر آن است که فعالیت ورزشی منظم هوازی مانند شنا به همراه تزریق سلول های بنیادی در مهار آثار ناشی از بیماری های ناباروری از طریق افزایش بیان ژن DAZL و VASAدر بهبود فرایند اسپرماتوژنز کمک شایانی می کند.

کلیدواژه‌ها

مراجع

  1. He H, Yu F, Shen W, Chen K, Zhang L, Lou S, Zhang Q, Chen S, Yuan X, Jia X, Zhou Y. The Novel Key Genes of Non-obstructive Azoospermia Affect Spermatogenesis: Transcriptomic Analysis Based on RNA-Seq and scRNA-Seq Data. Front Genet. 2021;26(12):608629. doi: 10.3389/fgene.2021.608629.
  2. Cannarella R, Condorelli RA, Mongioì LM, La Vignera S, Calogero AE. Molecular Biology of Spermatogenesis: Novel Targets of Apparently Idiopathic Male Infertility. International Journal of Molecular Sciences. 2020;3;21(5):1728. doi: 10.3390/ijms21051728.
  3. Kohn TP, Pastuszak AW. Non-obstructive azoospermia and shortened leukocyte telomere length: further evidence linking poor health and infertility. Fertility and Sterility. 2018;110(4):629-630. doi: 10.1016/j.fertnstert.2018.06.013.
  4. Vij SC, Sabanegh E Jr, Agarwal A. Biological therapy for non-obstructive azoospermia. Expert Opinion on Biological Therapy. 2018;18(1):19-23. doi: 10.1080/14712598.2018.1380622.
  5. Caroppo E, Colpi GM. Hormonal Treatment of Men with Nonobstructive Azoospermia: What Does the Evidence Suggest? Journal of Clinical Medicine. 2021;20;10(3):387. doi: 10.3390/jcm10030387.
  6. Oud MS, Ramos L, O'Bryan MK, McLachlan RI, Okutman Ö, Viville S, de Vries PF, Smeets DFCM, Lugtenberg D, Hehir-Kwa JY, Gilissen C, van de Vorst M, Vissers LELM, Hoischen A, Meijerink AM, Fleischer K, Veltman JA, Noordam MJ. Validation and application of a novel integrated genetic screening method to a cohort of 1,112 men with idiopathic azoospermia or severe oligozoospermia. Human Mutation. 2017;38(11):1592-1605. doi: 10.1002/humu.23312.
  7. Kumanov P. Managing Infertility Due to Endocrine Causes. The Diagnosis and Treatment of Male Infertility. Springer 2017;63-78. https://doi.org/10.1007/978-3-319-56547-7_5
  8. Gordetsky J, van Wijngaarden E, O'Brien J. Redefining abnormal follicle-stimulating hormone in the male infertility population. BJU International. 2012;110(4):568-72. doi: 10.1111/j.1464-410X.2011.10783.x.
  9. Ring J, Welliver C, Parenteau M, Markwell S, Brannigan RE, Köhler TS. The Utility of Sex Hormone-Binding Globulin in Hypogonadism and Infertile Males. The Journal of Urology. 2017;197(5):1326-1331. doi: 10.1016/j.juro.2017.01.018.
  10. Yu S, Zhao Y, Zhang FL, Li YQ, Shen W, Sun ZY. Chestnut polysaccharides benefit spermatogenesis through improvement in the expression of important genes. Aging (Albany NY). 2020;21;12(12):11431-11445. doi: 10.18632/aging.103205.
  11. Tanaka SS, Toyooka Y, Akasu R, Katoh-Fukui Y, Nakahara Y, Suzuki R, Yokoyama M, Noce T. The mouse homolog of Drosophila Vasa is required for the development of male germ cells. Genes & Development. 2000;1;14(7):841-53.
  12. Gill ME, Hu YC, Lin Y, Page DC. Licensing of gametogenesis, dependent on RNA binding protein DAZL, as a gateway to sexual differentiation of fetal germ cells. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2011;3;108(18):7443-8. doi: 10.1073/pnas.1104501108.
  13. Mobarak H, Heidarpour M, Rahbarghazi R, Nouri M, Mahdipour M. Amniotic fluid-derived exosomes improved spermatogenesis in a rat model of azoospermia. Life Sciences. 202;11;274:119336. doi: 10.1016/j.lfs.2021.119336.
  14. Barranco I, Padilla L, Parrilla I, Álvarez-Barrientos A, Pérez-Patiño C, Peña FJ, Martínez EA, Rodriguez-Martínez H, Roca J. Extracellular vesicles isolated from porcine seminal plasma exhibit different tetraspanin expression profiles. Scientific Reports. 2019;9;9(1):11584. doi: 10.1038/s41598-019-48095-3.
  15. Nikbin S, Derakhshideh A, Karimi Jafari S, Mirzahamedani A, Moslehi A, Ourzamani S, Barati E, Amini F, Zolfaghari FS, Azarbayjani MA. Investigating the protective effect of aerobic exercise on oxidative stress and histological damages of testicular tissue associated with chlorpyrifos in male rats. Andrology. 2020;52(2):e13468. doi: 10.1111/and.13468.
  16. Dutra Gonçalves G, Antunes Vieira N, Rodrigues Vieira H, Dias Valério A, Elóisa Munhoz de Lion Siervo G, Fernanda Felipe Pinheiro P, Eduardo Martinez F, Alessandra Guarnier F, Rampazzo Teixeira G, Scantamburlo Alves Fernandes G. Role of resistance physical exercise in preventing testicular damage caused by chronic ethanol consumption in UChB rats. Microscopy Research and Technique. 2017;80(4):378-386. doi: 10.1002/jemt.22806.
  17. Khosravi Sadr M, Nasiri E, Khalili M. The effect of resistance training on testicular function and spermatogenesis process and sperm parameters of adult male Wistar rats. Daneshvar Medicine: Basic and Clinical Research Journal. 2021;28(5):11-22. doi: 10.22070/DANESHMED. [Farsi].
  18. Li Y, Zhang L, Zheng X, Qian J, Li Y, Xie C, Zhang X, Zhou Y, Huang H. Dietary restriction and/or exercise training impairs spermatogenesis in normal rats. Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism. 2021;46(3):229-237. doi: 10.1139/apnm-2020-0477.
  19. Thompson M, Mei SHJ, Wolfe D, Champagne J, Fergusson D, Stewart DJ, Sullivan KJ, Doxtator E, Lalu M, English SW, Granton J, Hutton B, Marshall J, Maybee A, Walley KR, Santos CD, Winston B, McIntyre L. Cell therapy with intravascular administration of mesenchymal stromal cells continues to appear safe: An updated systematic review and meta-analysis. EClinicalMedicine. 2020;17;19:100249. doi: 10.1016/j.eclinm.2019.100249.
  20. Kim HJ, Park JS. Usage of Human Mesenchymal Stem Cells in Cell-based Therapy: Advantages and Disadvantages. Development & Reproduction. 2017;21(1):1-10. doi: 10.12717/DR.2017.21.1.001.
  21. Zhankina R, Baghban N, Askarov M, Saipiyeva D, Ibragimov A, Kadirova B, Khoradmehr A, Nabipour I, Shirazi R, Zhanbyrbekuly U, Tamadon A. Mesenchymal stromal/stem cells and their exosomes for restoration of spermatogenesis in non-obstructive azoospermia: a systemic review. Stem Cell Research & Therapy. 2021;6;12(1):229. doi: 10.1186/s13287-021-02295-9.
  22. Zohrabi Karani L, Farzanegi P, Azarbayjani MA. The Effect of 8-Weeks of Low-Intensity Swimming Training on Promyelocytic Leukemia Zinc Finger Protein and Spermatid Transition Nuclear Protein Gene Expression in Azoospermic Rats Model. Quarterly of the Horizon of Medical Sciences. 2020;26(4):332-47. doi:10.32598/hms.26.4.450.2. [Farsi].
  23. Asadi M, farzanegi P, Azarbayjani M A. The effect of swimming training, cell and laser on the expression of genes involved in autophagy (LC3 and Beclin-1) in azoospermia mice. Razi Journal of Medical Sciences 2023;30 (7). doi: ‎47176/rjms.30.166. [Farsi].
  24. Seib DR, Martin-Villalba A. Neurogenesis in the Normal Ageing Hippocampus: A Mini-Review. Gerontology. 2015;61(4):327-35. doi: 10.1159/000368575.
  25. Kretzschmar K, Watt FM. Markers of epidermal stem cell subpopulations in adult mammalian skin. Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine. 2014;3;4(10):a013631. doi: 10.1101/cshperspect.a013631.
  26. Shin S, Kaestner KH. The origin, biology, and therapeutic potential of facultative adult hepatic progenitor cells. Current Topics in Developmental Biology. 2014;107:269-92. doi: 10.1016/B978-0-12-416022-4.00010-X.
  27. Leri A, Rota M, Hosoda T, Goichberg P, Anversa P. Cardiac stem cell niches. Stem Cell Research. 2014;13(3 Pt B):631-46. doi: 10.1016/j.scr.2014.09.001.
  28. Shapouri A, Asgharpour H, Farzanegi P, Aghaei Bahmanbeglo N. The effect of swimming, cells and laser therapy on the expression of Drp1, Murf1 and Mfn2 genes in the testes of azoospermic rats. 2024; In Press (May-Jun). https://mlj.goums.ac.ir/browse.php?a_id=1473&sid=1&slc_lang=fa.
  29. Dissanayake DM. In vitro spermatogenesis; past, present, and future. Spermatozoa: Facts and Perspectives. 2018;13:25-51. doi:10.5772/intechopen.73505.
  30. Sun YC, Sun XF, Dyce PW, Shen W, Chen H. The role of germ cell loss during primordial follicle assembly: a review of current advances. International Journal of Biological Sciences. 2017;11;13(4):449-457. doi: 10.7150/ijbs.18836.
  31. Gustafson EA, Wessel GM. Vasa genes: emerging roles in the germ line and in multipotent cells. BioEssays. 2010;32(7):626-37. doi: 10.1002/bies.201000001.
  32. Zarate-Garcia L, Lane SI, Merriman JA, Jones KT. FACS-sorted putative oogonial stem cells from the ovary are neither DDX4-positive nor germ cells. Scientific Reports. 2016;15;6:27991. doi: 10.1038/srep27991.
  33. Castrillon DH, Quade BJ, Wang TY, Quigley C, Crum CP. The human VASA gene is specifically expressed in the germ cell lineage. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2000;15;97(17):9585-90. doi: 10.1073/pnas.160274797.
  34. Lacham-Kaplan O. In vivo and in vitro differentiation of male germ cells in the mouse. Reproduction. 2004;128(2):147-52. doi: 10.1530/rep.1.00220.
  35. Guo X, Gui YT, Tang AF, Lu LH, Gao X, Cai ZM. Differential expression of VASA gene in ejaculated spermatozoa from normozoospermic men and patients with oligozoospermia. Asian Journal of Andrology. 2007;9(3):339-44. doi: 10.1111/j.1745-7262.2007.00253.x.
  36. Yang, R. F., Liu, T. H., Zhao, K., & Xiong, C. L. (2014). Enhancement of mouse germ cell-associated genes expression by injection of human umbilical cord mesenchymal stem cells into the testis of chemical-induced azoospermic mice. Asian Journal of Andrology, 16(5), 698–704. https://doi.org/10.4103/1008-682X.129209

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار