اثر NOX2 بر بيان ژن‌هاي اينترلوكين 15 و PGC-1α در عضله اسكلتي موش به دنبال يك دوره تمرين تناوبي شديد

The Role of NADPH Oxidase 2 in Regulating IL-15 and PGC-1α Gene Expressions Following a Period of High Intensity Interval Training

مقدمه: گونه­ هاي فعال اكسيژن (ROS)، نقش مهمي را در تنظيم مسيرهاي سيگنال‌دهي عضله اسكلتي و سازگار ي­هاي پس از تمرين از قبيل بيوژنز ميتوكندريايي و بهبود حساسيت به انسولين، ايفا مي­كنند. هم‌چنين، ROS ناشي از فعاليت جسماني مي­ توانند توليد مايوكاين­ ها را از عضله اسكلتي تحريك كنند. بنابراين هدف از پژوهش حاضر، بررسي نقش NADPH Oxidase 2 (NOX2) به عنوان توليدكننــده اصلي ROS حين انقباض در عضلــه اسكلتــــي بر بيـــان ژن­ هــاي اينترلوكيـــن 15 (IL-15)، و نيز تغييرات بيان كواكتيواتور 1-آلفاي γ PPAR (PGC-1α)، به عنوان تنظيم­ كننده كليدي بيوژنز ميتوكندريايي، به دنبال يك دوره تمرين تناوبي شديد (HIIT) بود. مواد و روش­ ها: حيوانات به چهار گروه موش­ هاي وحشي شاهد (WTc) و آزمون (WTt)، و موش­ هاي ترانسژنيك با نقص در ژن NOX2 شاهد (NDc) و آزمون (NDt) تقسيم شدند. گروه­ هاي آزمون به مدت 6 هفته HIIT را به صورت تناوب­ هاي دو دقيقه­ دويدن با 100 درصد سرعت بيشينه و دو دقيقه استراحت با 30 درصد اين سرعت و در مدت زمان كلي 60 دقيقه اجرا كردند. سرعت دويدن يك متر بر دقيقه به ازاي هر هفته افزايش يافت. ميزان بيان ژن­ هاي IL-15، PGC-1α و NOX2 در عضله دوقلو به روش Real-time PCR اندازه­ گيري شد. يافته ­هــا: سطوح پايه IL-15 mRNA عضله دوقلو در گروه NDc به طور معناداري (0/001P≤) پائين­تر از ساير گروه­ ها بود. بيان نسبي ژن­ ها در گروه­ هاي WTc، WTt، NDc و NDt براي IL-15 به ترتيب 1، 1/15، 0/49 و 0/99برابر و برايPGC-1α 1، 1/73، 0/76و 1/4برابر تغيير يافت. سطوح PGC-1α mRNA پس از تمرين در گروه WTt به طور معناداري (0/048=P) افزايش يافت. نتيجه­ گيري: يافته­ هاي فوق نشان مي­ دهند بيان ژن IL-15 در عضله اسكلتي موش وابسته به NOX2 است. هم‌چنين، به نظر مي­ رسد نقص در ژن NOX2 منجر به تضعيف بيان PGC-1α و در نتيجه تضعيف بيوژنز ميتوكندريايي مي ­شود.

Introduction: Following trainging, Reactive Oxygen Spices (ROS) play a crucial role in the regulation of signaling pathways and adaptions in skeletal muscle, including mitochondrial biogenesis and improvement in insulin sensitivity a ROS-induced physical activity can also stimulate myokine production in skeletal muscle. The aim of this work was hence to investigate the role of NADPH Oxidase-2 (NOX2), the main source of ROS generation, in contracting muscle in IL-15 gene expression, as well as anychanges in PGC-1α, as a key regulator of mitochondrial biogenesis, following a period of High-intensity Interval Training (HIIT). Materials and Methods: Mice were divided into four groups: Wild type (WT) control (WTc) and training (WTt), NOX-2 deficient (ND) control (NDc) and training (NDt). Training groups performed 6-week HIIT, including 2-min running intervals with 100% of their maximum running speed and 2-min rest with 30% of this speed for a total of 60 min; speed was increased 1m/min each week. IL-15, PGC-1α and NOX2 mRNA levels in gastrocnemius muscle were analyzed using Real time. Results: Basal levels of IL-15 mRNA in NDc group were significantly lower than the other groups. Relative gene expression in WTc, WTt, NDc and NDt changed for IL-15 1, 1.15, 0.49 and 0.99 and for PGC-1α 1, 1.73. 0.76 and 1.4 times, respectively in WTt. Post-training muscle PGC-1α mRNA levels increased significantly. Conclusion: Results indicate that IL-15 gene expression in mouse skeletal muscle is dependent on NOX2. an‎d apparently NOX2 deficiency may result in impaired PGC-1α expression and subsequently diminished mitochondrial biogenesis.