This study aimed to investigate the effect of exercise on disease severity, NRF2 protein levels, and xanthine oxidase enzyme in the spinal cord during the chronic period of the disease

(1)

Voluntary Exercise Reduces Oxidative Stress and Disease Severity in Mice with Multiple Sclerosis

Amir Hossein Saffar Kohneh Quchan¹ , Mohammad Reza Kordi²^ ,

Fatemeh Shabkhiz³

1. Department of Exercise Physiology, Faculty of Sport Sciences and Health, University of Tehran, Tehran, Iran. E-mail:

2. Corresponding Author, Department of Exercise Physiology, Faculty of Sport Sciences and Health, University of Tehran, Tehran, Iran. E-mail: [email protected]

3. Department of Exercise Physiology, Faculty of Sport Sciences and Health, University of Tehran, Tehran, Iran. E-mail:

[email protected]

Article Info ABSTRACT

Article type:

Research

Article history:

Received:

29 August 2021 Received in revised form:

13 January 2022 Accepted:

8 February 2022 Published online:

20 February 2023

Keywords:

EAE, Nrf2,

voluntary wheel running, Xanthine oxidase.

Introduction: Oxidative stress and the production of Reactive Nitrogen (RNS) and Oxygen (ROS) Species play an important role in the pathogenesis and the progression of MS. This study aimed to investigate the effect of exercise on disease severity, NRF2 protein levels, and xanthine oxidase enzyme in the spinal cord during the chronic period of the disease.

Methods: Thirty female C57Bl/6 mice (6-8 weeks) were divided into three Voluntary Exercise, Experimental Autoimmune Encephalomyelitis (EAE), and Healthy Control groups. After induction of EAE by Myelin Oligodendrocyte Glycoprotein (MOG35-55) and after the mice showed a clinical score of one for two consecutive days, they performed one hour of voluntary exercise for four weeks and five days a week. Forty-eight hours after the last training session, the mice were anesthetized with Ketamine and Xylazine, and the spinal cord tissue was removed. The location of NRF2 proteins in the gray and white matter of the spinal cord was investigated by Immunohistochemistry, and xanthine oxidase was measured by xanthine oxidase assay kit according to the kit manufacturer's instructions and by ELISA method.

Results: Voluntary exercise increased NRF2 protein levels in the white matter (P=0.0001) and gray matter (P=0.0001) of the spinal cord and decreased xanthine oxidase levels in the spinal cord (P=0.001), and attenuated disease severity during the chronic period (P=0.01).

Conclusion: Voluntary exercise reduces oxidative stress and disease severity during the chronic period of the disease and would be a good strategy for controlling and treatment of MS disease.

Cite this article: Saffar Kohneh Quchan AH., Kordi MR & Shabkhiz F. Voluntary Exercise Reduces Oxidative Stress and Disease Severity in Mice with Multiple Sclerosis. Journal of Sport Biosciences. 2023; 14 (4): 5-18.

DOI: https://doi.org/10.22059/jsb.2022.329699.1485

(2)

ExtendedAbstract

Introduction

Multiple sclerosis (MS) is a chronic neuroinflammatory disease of the central nervous system that causes disability in young adults, especially in women. The primary event in the pathogenesis of MS is the infiltration of highly proinflammatory leukocytes, especially TH1 and TH17 cells, into the CNS and the production of interferon-gamma (IFN-γ) and IL-17A.This increase in inflammatory reactions increases the permeability of the blood-brain barrier and causes more penetration of B cells and monocytes into the CNS. These processes are associated with activating macrophages and microglia residing in the CNS and releasing more inflammatory cytokines and chemokines. In addition, activated macrophages and microglia in CNS lesions express enzymes involved in oxidative stress such as NADPH oxidase (NOX), inducible nitric oxide synthase (iNOS), xanthine oxidase (XO) and myeloperoxidase (MPO) and increase ROS production and oxidative stress. Evidence shows that oxidative stress plays an important role in the progression and development of MS by increasing the destruction of the blood- brain barrier, damage to mitochondria, and the further increase of inflammatory cytokines with the activation of NFKB.Many clinical studies have shown the beneficial effects of physical activity and exercise on improving walking, fatigue, depression, and quality of life in people with MS. Also, regular exercise increases neurotrophins, anti-inflammatory factors, and neurogenesis. It also reduces inflammation, oxidative stress, and the destruction of the myelin sheath, and prevents disease progression.The optimal effect of exercise on neurological diseases depends on its type, intensity, and duration. Voluntary exercise is an activity whose intensity and duration are under the control of the individual, and therefore less stress is introduced, which can be more enjoyable for the patients. Evidence Strongly shows that voluntary exercise can

effectively reduce clinical symptoms in neurological diseases, but the mechanism of its effect has not yet been fully determined. Considering the importance of NRF2 and oxidative stress in the progression and development of MS disease and the different effects of the type and intensity of activity in MS and EAE, this study aimed to investigate the effect of four weeks of voluntary exercise on the NRF2 and XO levels in the spinal cord of C57BL/6 mice with EAE in the chronic period of the disease (30 days after induction of EAE).

Methods

Thirty female C57Bl/6 mice (6-8 weeks) were divided into three Voluntary Exercise, EAE, and Healthy Control groups.

After induction of EAE by MOG35-55 and after the mice showed a clinical score of one for two consecutive days, they performed one hour of voluntary exercise for four weeks and five days a week. Forty-eight hours after the last training session, the mice were anesthetized with ketamine and xylazine, and their spinal cord tissues were removed. The location of NRF2 proteins in the gray and white matter of the spinal cord was investigated by immunohistochemistry, and xanthine oxidase was measured by xanthine oxidase kit assay according to the kit manufacturer's instructions by ELISA method.

Results

Voluntary exercise increased NRF2 protein levels in the white matter (P=0.0001) and gray matter (P=0.0001) of the spinal cord and decreased xanthine oxidase levels in the spinal cord (P=0.001), and attenuated disease severity in the chronic period (P=0.01). The clinical scores of the groups on the day of onset of symptoms and the chronic period of the disease are presented in Table 1.

Table 1. The clinical scores of the groups on the day of onset of symptoms and the chronic period of the disease

Groups

Day 10 post- induction (onset of

symptoms)

Day 30 post- induction

(chronic period of disease)

EAE 0.57(0-1) 1.71(1-2)

Voluntary Exercise 0.60(1-2) 0.60(0-2)

(3)

Conclusion

In this study, it was shown that voluntary exercise, reduced the oxidative stress caused by the induction of EAE in the chronic period of the disease, regardless of the intensity and duration; however, more research is needed to decide on the appropriate type, intensity, and duration of exercise in MS patients.

Ethical Considerations:

This study was approved by the research ethics committee of the University of Tehran

Funding:

This research received no specific grant from any funding agency in the public, commercial, or not-for-profit sector.

Authors’ contribution:

Amir Hossein Saffar Kohneh Quchan: Conceptualization, Methodology, Investigation, Data curation, Formal analysis, Writing the original draft. Mohammad Reza Kordi: Project administration, Supervision, Writing, Review, and Editing.

Fatemeh Shabkhiz: Writing and Review Conflict of interest:

The authors declare that there are no conflicts of interest.

(4)

لاعف ی ت شزرو ی تخا ی را ی سکا سرتسا ی

تاد ی و ب تدش و ی

رام ی ار رد شوم یاه تلام هب لاتبم ی

لپ

زورلکسا ی

س یم شهاک دهد

ناچوق هنهک رافص نیسحریما ، 1

یدرک اضردمحم

 2

، همطاف بش

3زیخ

1 هورگ . يشزرو یژولویزیف ،

دکشناد ۀ يتسردنت و يشزرو مولع هاگشناد ،

:همانایار .ناریا ،نارهت ،نارهت [email protected]

2 . ۀدنسیون ،لوؤسم هورگ فی ز ی ژولو ی يشزرو ، زرو مولع يتسردنت و يش هاگشناد ،

3 .

،يشزرو یژولویزیف هورگ دکشناد

ۀ يتسردنت و يشزرو مولع هاگشناد ،

هلاقم تاعلاطا هدیکچ

:هلاقم عون يشهوژپ

رات ی خ رد ی تفا : 07 / 06 / 1400

:یرگنزاب خیرات 23

/ 10 / 1400

رات ی خ ذپ ی شر : 19 / 11 / 1400

رات ی خ راشتنا : 01 / 12 / 1401

دیلک هژاو :اه

،EAE

،NRF2

،یرایتخا راود خرچ زادیسکا نیتنازگ .

:همدقم

ویتادیسکا سرتسا دیلوت و

هنوگ یاه ( نژیسکا ( نژورتین و )ROS

)RNS شنکاو ریذپ

، زنژوتاپ رد يمهم شقن و

یرامیب تفرشیپ ما

سا نیئتورپ حوطس ،یرامیب تدش رب يشزرو تیلاعف رثا يسررب رضاح شهوژپ زا فده .دراد وNRF2

رد عاخن رد زادیسکا نیتنازگ میزنآ رود

ۀ .تسا یرامیب نمزم

ر :شهوژپ شو 30

شوم دام C57Bl6ۀ (

6 - 8 ،یرایتخا يشزرو تیلاعف هورگ هس هب )هتفه ملاس لرتنک وEAE

سقت .دندش می سپ یاقلا زا ابEAE

می لی ن لا ی سوردندوگ ی ت لگ ی ئتورپوک ی ن ( MOG35-55 )

هکنآ زا سپ و شوم

اه زور ود

يپایپ رمن ۀ دنداد ناشن ار کی ينیلاب

، .دنداد ماجنا ار یرایتخا نیرمت تعاس کی یزور ،زور جنپ ،هتفه راهچ تدم هب 48

نیرخآ زا سپ تعاس سلج

ۀ ينیرمت شوم اه هب لیسو ۀ اتک نیزلایاز و نیم يب

شوه هدش ناکم .دش هتشادرب عاخن تفاب و يبای

نیئتورپ NRF2 یاه

رد دام ۀ يسررب يمیشوتسیهونومیا شور زا هدافتسا اب عاخن دیفس و یرتسکاخ دش

نیتنازگ میزنآ و

لمعلاروتسد قبط زادیسکا نیتنازگ تیک زا هدافتسا اب زادیسکا دنزاس

ۀ شور هب تیک ELISA

هزادنا یریگ .دش

هتفای اه : نیئتورپ حوطس یرایتخا يشزرو تیلاعف دیفس تمسق رد ارNRF2

( 0001 / 0

= شیازفا عاخن یرتسکاخ و )P

( 0001 / 0

= عاخن رد زادیسکا نیتناز میزنآ حوطس و )P (

001 / 0

= رد ار یرامیب تدش و )P رود

ۀ داد شهاک نمزم (

01 / 0

= .)P

هجیتن یریگ : يم یرایتخا يشزرو تیلاعف سرتسا دناوت

رد ار یرامیب تدش و ویتادیسکا رود

ۀ و دهد شهاک یرامیب نمزم

دربهار بسانم ي یارب یرامیب نامرد و لرتنک ما

سا .دشاب

دانتسا : ناچوق هنهک رافص همطاف ،زیخ بش و ؛اضردمحم ،یدرک ؛نیسحریما ،

لاعف. ی ت شزرو ي تخا ی را ی سکا سرتسا ی

تاد ی و ب تدش و ی رام ی شوم رد ار اه ی تلام هب لاتبم ی

لپ

زورلکسا ی س م شهاک ي دهد هیرشن . يشزرو يتسیز مولع .

1401 ؛ ( 4 ) 14 : 5 - 18 .

https://doi.org/10.22059/jsb.2022.329699.1485

DOI:

تنا :رشان تاراش نارهت هاگشناد .

.ناگدنسیون©

(5)

تاد ی و ب تدش و ی رام ی م رد ار اه شو ی تلام هب لاتبم ی

لپ زورلکسا ی س م شهاک ی دهد 9

همدقم سیزورلکسا لپیتلام ،1

يباهتلا نمزم یرامیب کی -

هک تسا یزکرم يبصع متسیس يبصع ببس

ناوج نلااسگرزب رد يناوتان هب

صوصخ رد

يم نانز دوش . پ رد هیلوا دادیور یرامیب زنژوتا

ما سا وکل ذوفن تیس رایسب یاه شیپ

يباهتلا هب TH1هژیو TH17 و هب يبصع متسیس لخاد

یزکرم و اماگ نورفرتنیا دیلوت و IL-17A

تسا ( 1 ) شیازفا نیا . شنکاو

یاه يباهتلا یریذپذوفن ينوخ دس

يم شیازفا ار یزغم– ددهد

و ببس رتشیب ذوفن لولس

Bیاه هب اه تیسونوم و يمCNS

.دوش نیا اهدنیارف رد نکادس یادهایلگورکیم و ادهژافورکام نددش لادعف اب

رتشیب حشرت وCNS نیاکوتیاس

،يباهتلا یاه نیاکومچ

تسا هارمه اه (

1

، 2 ).

هولاع یادهایلگورکیم و ادهژافورکام ندیا رب لادعف

هددش رد

تاعیاض میزنآCNS

یاه لثم ویتادیسکا سرتسا رد لیخد دننام

NADPH دیسکا

( زا X زاتنس دیسکا کیرتین ،)NO يیادقلا

، 2

نیتنازدگ

زادیسکا زادیسکارپولیم و 3

نایب ار4

يم دننک و ببس دیلوت شیازفا شنکاو نژیسکا یاه هنوگ

ریذپ سرتسا و يدم ویتادیدسکا

دهاودش .دنودش

يم ناشن ينوخ دس بیرخت شیازفا قیرط زا ویتادیسکا سرتسا دهد -

شیازفا ،یردنکوتیم هب بیسآ ،یزغم رتشیب

نیاکوتیاس اب يباهتلا یاه

لاعف یزاس و تفرشیپ رد يمهم شقنNFKB

عسوت ۀ یرامیب ما سا دراد ( 3 ) زا یرایسب رد . شهوژپ

اه زا يدشان دیددش ویتادیدسکا بیسآ

شیازفا شیب دحزا عاخن و زغم تفاب تاعیاض رد اهROS

نارادمیب ما سا يدبرجت نمیادودخ تیلیمولافدسنا و تدسا هددش هدهادشم5

( 4 ).

يبرجت نمیادوخ تیلیمولافسنا جیار

نیرت یرامیب يبرجت لدم ما

سا مامت هک تسا يگژیو

یاه بیرخت ،باهتلا لثم یرامیب نیا کیژولوتاپ

نداد تسد زا ،نیلیم فلاغ نوسکآ

يم ششوپ ار زویلگ و اه ROS .دهد

يم يلولس دناوت

هب لیسو ۀ لماش يجراخ عبانم عشا

ۀ اروام ی شفنب

و هزینوی ننک لماش يلخاد لماوع و اهوراد يخرب و هد میزنآ

یاه و زادیدسکا نیتنازدگ لدثم يیایرددنکوتیم ریغ و يیایردنکوتیم NADPH

دوش دیلوت زادیسکا (

5 ) . زادیسکا نیتنازگ نیتنازگوپیه لیدبت اب

نیتنازگ هب6

کیروا دیسا هب نیتنازگ و7

مدسیلوباتاک لوئسم8

نیرودپ تدساه

( 6 XO ).

نورتکلا هب ار اه لقتنم نژیسکا يم

دنک و نآ يپ رد

2-

وO O2

H2

دیلوت لولس نورد ار يم

ددنک ( 7 ) یاردش رد . يدعیبط

ندیا

زانژوردیهد نیتنازگ لکش هب میزنآ دراد دوجو9

، رد اما یرامیب یاه يبصع هب صوصخ ما سا هب زانژوردیهد نیتنازگ ، يم لیدبتXO

هک دوش

میسلک گنیلانگیس رد للاتخا هب نورد

يلولس شیازفا و لاکیدار

یاه ينوخدس بیرخت نآ بقاعتم و دازآ -

ينورون بیسآ و یزغم يم

ماجنا د

( 7

، 8 ) لااب دراوم هب هجوت اب . هک تسا صخشم ،

ویتادیسکا سرتسا باهتلا و

دنیارف ود هب

یرامیب تفرشیپ رد بترم مه ما

سا دنتدسه هدک

هبNrf2 ویش ۀ هدیچیپ یا رشیپ زا و لرتنک ار دنیارف ود ره یرامیب تف

ما سا يم یریگولج دنک

( 9 .)

، Nrf2 يسیونور روتکاف هتسه

یا نآ ندش لاعف هک تسا راکوزاس

يم داجیا باهتلا اب بترم ویتادیسکا سرتسا ربارب رد ار يعافد .دنک

نوسناج ناراکمه و10

( 2010 دنداد ناشن ) شوم

یاه هک ي دوب هدش توا کان نانآ ردNRF2

، ذوفن لولس یاه میا بدیرخت و بادهتلا ،ين

ينیلاب مئلاع و رتشیب نیلیم فلاغ دش

ی رتد دنداد ناشن ار (

10 ).

شهاک شیازفا و ویتادیسکا سرتسا شیازفا اب NRF2

نیاکوتیادس یاده

يباهتلا قیرط زا لاعف یزاس ریسم هب بیسآ هب هک تسا هارمهNFKB

تیسوردندوگیلا یرادمیب تدش شیازفا و نیلیم فلاغ بیرخت ،اه

رد ام سا رجنم يم نیمه رد .دنوش هنیمز

11نسلن ( ناراکمه و 2020

یاقلا هک دنداد ناشن ،) ما

سا رد شودم یاده صدقن ادب هدبNRF2

رتشیب شهاک و زوتپوپآ تیسوردندوگیلا

اب هسیاقم رد نوسکآ بیرخت و يبصع باهتلا رتشیب شیازفا ،اه شوم

یاده صدقن نوددب( لادمرن

)NRF2 رجنم دش ( 11 ) ا هب هجوت اب . تیمه

یرادمیب زنژوتاپ ردNRF2 ما

سا شیازدفا یاردب یدددعتم يدیوراد تلاخاددم وNRF2

1. Multiple sclerosis (MS)

2. Inducible nitric oxide synthase I (NOS)

3. xanthine oxidase (XO)

4. Myeloperoxidase (MPO)

5. Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE)

6. hypoxanthine

7. xanthine

8. uric acid

9. xanthine dehydrogenase

10. Johnson

11. Nellessen

(6)

10

ناتسمز ،مراهچ ةرامش ، مهدراهچ ةرود ،یشزرو یتسیز مولع

1401

زا یریگولج عسوت

ۀ ماجنا یرامیب تفرگ

ه تسا . لاثم یارب تاقیقحت

تابیکرت يخرب دنداد ناشن لاعف

دننک ۀ نژورددیه لدیتم لثمNRF2

تاراموف کیراموف دیسا یاهرتسا ،1

نافروفلوس و2

ببس3

دیدسکا سرتسا شهاک رد نیدلیم فلادغ بدیرخت و بادهتلا و ویتا

تیلیمولافدسنا

يبرجت نمیادوخ و

ما سا يم دوش ( 12

، 13 ).

شهوژپ یاه زین یدایز ينیلاب تاریثأت

هار دودبهب ردب ار ينددب تدیلاعف و يشزرو تیلاعف دیفم

،نتفر هدب لاتبم دارفا رد يگدنز تیفیک و يگدرسفا ،يگتسخ ما

سا هداد نادشن ددنا

( 14 - 16 ) چمه . يدشزرو تدیلاعف نیدن ببدس

شیازدفا

نیفورتورن شیازفا ،اه

لماع اه ی باهتلادض ي

،زنژورون شیازفا ، باهتلا

و

،ویتادیسکا سرتسا زین و

یریگودلج و نیلیم فلاغ بیرخت شهاک

يم یرامیب تفرشیپ زا دوش

( 17 - 20 ).

( ناراکمه و یدیهش لاثم یارب 2020

دیتخا و یرادبجا تیلاعف هتفه راهچ دنداد ناشن ) یرا

شیدپ و

سپ یاقلا زا

،نیلیم فلاغ بیرخت شهاک بجوم EAE دش یرامیب تدش شهاک و یرامیب تفرشیپ زا یریگولج

( 21 ) ازودس نینچمه .

4

( ناراکمه و 2017

دنداد ناشن ) عون زا هک يتمواقم و يتماقتسا يشزرو تیلاعف هتفه راهچ

لاعف ی ت اه ی بودسحم ناگدنوج رد یرابجا دم

ي

دوش

، ببس شیازفا رد باهتلا و ویتادیسکا سرتسا شهاکNRF2

دشCNS ( 19 ).

رثا نیهب ۀ رد يشزرو تیلاعف یرامیب

یاه يبدصع هدب

دراد يگتسب نآ تدم و تدش ،عون .

ندیازا و تسا درف لرتنک تحت نآ تدم و تدش هک تسا يتیلاعف یرایتخا يشزرو تیلاعف ور

سرتدسا

يم دراو یرتمک يم هک دوش

رامیب یارب دناوت تذل

شخب رت .دشاب يم ناشن یوق دهاوش يم یرایتخا يشزرو تیلاعف دهد

دناوت ثأت ی تار رثؤم ی

رد ينیلاب مئلاع شهاک رد یرامیب

یاه دشاب هتشاد يبصع

، اما راکوزاس زونه نآ رثا هب

روط .تسا هدشن صخشم لماک هجوت اب

تدیمها هدب

NRF2 و تفرشیپ رد ویتادیسکا سرتسا و

عسوت ۀ یرامیب ما سا و یثأت ر عون توافتم رد تیلاعف تدش و

ما سا و نمیادودخ تیلیمولافسنا

يبرجت حوطدس ردب یرادیتخا يدشزرو تدیلاعف هدتفه رادهچ ردثا يدسررب رضاح شهوژپ زا فده ، وNRF2

عادخن رد XO شودم

یاده

C57BL6 لاتبم

هب ردEAE رود ۀ ( یرامیب نمزم 30

.تسا )اقلا زا سپ زور

شور شهوژپ یسانش

زا رضاح شهوژپ عون

هعسوت یا يبرجت نآ یارجا شور و تسا

. ب ه روظنم نیا 30

داژن شوم C57Bl6

( 6 - 8 زا )هتفه وتیتسنا روتساپ

.دش لقتنم جرک رد یرلااس يتخانش هاگشیامزآ هب و یرادیرخ ناریا سپ

لدم یحم اب يیانشآ هتفه ود زا هاگشیامزآ سوت EAE

.دش دیلوت یرلااس سپ

ره تاناویح لدم دیلوت زا زور

نزو .دندش يبایزرا ينیلاب ظاحل زا و یریگ سپ

هکنیا زا شوم اه يپایپ زور ود رمن

ۀ

دنداد ناشن ار کی ينیلاب

، ، هتفه راهچ تدم هب جنپ

زور دنداد ماجنا ار یرایتخا نیرمت تعاس کی یزور و (

22 ) . 48 نیرخآ زا سپ تعاس

سلج ۀ ينیرمت شوم اه هب لیسو ۀ نیزلایاز و نیماتک يب

شوه دودح تبوطر رد تاناویح .دش هتشادرب عاخن تفاب و 45

یامد و دصرد 22

جرد ۀ تناس ي دارگ رد سفق اه ی 10 اب یرادهگن یددع خرچ

ۀ يیانشور و يکیرات 12

يم یرادهگن هتعاس دازآ يسرتسد اذغ و بآ هب و دندش

و لحارم مامت .دنتشاد شور

اه ی سوت رضاح شهوژپ تیمک

ۀ نارهت هاگشناد قلاخا أت

دیی .دش

یاقلا یبرجت نمیادوخ تیلیمولافسنا

شوم C57BL/6 یاه

اب نمیا یزاس ز ی ر دلج ی ولهپ زا اب 200 م ی مرگورک م یل ی ن لا ی سوردندوگ ی

ت لگ ی ئتورپوک ی

5ن 55 ( - MOG35 رد )

رفاب لولحم اب هدش

تافسف هک 6

واسم مجح اب ی

لماک یاود زا دنورف

مکت 7

ی ل هدش اب 400 م ی مرگورک راصع

ۀ مویرتکابوکیام

سیسولویکربویت H37Ra8

)نویسلوما( رادیاپ و زیر تارذ تلاح هب هدمآرد

دندش اقلا ،دندوب .

هب مامت ي ح ی تاناو اهزور رد ی 0 و 48 تعاس

1. methyl hydrogen fumarate (MHF)

2. fumaric acid esters (FAE)

3. Sulforaphane

4. Souza

5. Myelin oligodendrocytes glycoprotein

6. Phosphate-buffered saline (PBS)

7. Complete Freund's adjuvant

8. Mycobacterium tuberculosis (CFA)

(7)

زور ود و قیرزت زور رد( نآ زا سپ سپ

،)نآ زا هب تروص لخاد قافص ي 300 رزت مرگونان ی

ق نیسکات سیسوترپ دش1

. نایاش رکذ تسا هورگ

ب نامزمه لرتنک يقاب ا

هورگ اه نیلاس قیرزت .دندش 2

ارب ی زرا ی با ي مئلاع لاب ین ي

، EAE زرا لقتسم رظان ود سوت ی

با ي دندش و زا ی ک

س ی متس هرمن هد ي لاب ین EAEي ارب ی زرا ی با ي للاتخا بصع ي لدم رد قم هب هجوت ابEAE

ی سا ز ی ر دش هدافتسا :

رمن ۀ 0 نودب = ب ی رام

،ی رمن ۀ 1

= ندش مک فعض و نزو

رد مد ، من ر ۀ 2

= مادنا رد فعض ،يبقع

رمن ۀ 3

= بقع مادنا لماک جلف ،ي

رمن ۀ 4

=

بقع مادنا جلف ي

فعض اب یا جلف مادنا رد ،يیولج رمن ۀ 5

= گرم .

هدامآ زاس ی تفاب

تاناویح مامت هب

سو یل ۀ يب تحت نیزلااز و نیماتک بیکرت هب .دندش ينابرق قیمع يشوه

هب يتاعطق تفاب تشادرب زا سپ نآ لابند تروص

تباث نئرب لولحم زا هدافتسا اب ،عاخن زا يضرع شرب هب .تفرگ ماجنا یزاس

هب هنومن ،تفاب یریگبآ روظنم لکلا رد بیترت

50 ، 70 و 90

رد .دش لکلا نیزگیاج زین نآ هک تفرگ رارق لولیزپ لولحم لخاد رد هنومن سپس .تفرگ رارق قلطم و دصرد لحرم

ۀ لخاد هنومن يگتشغآ

سوت باذم نیفاراپ رد .تفرگ رارق نوکینکتوتا هاگتسد

لحرم ۀ بلاق يقاب لخاد زین هنومن ،نیفاراپ دامجنا نمض یریگ و هدنام

دامآ ۀ عطقم

یریگ ش د رد . لحرم ۀ شرب یریگ تماخض هب موتورکیم مان هب يهاگتسد سوت نیفاراپ بلاق اب هارمه هنومن 5

ات 10 هداد شرب ،نورکیم

دش .

شجنس ونومیا شور ابNRF2

یمیشوتسیه

ناکم نیئتورپ يبای یاه

ردNRF2 دام ۀ رد يمیشوتسیهونومیا شور زا هدافتسا اب عاخن دیفس و یرتسکاخ شش

زا هنومن هورگ ره يسررب

دش روظنم نیا یارب . هنومن

اه ی عاخن PBS اب رد راهچ هب و هلحرم لصاف

ۀ جنپ قد ی هق .دندش هتسش هب

روظنم زاب ی با ي تنآ ي نژ ي ور ی هنومن اه

سا ی رلکد ی رد ی ک 2 تدم هب لامرن 30

قد ی هق ر ی هتخ دش

، سپس تاروب رفاب هب

روظنم يثنخ یزاس سا ی د تدم هب جنپ قد ی هق هفاضا و لولس اه اب

رت .دندش هتسش PBS ی

نوت 3 / 0 تدم هب دصرد 30

قد ی هق هب روظنم ریذپذوفن ندرک اشغ ی لولس اه هدافتسا دش . سپس هنومن اه اب هرابود

و دندش هتسش PBS رس

زب م 10 دصرد ب ه تدم 30 قد ی هق هب روظنم شنکاو ندرک کولب تنآ

ي داب ی وناث ی ه هب تروص فاضا گنر ي

مز ی هن

.دش هفاضا تنآ

ي داب ی لوا ی ۀ قر ی ق هدش ( 1 هب 100 اب ) و هفاضا هنومن هب PBS

سپ ا زا ی داج حم ی ارب بوطرم ی

گولج ی ر ی ندش کشخ زا

تدم هب تفاب 24

تعاس نورد ی لاچخ امد اب ی 2 ات 8 .دش هداد رارق هجرد دعب زور

تفاب اه زا ی لاچخ سپس و جراخ راهچ

هب راب ره و راب

تدم جنپ قد ی هق اب تسشPBS و ه هب نومن ۀ تنآ ي داب ی وناث ی ه تقر اب 1 هب 150 هفاضا

،دندش امد اب روتابوکنا رد سپس ی

37 تدم هب هجرد

1 و تعاس 30 قد ی هق رات رد ی ک ي .دندش هبوکنا سپ

ا هنومن نآ زا رات قاتا هب روتابوکنا ز

ی ک لقتنم دش و سپ زا راهچ تسش راب و هب ،وش اهنآ

هفاضا DAPI ش د

، ور و دش هتشادرب هلصافلاب ی

هنومن رPBS ی هتخ دش و رد لحرم ۀ م سوت هنومن رخآ ی

پوکسورک لدم تنسورولف

Olympus زنل اب و

400 ارب ی دییأت اهروتکاف .دندش هدهاشم تنسرولف تدش

هنومن اه سوت مرن رازفا Image J v1.8 .دش نییعت

لولس دصرد نینچمه گنر یاه

هتسه لک ربارب رد تبثم یزیمآ مرن اب هقطنم یاه

رازفا Image J .دش يمک و هبساحم

شجنس زادیسکا نیتنازگ ازیلاا شور هب

زادیسکا نیتناز تیک زا هدافتسا اب زادیسکا نیتنازگ میزنآ (

Zellbio, Germany اروتسد قبط ،)

لمعل دنزاس ۀ شور هب تیک

ELISA هزادنا

یریگ .دش هب روط زغم تفاب ،نیئتورپ یزاسادج یارب ،هصلاخ هدشادج

نژومه هدننکزیل رفاب رد ش

هد NaOH و

هب هنومن اه هب ندیسر یارب 4PH

/ 7 سپس .دش هفاضا هنومن

اه تدم هب 15 اب هقیقد 12000 rpm

رد 4 جرد ۀ تناس ي دارگ

و دندش ژویفیرتناس يیور لولحم

عمج روآ ی .دش

1. Pertussis toxin

2. Saline

(8)

12

1401

یرامآ شور

فیصوت یارب درادناتسا فارحنا و نیگنایم زا شهوژپ نیا رد هداد

اه عیزوت ندوب لامرن ،دش هدافتسا هداد

اه ينگمه و کلیووریپاش نومزآ اب

سنایراو نیئتورپ حوطس توافت يسررب یارب .دش يسررب نول نومزآ اب اه رد زادیسکا نیتناز میزنآ و NRF2

نیب هورگ اه نومزآ زا

ونآ کیرتماراپ و

تارییغت يبایزرا یارب و يکوت يبیقعت نومزآ اب هفرطکی یا نورد

هورگ ي و نیب هب یرامیب تدش يهورگ نومزآ زا بیترت

یرادانعم حطس .دش هدافتسا ينتیو نم وی و نوسکاکلیو کیرتماراپان 05

/ 0 رد هتفرگ رظن .دش

يمامت تابساحم هب

لیسو ۀ مرن ازفا Spssر

خسن ۀ 16 ماجنا تفرگ و اهرادومن اب مرن رازفا .دش مسر مزیرپ

هتفای یاه شهوژپ

هتفه راهچ رد ار یرامیب تدش مئلاع عورش زا سپ یرایتخا یشزرو تیلاعف

رود ۀ یم شهاک یرامیب نمزم .دهد

زا سپ یرامیب تدش هک داد ناشن نوسکاکلیو نومزآ جیاتن زور رد مئلاع عورش

مهد هب ردت ی ج زور ادت يدس ما تدفای شیازدفا ادقلا زا سدپ

( 02 / 0 P= دندوب هداد ماجنا یرایتخا يشزرو تیلاعف هک يهورگ رد اما .)

، رییغت یرامیب تدش درکن

( 00 / 1

= .)P نم وی نومزآ جیاتن نینچمه

هورگ اب هسیاقم رد هک داد ناشن ينتیو رد ار )یرامیب تدش( ينیلاب تارمن یرایتخا يشزرو تیلاعفEAE

رود ۀ ( نمزم 30 )ادقلا زا سپ زور

( داد شهاک 01

/ 0 P= .)

لودج 1 . ینیلاب تارمن هورگ

اه و مئلاع عورش زور رد رود

ۀ یرامیب نمزم

هورگ 10

زور سپ اقلا زا

)مئلاع عورش(

30 زور سپ اقلا زا

( ۀرود )یرامیب نمزم

( EAE 0 - 1 ) 57 / 0 71

/ 1 ( 1 - 2 )

یرایتخا یشزرو تیلاعف (

1 - 2 ) 60 / 0 (

0 - 2 ) 60 / 0

هتفه راهچ حوطس مئلاع عورش زا سپ یرایتخا یشزرو تیلاعف

عاخن یرتسکاخ و دیفس تمسق ردNRF2

یم شیازفا .دهد

نیئتورپ حوطس داد ناشن سناسرولفونومیا پوکسورکیم جیاتن ( یرتسکاخ تمسق رد NRF2

001 / 0 P= ، 11 / 356 F= دیفس تمسق و )

عاخن ( 001 / 0

= ،P 62 / 946

= نیب رد )F هورگ اه توافت .دراد یرادانعم جیاتن

لانآ ی اهز ی ملاس لرتنک هورگ اب هسیاقم رد هک داد ناشن یرامآ

یاقلا نیئتورپ حوطس EAE

داد شهاک عاخن رد ار NRF2 (

دام ۀ دیفس 0001 / 0

= و P دام ۀ یرتسکاخ 0001

/ 0

= .)P شزرو تیلاعف

هورگ اب هسیاقم رد یرایتخا نیئتورپ حوطسEAE

داد شیازفا ارNRF2 (

دام ۀ یفس د 0001 / 0 P= و دام ۀ یرتسکاخ 0001

/ 0 P= .)

(9)

لکش 1 . نیئتورپ حوطس عاخن یرتسکاخ و دیفس تمسق ردNRF2

- یاقلا نیئتورپ حوطسEAE

عاخن یرتسکاخ و دیفس تمسق رد ارNRF2

یم شیازفا ار نآ حوطس یرایتخا یشزرو تیلاعف و شهاک دهد

( 05 /

≥0

*P ) .

(10)

14

1401

هتفه راهچ ش زا سپ یرایتخا یشزرو تیلاعف

رد ار زادیسکا نیتنازگ میزنآ حوطس مئلاع عور یم شهاک عاخن

.دهد

نیب رد عاخن رد زادیسکا نیتنازگ میزنآ حوطس داد ناشن ازیلاا شجنس جیاتن هورگ

اه توافت نعم ا راد ی دراد دوجو (

0001 / P=0 ،

10 / 357

= جیاتن .)F لانآ ی اهز ی داد ناشن یرامآ یاقلا ملاس لرتنک هورگ اب هسیاقم رد هک

میزنآ حوطسEAE داد شیازفا عاخن رد ارXO

( 001 / 0

= هورگ اب هسیاقم رد یرایتخا شزرو تیلاعف و )P میزنآ حوطسEAE

ارXO داد شهاک عاخن رد (

001 / 0

= .)P

لکش 2 . حوطس عاخن ردXO

- یاقلا ازفا عاخن رد ار زادیسکا نیتنازگ میزنآ حوطسEAE

شی شهاک ار نآ حوطس یرایتخا یشزرو تیلاعف و

یم دهد ( 05 /

≥0 P .)*

و ثحب تن ی هج گ ی ر ی

یاقلا داد ناشن رضاح شهوژپ جیاتن يبرجت نمیادوخ تیلیمولافسنا

نیئتورپ حوطس شهاک بجوم ردNrf2

دام ۀ يم عاخن هتفای نیا .دوش

اب وسمه جیتن ۀ شهوژپ یاه ایشاگیه ( ناراکمه و 1

2017 فوفپوت ،) و2

( ناراکمه 2016

) و

3ویل ( ناراکمه و 2014

دنداد ناشن هک تسا )

یاقلا نیئتورپ حوطس شهاک هب EAE

ردNrf2 رد ينیلاب مئلاع دیدشت شیازفا و CNS

شوم اه رجنم يم دوش ( 23 - 25 ) نینچمه .

یزتیا ( ناراکمه و 4

2017 یرامیب یاقلا دنداد ناشن ) و نویتاتولگ زتنس و حوطس شهاک بجوم EAE

زنآ می یاه نآ زتنس اب بترم

يم نیئتورپ نایب شهاک اب شهاک نیا هک دوش دراد طابترا لوزوتیس و هتسه ردNrf2

( 26 Nrf2 ).

لماع و هتسه يسیونور روتکاف کی

نایب يلصا نژ

اه ی خساپ رصنع اب بترم تنآ

ي سکا ی ناد ي حوطس یداع یارش رد .تسا ب لولس رد Nrf2

ه ببس نیئتورپ اب لاصتا

راهم دننک ۀ دوخ keap1 ویتادیسکا سرتسا یارش رد .تسا نییاپ رایسب

keap1 زا

ادجNrf2

،هدش يم لقتنم هتسه هب زا سپ و دوش

هب لاصتا يتنآ خساپ رصنع

ينادیسکا نایب هب

نژ اه ی تنآ ي سکا ی ناد ي رجنم يم .دوش شهوژپ یاه درک شرازگ یددعتم ها

دن رثا ربNrf2

1. Higashia

2. Topphoff

3. liu

4. Itzy

(11)

یاقلا يم شهاکEAE

ما ،دبای ناراکمه و یزتیا .تسا ضیقن و دض جیاتن هتفای نیا تلع هیجوت رد ا (

2016 دنداد ناشن ) رثا ربNrf2

یاقلا شهاک نیا و تفای شهاکEAE

رادقم هک يطیارش رد رتشیب ،تسا نییاپ لوزوتیس رد مه و هتسه رد مهNrf2

( تسا رقت ی

ًاب 90

يم ناشن هک )دصرد دهد

ًلاامتحا هب لاقتنا ۀتسه نیا تحت زین يسیونور روتکاف ریثأت

نینچمه .تسا هتفرگ رارق اهنآ

نایب دنداد ناشن نژ

يطNrf2 ۀرود يم ناشن هک تسا هتفای شیازفا يمک EAE

دهد

ًلاامتحا يبرجت نمیادوخ تیلیمولافسنا اهدنیارف

زا سپ ای همجرت ی

مجرت ۀ Nrf2 تحت ار ریثأت

يم رارق دهد ( 26 ) درکلمع و حوطس رد للاتخا . زا یرایسب نایب Nrf2

نژ اه ی تنآ ي سکا ی ناد ي و

تظفاحم دننک ۀ تحت ار نورون ریثأت

يم رارق تسا نکمم هک دهد پی

اهدما ی رد يگرزب يکیژولوتاپ یرامیب

یاه يبصع هب صوصخ ما

سا

.دشاب هتشاد هب

يم رظن يم يشزرو نیرمت دسر تفرشیپ زا یریگولج یارب يبسانم درکیور دناوت

ما سا و لافسنا يبرجت نمیادوخ تیلیمو

.دشاب ی هتفا اه ی یرایتخا يشزرو تیلاعف داد ناشن شهوژپ سپ

ينیلاب مئلاع عورش زا بجومEAE

نیئتورپ حوطس شیازفا ردNrf2

رد ينیلاب مئلاع شهاک و دش عاخن رود

ۀ .دش یرامیب نمزم فلاخرب

جیاتن شهوژپ رضاح

1یاژ ( ناراکمه و 2019

تیلاعف هک دنداد ناشن )

رو سوتم تدش اب يشز ثأت

ی ر ی رد یرامیب تدش رب رود

ۀ درادن یرامیب نمزم

، لاحرد ي هک

،ينیلاب مئلاع لااب تدش اب يشزرو تیلاعف ذوفن

لولس لولساه یاه داد شهاک عاخن رد ار نیلیم فلاغ بیرخت و ينمیا (

20 ).

ناراکمه و دنمهرف نینچمه (

2020 هک دنداد ناشن ) شش

ش اب يبوانت نیرمت هتفه لااب تد

شیپ یاقلا زا رد ار یرامیب تدشEAE

رود ۀ .داد شهاک نمزم شرازگ

اه ی شقن ددعتم رد ارNRF2

زنژوتاپ ما سا ناشن م ي دهد ( 27 ) . شهوژپ اه شرازگ هدرک دنا شهاک هک عورش هب NRF2

رس ی ع رت مئلاع رتدیدش و لاب

ین ي رد EAE

رجنم يم .دوش هولاع شهاک نیا رب ببسNRF2

ف شیازفا شیازفا ،نوسکآ بیرخت ،اهایلگ ندش لاع نیاکوتیاس

تیاهن رد و يباهتلا یاه

يم عاخن هب بیسآ دیدشت يم رضاح شهوژپ رد ينیلاب مئلاع شهاک نیاربانب .دوش

دناوت هب شیازفا لیلد سرتسا شهاک و NRF2

يشزرو تیلاعف .دشاب ویتادیسکا ببس

نیئتورپ رد رییغت keap1

و ندش ادج زا

يم Nrf2 دوش . ماگنه ي هک زا Nrf2 keap1 ادج

يم دوش

، لقتنم هتسه هب هدش

رد و اجنآ اب ئتورپ ی ن اه ی کچوک هزیرمیادورته MAF

خساپ رصنع هب و هدش 2

تنآ ي سکا ی ناد ي لصتم

يم و دوش هب روط رثؤم ی میزنآ یاه عافد ود زاف تنآ

ي سکا ی ناد ي يم لاعف ار م قیرط نیا زا يشزرو تانیرمت نیاربانب .دنک

ریس پی ما ناسر ي

يم لاعف ارNrf2 دنک

( 28 ) ( ناراکمه و ازوس . 2017

) ریثأت نایب رب ار يتمواقم و یزاوه يشزرو تیلاعف عون ود Nrf2 نژ

يخرب و

اهروتکاف ی و ينادیسکا ،يباهتلادض ،يباهتلا تنآ

ي سکا ی ناد ي CNS رد شوم یاه هب لاتبم يسررب EAE

دندرک ودره داد ناشن جیاتن .

وه تیلاعف ينیلاب مئلاع يتمواقم و یزا

لماوع و شهاک ار باهتلا و ویتادیسکا سرتسا ،EAE تنآ

ي سکا ی ناد ي و باهتلادض ي داد شیازفا ار

تارییغت نیا هک

ًلاامتحا نیئتورپ نایب شیازفا زا يشان رد Nrf2

تساCNS ( 19 ) يماسوتم . ( ناراکمه و3

2012 سرتسا دنداد ناشن )

رد نیرمت زا يشان ویتادیسکا شوم

Nrf2−/− یاه هب

نایب شهاک تلع نژ

اه ی تنآ ي سکا ی ناد ي هب هتسباو دوب رتشیب Nrf2

( 29 ) .

ردناگ نینچمه ناراکمه و4

( 2012 گنیلانگیس رد نس شیازفا اب بترم تلالاتخا دنداد ناشن ) وNrf2

میزنآ یاه تنآ ي سکا ی ناد ي ببس

هب لاتبا رطخ شیازفا یرامیب

یاه نملاس رد يقورع و يبلق يم ناد

رد شهاک نیا اما .دوش شوم

یاه سوتم يشزرو تیلاعف هک یدنملاس

دندوب هداد ماجنا

، تشگرب ریذپ و تسا وNrf2

میزنآ یاه تنآ ي سکا ی ناد ي رد يعیبط حوطس کیدزن هب شوم

یاه تشگزاب ناوج (

30 ) .

شهوژپ جیاتن رضاح

یاقلا اب زادیسکا نیتنازگ داد ناشن جت نمیادوخ تیلیمولافسنا

يبر ناراکمه و چیوورتمید .تفای شیازفا عاخن رد

( 2017 یاقلا و دراد دوجو طابترا يبصع تلالاتخا و ویتادیسکا سرتسا شیازفا نیب دنداد ناشن ) يبرجت نمیادوخ تیلیمولافسنا

ببس

1. Xie

2. heterodimerize

3. Muthusamy

4. Gounder

(12)

16

1401

،زادیسکا نیتناز تیلاعف شیازفا وMDA

mRNA تیلاعف شهاک وiNOS

عاخن ردSOD شوم اه يم دوش ( 31 ) مه . و تارونه نینچ

( ناراکمه 2013

یاقلا دنداد ناشن ) يبرجت نمیادوخ تیلیمولافسنا

تیلاعف و نایب زادیسکا نیتنازگ

و مرس رد ار شومCNS

اه هب صوصخ

يم شیازفا ،تسا بلاغ باهتلا هک هچخم و عاخن رد دهد

( 32 ) . سم ی اهر ی زادیسکا میزنآ دنچ لماش دیسکا رپوس دیلوت رد یددعتم

( NADPH کا

،زادیس زادیسکا نیتنازگ مورکوتیس ،

) P450 لیخد

ا اما .دن زادیسکا نیتنازگ مهم

رت ی ن لوت ی دننکد ۀ رد ROS نیمز ۀ باهتلا

نایب .تسا زادیسکا نیتنازگ

دیسکا رپوس دیلوت هجیتن رد و هب

روط یریگمشچ روضح رد

نیاکوتیاس ( يباهتلا یاه

IL-16 ، IL-1B و ،

يم شیازفا )TNF یازفا نیا و دبای

زنژوتاپ رد ش يبرجت نمیادوخ تیلیمولافسنا

شیازفا نیاربانب .تسا لیخد زادیسکا نیتنازگ

زا يشان

یاقلا يبرجت نمیادوخ تیلیمولافسنا هب

نیاکوتیاس شیازفا لیلد يم قافتا يباهتلا یاه

دتفا ( 31 ) ( ناراکمه و چیوورتمید . 2017

ناشن )

رتشیب شیازفا دنداد زادیسکا نیتنازگ

عاخن رد م

شو یاه هب تبسن رن شوم

یاه هدام هب رتشیب نایب لیلد نیاکوتیاس

رد يباهتلا یاه

لولس یاه کت هتسه ا ی رد عاخن شوم

یاه .تسا رن هب

يم رظن دسر لولس یاه زا قتشم تیسونوم

و اهژافورکام لثم يباهتلا یاه

يلصا عبنم لاعف یاهایلگورکیم زادیسکا نیتنازگ

رد لدم اه ی خ تیلیمولافسنا يبرجت نمیادو

و ما سا دنتسه ( 31 ) شهاک نیاربانب . نیتنازگ

زادیسکا يم تفرشیپ زا یریگولج رد دناوت ما

سا و يبرجت نمیادوخ تیلیمولافسنا رثؤم

( ناراکمه و تارونه .دشاب 2013

یاقلا دنداد ناشن )

هک تاتسکوبف دننکراهم

ۀ تسا زادیسکا نیتنازگ تیلاعف

، رد ينیلاب مئلاع شوم

یاه بم هب لات يبرجت نمیادوخ تیلیمولافسنا داد شهاک ار

( 32 ) .

ی هتفا اه ی یرایتخا يشزرو تیلاعف هک داد ناشن رضاح شهوژپ سپ

یاقلا زا يبرجت نمیادوخ تیلیمولافسنا نیتناز حوطس شهاک بجوم

ملاس هورگ اب هسیاقم رد هک دش زادیسکا زادیسکا نیتنازگ

یرادانعم توافت ار

.دادن ناشن اربانب

ی ن هب يم رظن یرایتخا يشزرو تیلاعف دسر

حوطس لرتنک یارب يبسانم درکیور

ًابقاعتمXO رخت ی ب اه ی زادیسکا نیتناز شیازفا .دشاب نآ زا يشان هب

تدش هب نیاکوتیاس يباهتلا یاه

هتسباو مظنم يشزرو تیلاعف .تسا بجوم

حوطس شیازفا يم Nrf2

دوش تاقیقحت ،دنداد ناشن یدایز

ببس Nrf2 س ،باهتلا بوکر

ویتادیسکا سرتسا ،

شیازفا نیاکوتیاس و يباهتلادض یاه

میزنآ یاه تنآ ي سکا ی ناد ي يم دوش ( 28 ) مظنم يشزرو تیلاعف نیاربانب . بجوم

تیلاعف میظنت لولس

یاه و ویتادیسکا سرتسا شهاک ،لاعف یاهایلگورکیم ،اهژافورکام لثم ينمیا نیاکوتیاس

یاه باهتلادض ي بقاعتم و

اک نآ شه وXO NADPH زادیسکا

مهم رت ی ن میزنآ یاه لوت ی دننکد ۀ ردROS يمCNS

دنوش ( 28 ).

عمج دنب ی و تن ی هج گ ی ر ی

یرایتخا يشزرو تیلاعف هک دش هداد ناشن شهوژپ نیا رد فرص

رظن یاقلا زا يشان ویتادیسکا سرتسا ،تدم و تدش زا تیلیمولافسنا

يبرجت نمیادوخ رد ار

رود ۀ نمزم بی رام ی شهاک داد

، اما شهوژپ یاه رد نیرمت بسانم تدم و تدش و عون دروم رد ات تسا زاین یرتشیب

نارامیب ما سا مصت ی م گ ی ر ی .دوش