بررسی اثر داروی سیکلوفسفامید بر بیان ژن‌های ODF1 و ZPBP در بافت بیضه موش های نر نژاد ویستار

فصلنامه زیست شناسی جانوری

دوره 13، شماره 4، شهریور 1400، صفحه 15-28   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

نویسندگان

صادق بازوند¹؛ طاهره ناجی^{* 1}؛ عبدالرضا محمد نیا²

¹گروه علوم پایه، دانشکده داروسازی و علوم داروئی، علوم پزشکی تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

²مرکز تحقیقات بیماری های مزمن تنفسی، پژوهشکده سل و بیماری‌های ریوی، بیمارستان مسیح دانشوری، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

سیکلوفسفوماید یک داروی الکیله­کننده DNA با خواص آنتی­نئوپلاستیک است .علیرغم کاربردهای کلینیکی فراوان در درمان سرطان، این دارو دارای اثرات سمی بر بافت­های بدن به ویژه ارگان­های جنسی می­باشد. یکی از مهمترین عوارض جانبی آن، تغییر عملکرد سیستم تناسلی در جنس نر است که ممکن است منجر به ناباروری گردد. در این تحقیق تعداد 20 سر موش نر بالغ نژاد ویستار با وزن 30 ± 220 گرم انتخاب شدند و همه حیوانات  توسط رژیم پلت استاندارد تغذیه گردیدند گروه دریافت کننده سیکلوفسفامید: دریافت پلیت استاندارد + آب و سیکلوفسفامید با دوز 40 میلی­گرم بر کیلوگرم بصورت داخل صفاقی به مدت 30 روز تحت تیمار قرار گرفتند. بیان ژن­های ODF1 وZPBP   با روش ریل تایم مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده با استفاده از نرم­افزار SPSS وآزمون آماری واریانس یک طرفهOne way ANOVA  مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که در تیمارهای آزمایشی سطح بیان ژن­های ODF1 و ZPBP میان گروه­های کنترل و تیمارها دارای  اختلاف معناداری بود (05/0 p ≤). نتایج نشان داد که بیان ژن ZPBP و ODF1 در گروه مواجهه شده با داروی سیکلو فسفاماید نسبت به گروه کنترل به ترتیب 26/7 و 5/7 برابر کاهش داشته است و بیان ژن­های فوق دستخوش تغییرات معناداری شده بود. همچنین مقایسه تعداد اسپرم­ها در دو گروه کنترل و تیمار نشان داد  در گروه تیمار تعداد اسپرم­ها، نسبت به گروه کنترل کاهش یافته است  که احتمالاً کاهش تعداد اسپرم­ها در میزان باروری رت­های نر نژاد ویستار موثر می­باشد.

کلیدواژه‌ها

سیکلوفسفامید؛ ژن ODF1؛ ژنZPBP؛ عامل آلکیله؛ ریل تایم

مراجع

1. Aitken. R.J., Daseri G. 1999. The Amoroso Lecture The human spermatozoon–a cell in crisis" Journal of Reproduction and Fertility, 11: 1-7.

2. Alipour M. 2014. Evaluation of Vegetative and Reproductive Characteristics and Distincness of some Quince (Cydonia oblonga Mill.) Genotypes from Different Regions of Iran. Seed and Plant Improvment Journal. 30(3): 507-529.

3. Anderson D., Bishop J.B., Garner R.C., Ostrosky-Wegman P., Selby P.B. 1995. Cyclophosphamide: review of its mutagenicity for an assessment of potential germ cell risks. Mutation Research, 330: 115-121.

4. Bakhtiary Z. 2014. Protective Effect of Crocin on DNA Damage of Sperm and in Vitro Fertilization (IVF) in Adult Male Mice Treated with Cyclophosphamide. Journal of Mazandaran University of Medical Sciences, 24(118): 45-59.

5. Breed W.G. 2004. The spermatozoon of Eurasian murine rodents: its morphological diversity and evolution. Reproduction Biomedicine, 261:52–69.

6. Castellani   F., Chiara F., Cotelli A. 1998. Fine structure and cytochemistry of the morphogenesis of round-headed human sperm. Reproductive Toxicology, 291-297.

7.Ciancio G.  2004. A randomized long‐term trial of tacrolimus/sirolimus versus tacrolimus/mycophenolate mofetil versus cyclosporine (NEORAL)/sirolimus in renal transplantation. Ii. Survival, function, and protocol compliance at 1 year. Clinical Transplantation, 77(2): 252-258.

8. Cooper T.G., Yeung C.H. 2003. Acquisition of volume regulatory response of sperm upon maturation in the epididymis and the role of the cytoplasmic droplet. Radiotherapy Research, 139(4): 97-102.

9. Donnahoo K.K., Shames B.D., Harken A.H., Meldrum D.R. 1999. The role of tumor necrosis factor in renal ischemia-reperfusion injury. Journal of Urology, 162(1): 196-203.

10. Du K.N., Giddens D.P., Zarins C.K., Glagov S. 1985. Pulsatile flow and atherosclerosis in the human carotid bifurcation. Positive correlation between plaque location and low oscillating shear stress. Arteriosclerosis: An Official Journal of the American Heart Association, Inc. pp: 293-302.

11.Ebisch I.M., Peters W.H., Thomas C.M. 2006. Homocysteine, glutathione and related thiols affect fertility parameters in the (sub) fertile couple. Human Reproduction, 21(7): 1725-1733.

12. Eddy E.M. 1999. Role of heat shock protein HSP70-2 in spermatogenesis. Review of Reproduction, 4(1): 23-30.

13. Elias H., Hyde D.M. 1980. An elementary introduction to stereology (quantitative microscopy). American Journal of Anatomy, 59(4): 411-446.

14. El-Sayyad H.I., Ismail M.F., Shalaby F.M., Abou-El-Magd R.F., Gaur R.L., Fernando A., Raj M.H.G, Ouhtit A. 2009. Histopathological effects of cisplatin, doxorubicin and 5-flurouracil (5-FU) on the liver of male albino rats. International Journal of Biological Sciences, 5(5): 466-473.

15. Elangovan N., Chiou T.J., Tzeng, W.F., Chu S.T. 2006. Cyclophosphamide treatment causes impairment of sperm and its fertilizing ability in mice. Toxicology, 222(1-2): 60-70.

16. Giugliano D., Ceriello A., Paolisso G. 1985. Oxygen-derived free radicals in postischemic tissue injury. Natural England Journal of Medicine. 17; (3):159-63.

17. Huang G.C. Wu LS. Chen L.G. Yang LL., Wang C.C. 2007. Immuno-enhancement effects of Huang Qi Liu Yi Tang in amurine model of cyclophosphamide-induced leucopenia. Journal Ethnopharmacology, 109: 229-235.

18. Jalali A.S., Hasanzadeh S., Malekinejad H. 2012. Crataegus monogyna aqueous extract ameliorates cyclophosphamide-induced toxicity in rat testis: stereological evidences. Acta Medica Iranica, 50(1): 1-8.

19. Jamieson E.R. S.J. Lippard .1999. Structure recognition and processing of cisplatin-DNA adducts. Chemical Review,99(1): 2467-2498.

20. Jiménez N., Krouwer V., Post J. A new. 2013.  Rapid and reproducible method to obtain high quality endothelium in vitro. Cytotechnology in mice. Cytotechnology, 65(1): 1-14.

21. Jouhari H. 2019. Effect of hydroalcoholic extract of ginger on body weight, testicular weight and spermatogenesis in male rats undergoing chemotherapy of cyclophosphamide. Journal of Shahid Sadoughi University of Medical Sciences, 17(5): 365-374.

22. Katoh M. 2003. Identification and characterization of human ZPBP-like gene in silico National Academy of Science Journal, 12(3): 399-404.

23. Katoh. Esi. 2003. Cyclophosphamide-induced toxicity in rat testis: stereological evidences. Acta Medica Iranica, 50(1): 1.

24. Kanno T.Y.N. 2009. Toxic effects of different doses of cyclophosphamide on the reproductive parameters of male mice. Brazilian Journal of Pharmaceutical Sciences, 45(2): 1-7.

25. Karantzoulis-Fegaras F. Antoniou H. Lai SL. Kulkarni G. D Abreo C. Wong GK. 1999. Characterization of the human endothelial nitric-oxide synthase promoter. The Journal of Biological Chemistry. 274(5): 3076-3093.

26. Kim S.H., Lee I.C., Baek H.S., Moon C.G., Kim S.H., Kim J.C. 2019. Protective effect of diallyl disulfide on cyclophosphamide-induced testicular toxicity in rats. Lab Animal Research, 29(4): 204-211.

27. Kim KT, Yoo KM, Lee JW, Eom SH, Hwang IK, Lee CY. 2007. Protective effect of steamed American ginseng (Panax quinquefolius L) on V79-4 cells induced by oxidative stress. Journal of Ethnopharmacol.11:443-450.

28. Kurdoglu B.G., Wilson N., Parchuri W.S., Ye M.L. Meistrich A. 1994. Protection from radiation induced damage to spermatogenesis by hormone treatment. Radiotherapy Research, 139(4): 97-102.

29. Liede K., Hietanen J., Saxen L. Haukka J., Timonen T., Hayrinen-Immonen, R. 1998. Long-term supplementation with alpha-tocopherol and beta-carotene and prevalence of oral mucosal lesions in smokers. Oral Diseases .4:78-83.

30. Lin Y.N., Roy A., Yan W., Burns K.H., Matzuk M.M.  1996. Loss of Zona Pellucida Binding Proteins in the Acrosomal Matrix Disrupts Acrosome Biogenesis and Sperm Morphogenesis. Molecular and Celllular Biology, 27(19): 6794-6805.

31. Malila N. Virtamo J. Virtanen M. Pietinen P. Albanes D. Teppo L. 2002. Dietary and serum alpha-tocopherol, beta-carotene and retinol, and risk for colorectal cancer in male smokers. Eurpean Journal Clinical Nutrition, 56: 615-621.

32. Mirfardi M., Johari H., Mokhtari M., Khah V., Jamali H., Allahverdi Q. 2013. Effect of garlic hydroalcoholic extract on testicular weight and spermatogenesis in Adult male rats undergo chemotherapy with cyclophosphalide. Journal of University of Medical Sciences. 409: 9-15.

33. Naseri M., Heydari Nasrabadi M., Khodarahmi P., Ahmadi F.S., Mojibi P., Aboutalebi H. 2011. Effect of alcoholic extract of Leek on spermatogenesis in male rats. Journal of Cellular-Molecular Biotechnology, 1(2): 61-65.

34. Nikrooesh M.R., Jalali M., Mohammadi S. 1988. Effect of raw onion cane on testicular tissue of mice. Journal of Fertility and Infertility, 10(4): 239-244.

35. Park H., Zhang Y., Georgescu S.P. Johnson K.L., Kong D., Galper J.B. 2006.Human umbilical vein endothelial cells and human dermal microvascular endothelial cells offer new insights into the relationship between lipid metabolism. Journal of Apply Toxicology and Angiogenesis, 2(2): 93-102.

36. Paller M.S., Ferris T.F.  2007. Oxygen free radicals in ischemic acute renal failure in the rat. Oxidative stress and vascular complication. Diabetes Care, 19(1): 257- 267.

37. Rayman M.P. 2005. Selenium in cancer prevention: a review of the evidence and mechanism of action. Proceedings of the Nutrition Society. 64: 527-542.

38. Samet M., Lelkes P.I. 1999. The hemodynamic environment of endothelium in vivo and its simulation in vitro. In Mechanical forces and the endothelium. CRC Press, pp: 19-50.

39. Simsek N. Karadeniz A. Kalkan Y. Keles ON. Unal B. 2010. Spirulinaplatensis feeding inhibited the anemia and leucopeniainduced Lead and cadmium in rats. Journal of Hazardous Materials, 164: 1304-1309.

40. Takada M.N.K., Shaw G.D., Marquette K.A., Tilney N.L. 2008. The cytokine-adhesion molecul. Mutation Research, 26(1): 285-295.

41. Verhaar M.C., Westerweel P.E., Van Zonneveld A.J., Rabelink T.J. 2004. Free radical production by dysfunctional eNOS. Biology Reproduction, 56(19): 494-495.

42. Whitmore S.A., Settasatian C., Crawford J., Lower K.M., McCallum B., Seshadri R., Cornelisse C.J., Moerland E.W., Cleton-Jansen A.M., Tipping A.J., Mathew C.G., Savnio M., Savoia A., Verlander P., Auerbach A.D., Van Berkel C., Pronk J.C., Doggett N.A., Callen D.F. 1998. Characterization and screening for mutations of the growth arrest-specific 11 (GAS11) and C16orf3 genes at 16q24.3 in breast cancer. Genomics, 52(3): 325-331.

43. Yang K., Meinhardt A., Zhang B., Grzmil P., Adham I.M., Hoyer-Fender S. 2012. The small heat shock protein ODF1/HSPB10 is essential for tight linkage of sperm head to tail and male fertility in mice. Molecular and Cellular Biology, 32(1): 216-225.

44. Yang T. 2005. Effects of acute and chronic cyclophosphamide treatment on meiotic progression and the induction of DNA double-strand breaks in rat spermatocytes. Biology of Reproduction. 72(6): 1297-1304.