Abstract
Fysisk aktivitet er forbundet med redusert risiko for flere kreftformer, blant annet aggressiv prostatakreft. Mekanismene som medierer effektene er ennå ikke forstått; blant kandidatene er modifikasjoner av endogene hormonnivåer. Long-term øvelse er kjent for å redusere serumnivåene av vekst stimulerende hormoner. I motsetning til de endokrine effekter av
akutt
utholdenhetstrening inkluderer
økt
nivåer av mitogene faktorer som GH og IGF-1. Det kan spekuleres i om heving av serumvekstfaktorer kan være skadelig for prostatakreft progresjon i malignitet. Incentiv av denne studien er å evaluere effekten av akutt trening serum på prostatakreft cellevekst. Vi har utformet en øvelse intervensjon der 10 mannlige individer utført 60 minutter med sykkel trening på økende intensitet. Serumprøver ble tatt før (hvile serum) og etter avsluttet trening (tren serum). Den etablerte prostatakreft cellelinje LNCaP ble utsatt å trene eller hvile serum. Øvelse serum fra 9 av 10 personer hadde en vekst hemmende effekt på LNCaP celler. Inkubering med samle utøvelse serum resulterte i en 31% inhibering av LNCaP vekst og pre-inkubasjon før subkutan injeksjon i SCID-mus skyldes en forsinkelse i tumordannelse. Serum analyser indikerte to mulige kandidater til effekt; økte nivåer av IGFBP-1 og reduserte nivåer av EGF. I konklusjonen, til tross for frykt for mulige skadevirkninger av akutt trening serum på tumorcellevekst, viser vi at selv de kortsiktige effektene ser ut til å legge til den generelle gunstig påvirkning av trening på neoplasi
Citation. Rundqvist H, Augsten M, Strömberg A, Rullman E, Mijwel S, Kharaziha P, et al. (2013) Effekt av akutt Trening på prostatakreft cellevekst. PLoS ONE 8 (7): e67579. doi: 10,1371 /journal.pone.0067579
Redaktør: Jean-Marc A. Lobaccaro, Clermont Université, Frankrike
mottatt: 10. august 2012; Godkjent: 23 mai 2013; Publisert: 05.07.2013
Copyright: © 2013 Rundqvist et al. Dette er en åpen-tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Finansiering:. Den nåværende studien ble støttet av finansieringen av TG: Vetenskapsrådet, den svenske Nasjonalt senter for forskning i Sport, den svenske legeforeningen, KI Foundation og Wallenberg Foundation; AO: den svenske Cancer Society og Vetenskapsrådet inkludert støtte for Linné sentrum og kreftforskning nettverk «. Starget» HR er støttet av en Post Doc trening stipend fra svenske Society of Medical Research. Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
Prostatakreft er den nest hyppigste kreft diagnostisere hos menn i verden i dag. De høyeste forekomst er funnet i de utviklede vestlige land og er 20 ganger høyere enn insidensen funnet f.eks i South Central Asia og Vest-Afrika [1]. Avviket skyldes delvis den etablerte bruk av PSA-testing, men det siste en betydelig innvirkning på livsstil effekter blir anerkjent [2]. Fysisk aktivitet er en justerbar livsstil faktor assosiert med en redusert risiko for flere kreftformer, blant annet prostatakreft [3].
En nyere metaanalyse som omfatter studier til 2012 tyder på at det å være fysisk aktiv er assosiert med en beskjeden, men betydelig reduksjon i risikoen for prostatakreft [4]. I tillegg studier som undersøker fysisk aktivitet i forhold til høyverdig prostatakreft og prostatakreft dødelighet rapporterte også en betydelig risikoreduksjon [5] -. [7]
De mekanismer som medierer effektene av fysisk aktivitet er ikke ennå forstått, selv om noen kandidater blant vektkontroll, forbedret immuncellefunksjon og modifikasjoner av endogene hormonnivåer som leptin, insulin og insulinlignende vekstfaktor-1 (IGF-1) er blitt fremsatt [8]. Forhøyede serumnivåer av leptin, insulin og IGF-1 er alle forbundet med høy risiko for prostatakreft forekomst og progresjon [8] – [12] og langsiktig trening er kjent for å redusere serumnivåer av disse og andre endogene hormoner [13] [14].
serum fra utholdenhets trente individer på en lav-fett, har høy fiber diett er vist å hemme vekst av en etablert prostatakreft cellelinje i forhold til å kontrollere serum [15]. Nyere studier fra den samme gruppen foreslår at mekanismen bak effekten er mediert gjennom IGF-1 akse [16].
I motsetning til langsiktig trening, endokrine effekter av akutt utholdenhetstrening inkluderer
økte
nivåer av mitogene faktorer som veksthormon (GH) [17], forskjellige cytokiner [18], inkludert IL-6 [19], [20] og også økt biotilgjengelighet av IGF-1 [21], [22 ].
det kan spekuleres i om økningen i serum vekstfaktorer indusert av akutt trening kan være skadelig for prostatakreft progresjon i malignitet. Incentiv av denne studien er å evaluere effekten av akutt trening serum på prostatakreft cellevekst.
Metoder
Etikk erklæringen
I forkant av menneskelig trenings studien, eksperimentelle protokollen ble forklart til alle fag og skrevet, ble informert samtykke innhentes. Studien ble godkjent av etikkomiteen av Karolinska Institutet (266/01) og likedannet med
Helsinkideklarasjonen
. De dyreforsøk ble utført i samsvar med nasjonale retningslinjer og godkjent av Stockholm Nord-Etisk komité for dyreforsøk (N19 /08), ble alle anstrengelser gjort for å bøte lidelse av svulsten bærende dyr.
Eksperimentell modell for akutt Trening Study
ti friske menn ble inkludert i studien. Deres median (spredning) alder, høyde og vekt var 25 (18-37) år, 180 (170-190) cm og 77 (58-82) kg, henholdsvis. Median (spredning) maksimalt oksygenopptak (VO2-maks) bestemmes før forsøkene var 3,7 (03.01 til 04.03) L * min
1. Øvelsen ble utført på en elektro-dynamisk lastet syklus ergo meter. Fagene utført ca 65 min på trening. For de første 20 min, fag syklet på 60 rpm ved median (spredning) arbeidskapasitet på 125 (105-148) watt (W), valgt å tilsvare 50% av VO2-max, hvoretter arbeidskapasitet ble økt til 165 (138-195) W, tilsvarende 65% av VO2-maks i ytterligere 40 min. Teflon kateter ble innsatt i begge femorale vener og lårarterien, ved nivået for den inguinal ligament. Blodprøver ble tatt samtidig fra den femorale arterien (fa) og den ipsilaterale lårvenen (fv), som beskrevet i [23]. Kort sagt, hviler prøver og prøver samlet inn 120 min etter endt trening ble brukt for videre analyser.
Vekst av prostata kreft celler
Vekstrater av cellelinjene NIH 3T3 og LNCaP celler, tidligere er brukt i Augsten et al [24]; en total på enten 2 x 10
3 fibroblaster eller 5 x 10
4 LNCaP-celler ble sådd ut i 96-brønners plater. Fibroblaster ble dyrket i DMEM supplert med 5% FCS og enten 5% hvile eller trening serum, mens LNCaP-celler ble dyrket i RPMI 1640 medium supplementert med 5% FCS og enten 5% eller hvile utøvelse serum for 24, 48 og 96 timer. 2 x 10
4 22rv1 og Du145 celler, som tidligere er brukt i [25] ble dyrket i RPMI 1640 medium supplementert med 5% FCS og enten 5% eller hvile utøvelse serum i 96 timer. Celletall ble bestemt ved å fiksere cellene med 4% PFA i 20 minutter, etterfulgt av inkubasjon med krystallfiolett (Chroma, Stuttgart, FRG) løsning (0,1%, vekt /volum, med etanol 2%, v /v i 0,5 M Tris -C1, pH 7,8; 100 ul per brønn) i 20 minutter ved romtemperatur. Den farget celle laget ble skyllet grundig med vann fra springen, lufttørket og inkubert med SDS-oppløsning (0,1%, vekt /volum, med etanol 50%, v /v, i 0,5 M Tris-C1, pH 7,8; 100 ul per brønn) i 30 min ved romtemperatur. I mellomtiden krystallfiolett ble fullstendig frigjort fra cellene inn i supernatanten. Supernatanten ble skannet i en DU Series 70 Beckman spektrofotometer (Beckman Coulter, Fullerton, CA, USA) og leses på en fast bølgelengde på 600 nm.
apoptose og proliferasjon Analyser
Omfordeling av plasma membranen fosfatidylserin er en markør for apoptose og ble bedømt med annexin-V-fluos farging kit (Roche Molecular Biochemicals, Mannheim. Tyskland). I korthet, 2 x 10
5 LNCaP-celler ble inkubert med trening eller hvile serum i 24 til 48 timer, oppsamlet, vasket i PBS, pelletert og resuspendert i inkubasjonsbuffer (10 mM HEPES /NaOH, pH 7,4, 140 mM NaCl, 5 mM CaCl
2) inneholdende 1% Annexin V og PI. Prøvene ble inkubert i 10 minutter før analyse på en fluorescens-aktivert cellesorterer (FACS) Calibur strømningscytometer (Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ, USA) under anvendelse av celle søken programvare (San Jose, CA, USA). For spredning vurdering, Klikk-iT Edu Microanalyse kits ble brukt (Invitrogen. Eugene, OR, USA). Kort sagt, ble LNCaP-celler sådd ut i en 96-brønners plate ved 5 x 10
3-celler per brønn og tillatt å sedimentere over natten. EDU stamoppløsning ble fremstilt og fortynnet i mosjon eller hvile medier ved en arbeidskonsentrasjon på 10 uM, 100 ul supplert medium ble tilsatt til cellene og inkubert i 24 timer. Cell fiksering og merking ble gjort i henhold til produsenter protokollen. Kvantifisering og analyse ble utført på en VICTOR2 Multilabel teller (PerkinElmer, Waltham, MA, USA).
xenograft modell av tumorvekst
xenograft tumorer ble dannet ved inkubasjon av LNCaP-celler i medium supplert med resten serum eller utøvelse serum i 48 timer og NIH-3T3-celler i medium supplert med resten serum. Cellene ble trypsinert, resuspendert i medium og tellet med en celleteller (Chemometec, Allerød, Danmark). For ko-injeksjon analyse, 2 x 10
6 LNCaP-celler og 0,5 x 10
6 NIH-3T3-celler ble vasket, kombinert, og re-suspendert i 100 ul kald PBS. Deretter ble 100 ul cellesuspensjoner injiseres subkutant i den høyre laterale flanke av 7-8 uker gamle, hann SCID-mus (stamme CB17sc) fra Taconic, DK, n = 10 per gruppe. Dyrene ble overvåket daglig, og tumorstørrelse målt hver 3-4 dager ved hjelp av ekstern caliper. Forsøk ble avsluttet når individuelle tumorer nådde et volum på 1 cm
3 eller ved dag 49. Tumorene ble skåret ut og delt før enten fiksering i 4% paraformaldehyd over natten ved 4 ° C etterfulgt av overføring til 70% etanol, eller hurtigfrosset i flytende nitrogen.
Analyse av spredning og apoptose i tumorprøver
Tissue seksjoner fra xenograft endepunkt svulster ble de-paraffinized og rehydrert i xylen (3 x 5 min), 99% etanol (2 × 2 min), 96% etanol (2 x 5 min), 70% etanol (1 x 2 min), og deretter vasket i destillert H2O. For apoptose ble deadend ™ Colorimetric TUNEL System brukes i henhold til produsentens instruksjoner (Promega Corporation, Madison, WI, USA). For vurdering av spredning en PCNA histokjemi tilnærming ble brukt; antigen gjenfinning ble utført i 2 fulle stativer av lysbilder, kokt i en mikrobølgeovn 2 x 7 minutter ved 650 W i 10 mM sitronsyrebuffer, pH 6,0. Seksjoner ble deretter avkjøles i minst 30 minutter før de ble vasket i PBS med 0,1% Tween-20 (PBT). Endogen peroksidaseaktivitet ble stanset ved inkubasjon i PBT inneholdende 3% H
2o
2 i 10 minutter, deretter vasket i PBT (3 x 5 min). Lysbilder ble blokkert i 20% geit serum fortynnet i PBT i 30 min og inkubert over natten ved 4 ° C med PCNA antistoff (M0879 klon PC10, Dako Cytomation, (Dako Nordic A /S, Glostrup, Danmark) fortynnet 1:100 i 20% geiteserum fortynnet i PBT. etter vasking i PBT, ble objektglassene inkubert med biotinylert geit-anti-mus-antistoff (E0432, 1:500, Dako Cytomation) i 45 min ved RT etter inkubasjon med ABC kit (SK6100, Vectastain ABC-HRP, Vector Laboratories, Burlingame, CA, USA) i 45 min etter vask i PBT. signalet ble utviklet ved hjelp av diaminobenzidin hydroklorid, DAB (SK4100, Vector Laboratories), og seksjonene ble kontra farget med Mayers Heamatoxylin (Histolab Products AB, Göteborg, Sverige ), etterfulgt av vasking i H
2o, dehydrering i etanol (70% -95% -99%) og xylen. Glassene ble deretter montert med Mountex monteringsmedium. Bilder fra 5 forskjellige, tilfeldig utvalgte vision-felt per svulst ble tatt og antall PCNA eller tunnel positive strukturer ble analysert med ImageJ programvare.
serum Analyse
Pools trening serum fra 10 enkeltpersoner og tilsvarende resten serum ble analysert med et menneskelig protein vekstfaktor matrise kit (RayBiotech, Norcross, GA, USA). 200 mL av samlet trening og hvile serum ble fortynnet med 1 × blokkerer serum (følger med i pakken), mens membranene ble blokkert i en time i samme blokkering buffer. 1 ml av fortynnet serum ble tilsatt og inkubert ved romtemperatur i 2 timer. Membranene ble deretter analysert i henhold til produsentens instruksjoner. Chemiluminiscens oppdagelse ble gjort på Imagequant LAS 4000 (GE Healthcare, Buckinghamshire, UK). Tetthet av enkeltsteder ble kvantifisert med bilde J programvare. Individuelle serumkonsentrasjoner av EGF og IGFBP1 ble bestemt ved hjelp av en sandwich enzyme-linked immunoassay (ELISA, Abcam, Cambridge, UK) i henhold til produsentens anvisninger. Minimums påvisbare nivåer av disse pakkene var 0,82 pg /ml for EGF og 2,74 pg /ml for IGFBP1.
statistikker
t-test ble brukt for å sammenligne effekten av pre-trening serum med effekter av post trening serum. En toveis ANOVA ble brukt til å sammenligne tumorvekst mellom de to gruppene. Planlagt sammenligning ble brukt (dvs. post hoc test) for å identifisere signifikante interaksjoner i ANOVA modell. Forskjeller ble betraktet som signifikant ved p 0,05. Med mindre annet er angitt, er data presentert som gjennomsnitt ± SEM.
Resultater
Exercise Serum redusere veksten av en prostatakreft cellelinje
in vitro
Å undersøke effekten av akutt trening på prostatakreft cellevekst vi utviklet en øvelse intervensjon der 10 mannlige individer utført 60 minutter av tobeinte sykkel trening på økende intensitet. Gjennom femoral kateterisering både arterielt og venøst blod ble oppnådd, og serum ble ekstrahert. Siden vi svar på spørsmålet om systemiske effekter, arteriell serum tatt før (hvile serum) og etter trening (tren serum) ble anvendt for analysen. Den etablerte cellelinjen LNCaP ble valgt som en prostatakreft-modell basert på dens naive p53 aktivitet og moderat tumordannelse kapasitet, for derved å tillate for en aktiverende eller inhiberende virkning for å stikke frem. Den tumorbærende kapasitet av LNCaP-celler kan bli øket ved ko-injeksjon av stromale celler, f.eks NIH3T3 fibroblaster [26]. Begge LNCaP og NIH3T3 celler ble inkubert i 48 timer
in vitro, etter i media supplert med hvile eller trening serum fra 10 personer hver for seg.
Exercise serum fra 9 av 10 personer hadde en vekst hemmende virkning på LNCaP-celler etter 48 timer inkubasjon (figur 1A og B) sammenlignet med inkubering med den tilsvarende resten serum. Vekst av NIH3T3 celler ble økt med 5 individuelle øvelse serumer og reduseres med 5 (figur 1C og D). Inkubasjon av LNCaP celler med samle trening serum fra 10 individer for 96 timer resulterte i en 31% hemming av tumorcellevekst (p 0,05) (figur 2A, topp panel) sammenlignet med inkubasjon med en pool av hvile serum. Effekten på prostatakreftceller ble validert i to ekstra lave ondartede prostatakreftcellelinjer, Du145 og 22rv1. Vekst av Du 145 ble betydelig redusert etter 96 timers eksponering å utøve serum, 22rv1 viste en trend mot redusert vekst. NIH3T3 celler vokste like godt i dammer av trening og hvile serum (figur 2A, nedre panel).
A) Effekt på LNCaP celler inkubert i 48 timer med hvile (hvile) og mosjon serum (trening) fra 10 personer hver for seg. B) Virkning av de 10 individuelle sera på NIH3T3-celler. Data viser alle personer separat (venstre panel) og som gjennomsnitt ± SEM. au (vilkårlige enheter). π angir en signifikant (p≤0.05) forskjell mellom inkubasjon med hvile og mosjon serum.
A) Effekt av 24, 48 og 96 timer inkubasjon med normale media supplert med 10% FCS (normal), media supplert med en pool av humant serum fra 10 hviler individer (hvile) eller serum fra de samme personene etter en enkelt anfall av trening (trening) på veksten av prostatakreft cellelinje LNCaP. B) Virkning av inkubasjon under de samme betingelser som i A) på veksten av muse fibroblast cellelinje NIH3T3. C) Effekt av 96 timer inkubasjon med respektive serum på prostatakreftcellelinjer 22rv1 og Du145. Dataene er presentert som gjennomsnitt ± SEM. au (vilkårlige enheter). π angir en signifikant (p≤0.05) forskjell mellom inkubasjon med hvile og mosjon serum.
Dermed data viser at inkubasjon med trening serum ikke øke veksten av prostata kreft celler
in vitro
, men snarere hadde en jevn vekst inhiberende virkning sammenlignet med serum fra samme individ i ro. Effekten ble funnet i analyser av de individuelle serum, så vel som når man sammenligner en pool av øvelsen serum til en pool av hvile serum. Øvelse serum viste ingen vekstfremmende eller hemmende effekt på NIH3T3 fibroblaster, noe som tyder på at effekten av trening serum er spesifikk for kreftceller og ikke veksthemmende på dyrkede celler generelt (figur 1B og 2B).
Exercise serum Reduserer tumorcellevekst ved å hemme spredning
for å analysere om den veksthemmende effekten av trening serum på LNCaP prostatakreftceller skyldes økt apoptose og /eller redusert spredning, AnnexinV /PI flyte FACS (figur S1 A) og en eDU innlemmelse analysen ble brukt.
Vurdering av apoptose etter 24 og 48 timer inkubering viste at brøkdel av apoptotiske celler ikke skiller mellom LNCaP celler inkubert med trening serum og celler inkubert med resten serum (figur S1B og S1C ). Men analyser av spredning viste at Edu innlemmelse ble betydelig redusert i celler inkubert med trening serum i 24 timer (figur 3).
Edu innlemmelse i LNCaP celler eksponert for normal, hvile og trening serum i 24 timer. Dataene er presentert som gjennomsnitt ± SEM for 4 etterfølgende eksperimenter. au (vilkårlige enheter). π angir en signifikant (p≤0.05) forskjell mellom inkubering med hvile og mosjon serum.
Disse data indikerer at det redusert vekst som respons på akutt utøvelse serum er grunnet hemming av proliferasjon i stedet for stimulering av apoptose og at effekten er til stede allerede etter 24 timers inkubering selv betydelig manifestert i vekstanalyse etter 96 timer.
Pre-inkubasjon med Øvelse Serum Forsinkelser
in vivo
tumordannelse
Vi ønsket å teste om pre-inkubasjon med trening serum vil påvirke tumorvekst av LNCaP celler
in vivo
. LNCaP celler alene har begrenset tumordannende evne når det injiseres subkutant. Men deres svulst støtte kapasiteten kan markant forbedret ved co-injeksjon av stromale celler som NIH3T3 fibroblaster [26].
LNCaP og NIH3T3 celler ble inkubert i 48 timer
in vitro
i media supplert med hvile eller trening serum fra 10 personer og deretter co-injisert (04:01) subkutant i SCID-mus. Mus injisert med utøvelse serum inkubert LNCaP-celler viste ingen tumor insidens på dag 14 etter injeksjon, mens kontrolltumorer fra resten serum viste 20% insidens (figur 4A og B). Den forsinkelse i tumordannelse vedvarte gjennom hele eksperimentet og tumorvekstkurver var signifikant forskjellig mellom de to gruppene (figur 4A og C). Men når svulstene ble etablert det syntes å være noen forskjell i vekst.
2 × 10
6 LNCaP celler inkubert i 48 timer i enten hvile serum eller trening serum ble co-injisert med NIH3T3 celler (04:01) subkutant i SCID-mus. A) Tumor vekstkurver celler preinkubert med henholdsvis hvile og mosjon serum. Betydelige (p≤0.05) forskjeller er merket med π. n = 10 dyr per gruppe. B) Tumor insidens (prosent av mus som bærer tumorer) på dag 14 i hvile og mosjon gruppe. C) Scatter tomt på tumorvolumet i hvile og mosjon gruppe på dag 34 etter injeksjoner. D) prolifererende celler i svulster etter eksperimentell endepunkt vurdert ved ekspresjon av prolifererende cell nuclear antigen (PCNA). E) apoptotiske celler i svulster etter eksperimentell endepunkt, vurderes av Tunel stainings. For D) og E) data er nr positive celler per felt, vist som gjennomsnitt ± SEM.
For å bekrefte forestillingen om at svulstene vokste like godt når de ble etablert vi analysert svulster fra både grupper for spredning og apoptose.
Hele tumorprøver ble høstet og fiksert ved endepunktet for
in vivo
eksperiment og analysert for apoptose ved å se på DNA-fragmentering. Proliferasjon ble bestemt ved immunhistokjemisk farging for prolifererende cell nuclear antigen (PCNA) ekspresjon.
Det var ingen signifikant forskjell mellom gruppene i enden av
in vivo
eksperiment med hensyn til enten proliferasjon ( figur 4D) eller apoptose (figur 4E).
data~~POS=TRUNC støtter forestillingen om at den innledende
in vivo
effekten av pre-inkubasjon med trening serum, er tapt over tid. Dette er mest sannsynlig på grunn utøvelse stimulus er fraværende når cellene blir injisert i mus. Men til sammen dataene tyder på at effekten av trening serum på kreftcellene
in vitro
kan oversettes til
in vivo
situasjon.
EGF og IGFBP-1 er kandidater for å utøve den hemmende effekten av øvelsen serum
for å identifisere kandidat faktorer ansvarlig for veksthemming sett med trening serum vi brukte en vekstfaktor protein rekke tilnærming. Førtito vekstfaktorer og cytokiner ble analysert i multiplex og vist som mosjon serum /resten serum-forhold (figur 5A). I tillegg ble serum nivåer av kortisol analysert.
A) Analyse av vekstfaktor-innhold i hvile og mosjon serum ved bruk av en vekstfaktor matrise tilnærming. B) Rest /utøvelse serum-forhold på 42 vekstfaktorer og cytokiner, analysert i multipleks. C) ELISA analyse av individuelle (venstre panel) og gjennomsnittlig (høyre panel) nivåer av serum EGF i hvile og mosjon serum, n = 9. D) ELISA analyse av individuelle (venstre panel) og gjennomsnittlig (høyre panel) nivåer av serum IGFBP -1 i hvile og mosjon serum, n = 10. data presenteres som individuelle nivåer eller gjennomsnitt ± SEM. π angir en signifikant (p≤0.05) forskjell mellom inkubasjon med hvile og mosjon serum.
Data brakt ut to uavhengige kandidater. Epidermal vekstfaktor (EGF), ble den faktor som viser de laveste nivåene i serum øvelse i forhold til resten serum (figur 5B). Faktoren med de høyeste nivåene i serum øvelse i forhold til resten serum var Insulin like growth factor binding protein 1 (IGFBP-1) (figur 5B). IGFBP-1 viste en økning på 35% sammenlignet med serum tatt før trening, EGF viser 18% lavere nivåer etter trening. For å validere disse funnene, ble ELISA kjøres på enkeltprøver. I ELISA-analysen IGFBP-1-nivåer økte med omtrent 4,6 ganger, i en svært signifikant måte (figur 5D) mens EGF speil ble redusert med 43% (figur 5C). I tillegg kortisolnivåene økte under trening (60 minutter tidspunkt), men hadde kommet tilbake til pre-trening nivåer når øvelsen serum ble høstet (figur S2A).
Både EGF og IGF-1 er knyttet til prostatakreft fare. Biotilgjengeligheten av IGF-1 er avhengig av overflod av sine bindende proteiner, IGFBP1-6.
Diskusjoner
Prostatakreft utvikler seg over en lang periode med tidlig PIN lesjoner som kanskje eller kanskje ikke fremskritt i prostata kreft. Det antas at denne overgangen fra godartet hyperplasi til ondartet carcinoma påvirkes av livsstilsfaktorer. Tidligere studier tyder på at serum fra enkeltpersoner som har vært aktive over lang tid kan utøve en hemmende effekt på prostata svulst cellevekst
in vitro product: [27]. Denne studien er den første til å vurdere
akutte
serum effekten av utholdenhetstrening på prostatakreft cellevekst. I denne studien presenterer vi nye data som viser at serum oppnås direkte etter et anfall av hard trening, til tross for sin mitogen potensial, redusert spredning av prostatakreft tumorceller. Effekten på prostatakreft cellevekst var betydelig både i sammenligninger av bassenger av serum fra 10 personer og i sammenligninger av de individuelle serum parene.
Akutt trening serum hadde ingen apoptotiske effekt på kreftceller. Dette er i kontrast med effekten av kronisk utøvelse serum beskrevet av Barnard et al. hvor apoptose ble indusert gjennom p53-aktivering [16]. I stedet for å indusere apoptose vi funnet at akutt utøvelse serum forandres frekvensen av aktiv DNA-syntese målt ved inkorporering av EDU, noe som indikerer at den inhiberende effekt er først og fremst på tumorcelleformering.
Interessant nok effekt på tumorceller
in vitro
er robust nok til å bli ekstrapolert til
in vivo
situasjon. Treningsserum behandlet LNCaP celler vises i utgangspunktet svekket tumorvekst sammenlignet med LNCaP cellene pre-inkubert i resten serum. Som forventet, virket den hemmende virkning for å være reversibel og gikk tapt når xenografter ble etablert. I tråd med dette, fant vi ingen forskjell i antall prolifererende eller apoptotiske celler når svulster ble høstet.
Fra vekstfaktor array, to faktorer korrelert med veksten data og dukket opp som mulige kandidater til å formidle øvelsen effekt; reduserte nivåer av EGF og økte nivåer av IGFBP-1. EGF er kjent for å stimulere veksten av LNCaP-celler [28]. Økt EGF-reseptor-ekspresjon er funnet i prostata cancer, og er assosiert med dårlig prognose [29]. Forbindelser som hemmer EGF reseptor aktivitet i prostata kreft er for tiden under kliniske studier [30]. EGF er tradisjonelt ansett å bli utgitt i en parakrint mote fra den lokale mikromiljøet og ikke gitt gjennom sirkulasjon. Enten sirkulerende nivåer av EGF er av klinisk relevans for prostatakreft progresjon har, så vidt vi vet, er ikke undersøkt.
IGF bindende proteiner modulerer biotilgjengeligheten av IGF-1 og 2. IGF-1 er kjent for å regulere f.eks celleproliferasjon og apoptose [31] og høye nivåer av sirkulerende IGF-1 har blitt assosiert med øket risiko for prostatakreft [11], [32]. Det har tidligere blitt vist at serum fra langvarige utholdenhets trent individer utøver en inhiberende effekt på LNCaP vekst, tilskrevet lave nivåer av IGF-1 og høye nivåer av IGFBP-1. [16], [33], [34]. I de nevnte, tilsetning av IGFBP-1 til kontrollserum redusert tumorcellevekst i den samme utstrekning som mosjon serum.
I studier av akutt øvelse hos friske individer, og også i prostatakreftpasienter som gjennomgår androgen deprivasjon studier [35], serumnivåer av IL-6, GH og IGF-en økning [21], [22]. I denne studien er det ingen påviselig økning i serum IGF-1. Dette kan være på grunn av en forbigående virkningsmåte som allerede er tilbake til det normale på to timer etter trening, når den aktuelle prøvene er tatt.
Faste tumorer bestå ikke bare av maligne epitelceller. Vekst og progresjon av tumorer er avhengig av en rekke tilhørende celletyper slik som fibroblaster, vaskulære og immunceller. Den aktuelle studien ikke identifisere effekten av trening serum effekt på veksten av fibroblaster. Imidlertid er flere studier for å evaluere effekten av øvelsen på støtterolle av cellene i svulsten mikromiljøet.
De aktuelle data viser en robust virkning av akutt utøvelse på vekst av en etablert prostatakreft-cellelinje. I fremtiden, følge opp studier på det molekylære grunnlaget for de ulike effekter av hvile og mosjon serum på prostatakreft cellevekst er svært motiverte, foreløpige data tyder på at kompensere for lavere nivåer av EGF i innlegget øvelsen serum ved å legge rhEGF delvis reversere den veksthemmende virkning av trening serum (data ikke vist), for derved støtter ideen om at flere faktorer endres ved utøvelse er involvert. Videre analyser av effekten av trening serum på transformasjon av pre-maligne prostata epitelceller ville gi viktig tilleggsinformasjon på seg rollen øvelse i prostata kreftrisiko og progresjon.
I konklusjonen, til tross for frykt for mulig skadelig effekter av akutt trening serum på tumorcellevekst, viser vi at selv kortsiktige effektene ser ut til å legge til den generelle gunstig påvirkning av trening på neoplasi.
Hjelpemiddel Informasjon
Figur S1.
Vekst hemming av prostatakreftceller ved trening serum er ikke formidlet gjennom induksjon av apoptose. A) Flowcytometri av LNCaP celler farget med AnnexinIV og PI, firkanter som gir distinkte undergrupper av levedyktig (lav venstre), nekrotisk (øverst til venstre), tidlig (lav høyre) og sen (øverst til høyre) apoptotiske celler. B) Kvantifisering av total (tidlig apoptotiske + sen apoptotisk) antall av apoptotiske celler etter 24 timers inkubering med hvile og mosjon serum, basert på antall treff i de forskjellige undergrupper som er definert i A). C) Kvantifisering av total (tidlig apoptotiske + sen apoptotisk) antall av apoptotiske celler etter 48 timer inkubasjon med restand utøvelse serum basert på antall treff i de forskjellige undergrupper definert i A)
doi:. 10,1371 /journal.pone. 0067579.s001 product: (PDF)
Figur S2.
Vekst hemming av prostata kreft celler ved trening serum er ikke formidlet gjennom økt serumnivå av kortisol ♮ angir en signifikant (p 0,05). økning i s-kortisol direkte etter trening. Denne økningen har kommet tilbake til normale nivåer i øvelsen serumprøver som brukes i analysen av prostatakreft cellevekst (serum oppnås 2 timer etter trening)
doi:. 10,1371 /journal.pone.0067579.s002 plakater (PDF)
