PLoS ONE: Virkning af akut arbejde på prostatakræft Cell Growth

abstrakt

Fysisk aktivitet er forbundet med nedsat risiko for flere kræftformer, herunder aggressiv prostatakræft. De mekanismer, der medierer effekten er endnu ikke forstået; blandt kandidaterne er modifikationer af endogene hormon niveauer. Langsigtet øvelse er kendt for at reducere serumniveauer af vækst stimulerende hormoner. I modsætning hertil endokrine virkninger af

akut

udholdenhedstræning omfatter

øget

niveauer af mitogene faktorer såsom GH og IGF-1. Det kan spekuleret på, at forhøjelse af serum vækstfaktorer kan være til skade for prostatakræft progression i malignitet. Tilskyndelsen for den aktuelle undersøgelse er at vurdere virkningen af ​​akut motion serum på prostatakræft cellevækst. Vi har designet en øvelse indgreb, hvor 10 mandlige individer udført 60 minutters cykel motion på stigende intensitet. Serumprøver blev opnået før (hvile serum) og efter afsluttet træning (motion serum). Den etablerede prostatacancer LNCaP blev udsat for udøve eller hvile serum. Motion serum fra 9 ud af 10 individer havde en vækstinhiberende virkning på LNCaP-celler. Inkubation med poolet øvelse serum resulterede i en 31% hæmning af LNCaP vækst og præinkubation før subkutan injektion i SCID-mus forårsagede en forsinkelse i tumordannelse. Serum analyser angivne to mulige kandidater til effekten; forhøjede niveauer af IGFBP-1 og reducerede niveauer af EGF. Som konklusion på trods af frygten for mulige skadelige virkninger af akut motion serum på tumorcellevækst, viser vi, at selv de kortsigtede virkninger synes at tilføje til den samlede gavnlige indflydelse motion på neoplasi

Henvisning:. Rundqvist H, Augsten M, Strömberg A, Rullman E, Mijwel S, Kharaziha P, et al. (2013) Effekt af akut Motion på prostatakræft cellevækst. PLoS ONE 8 (7): e67579. doi: 10,1371 /journal.pone.0067579

Redaktør: Jean-Marc A. Lobaccaro, Clermont Université, Frankrig

Modtaget: August 10, 2012; Accepteret: 23. maj 2013; Udgivet: 5 jul 2013

Copyright: © 2013 Rundqvist et al. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres

Finansiering:. Den nuværende undersøgelsen blev støttet af finansieringen af ​​TG: det svenske Forskningsråd, det svenske nationale Center for Forskning i sport, den svenske lægeforening, KI Foundation og Wallenberg Foundation; AO: den svenske Cancer Society og det svenske forskningsråd herunder støtte til Linné centrum og kræftforskning netværk “. Starget” HR er understøttet af en Post Doc træning tilskud fra den svenske Society of Medical Research. De finansieringskilder havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet

Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser

Introduktion

Prostatakræft er den næsthyppigste kræft diagnosticere hos mænd i verden i dag. De højeste incidensrater findes i de udviklede vestlige lande og er 20 gange højere end incidensrater fundet f.eks i South Central Asien og vestlige Afrika [1]. Forskellen skyldes dels den etablerede brug af PSA-test, men sidst en betydelig indvirkning på livsstilsfaktorer effekter bliver anerkendt [2]. Fysisk aktivitet er en justerbar livsstil faktor forbundet med en reduceret risiko for flere kræftformer, herunder prostatacancer [3].

En nylig metaanalyse omfattende undersøgelser indtil 2012 tyder på, at være fysisk aktiv er associeret med en beskeden, men signifikant reduktion i risikoen for prostatacancer [4]. Desuden studier undersøger fysisk aktivitet i forhold til high-grade prostatakræft og prostatakræft dødeligheden også rapporteret en signifikant risikoreduktion [5] -. [7]

De mekanismer medierer effekten af ​​fysisk aktivitet er ikke endnu forstået, selv om nogle kandidater herunder vægtkontrol, forbedret immuncellefunktion og modifikationer af endogene hormon niveauer såsom leptin, insulin og insulin-lignende vækstfaktor 1 (IGF-1) er blevet fremført [8]. Forhøjede serumniveauer af leptin, insulin og IGF-1 er alle forbundet med høj risiko for prostatakræft forekomst og progression [8] – [12] og langsigtet øvelse er kendt for at reducere serumniveauer af disse og andre endogene hormoner [13] , [14].

serum fra udholdenhed uddannede personer på et lavt fedtindhold, har fiberrig kost vist sig at hæmme væksten af ​​en etableret prostatacancer-cellelinie sammenlignet med kontrolpatienter serum [15]. Nyere undersøgelser fra samme gruppe tyder på, at mekanismen bag effekten er medieret gennem IGF-1-aksen [16].

I modsætning til langsigtet øvelse, de endokrine virkninger af akut udholdenhedstræning omfatter

forøgede Salg niveauer af mitogene faktorer såsom væksthormon (GH) [17], forskellige cytokiner [18], herunder IL-6 [19], [20] og også forøget biotilgængelighed af IGF-1 [21], [22 ].

det kan spekuleret på, at stigning i serum vækstfaktorer induceret af akut motion kan være til skade for prostatakræft progression i malignitet. Incitamentet for den aktuelle undersøgelse er at evaluere effekten af ​​akut motion serum på prostatakræft cellevækst.

Metoder

Etik Statement

Før den menneskelige motion undersøgelse var forsøgsprotokol blev forklaret for alle fag og skrevet, blev opnået informeret samtykke. Undersøgelsen blev godkendt af den etiske komité i Karolinska Institutet (266/01), og var i overensstemmelse med

Helsinki-erklæringen

. Forsøgene dyr blev udført i overensstemmelse med nationale retningslinjer og godkendt af Stockholm North Etisk Udvalg om dyreforsøg (N19 /08), blev gjort alle bestræbelser på at forbedre lidelser tumoren bærende dyr.

Eksperimentel model til Akut øvelsesundersøgelse

Ti raske mandlige forsøgspersoner blev inkluderet i undersøgelsen. Deres median (interval) alder, højde og vægt var 25 (18-37) år, 180 (170-190) cm og 77 (5882) kg. Median (interval) maksimal iltoptagelse (VO2-max) bestemt forud for forsøgene var 3,7 (3,1-4,3) L * min

-1. Øvelsen blev udført på en elektro-dynamisk indlæst cyklus ergo meter. De emner, udført omkring 65 min motion. For første 20 min, fag cyklet ved 60 rpm ved en median (interval) arbejde på 125 (105-148) watt (W), valgt at svare til 50% af VO2-max, hvorefter arbejdet blev forøget til 165 (138-195) W, hvilket svarer til 65% af VO2-max i yderligere 40 min. Teflon katetre blev indsat i både femorale vener og den femorale arterie, på niveau med lyskeligamentet. Blodprøver blev udtaget samtidigt fra den femorale arterie (fa) og den ipsilaterale femorale vene (fv) som beskrevet i [23]. Kort sagt, hvilende prøver og prøver indsamlet 120 min efter afslutningen af ​​øvelsen blev anvendt til yderligere analyser.

Vækst af prostatacancerceller

Vækstrater af cellelinier NIH 3T3 og LNCaP celler, tidligere blev anvendt i Augsten et al [24]; alt enten 2 × 10

3 fibroblaster eller 5 × 10

4 LNCaP-celler blev podet i plader med 96 brønde. Fibroblaster blev dyrket i DMEM suppleret med 5% FCS og enten 5% hvile eller motion serum, hvorimod LNCaP-celler blev dyrket i RPMI 1640 medium suppleret med 5% FCS og enten 5% hvile eller motion serum i 24, 48 og 96 timer. 2 × 10

4 22rv1 og DU145 celler, som tidligere blev anvendt i [25] blev dyrket i RPMI 1640 medium suppleret med 5% FCS og enten 5% hvile eller motion serum i 96 timer. Celleantal blev bestemt ved at fiksere cellerne med 4% PFA i 20 minutter, efterfulgt af inkubation med krystalviolet (Chroma, Stuttgart, Forbundsrepublikken Tyskland) opløsning (0,1%, vægt /volumen, med ethanol 2%, v /v i 0,5 M Tris -C1, pH 7,8; ​​100 pi per brønd) i 20 minutter ved stuetemperatur. Den farvede cellelag blev skyllet grundigt med ledningsvand, lufttørret og inkuberet med SDS-opløsning (0,1%, vægt /volumen, med ethanol 50%, v /v, i 0,5 M Tris-C1, pH 7,8; ​​100 pi per brønd) i 30 minutter ved stuetemperatur. I mellemtiden krystalviolet blev fuldstændig frigivet fra cellerne ud i supernatanten. Supernatanten blev scannet i en DU Series 70 Beckman spektrofotometer (Beckman Coulter, Fullerton, CA, USA) og læse på et fast bølgelængde på 600 nm.

apoptose og proliferationsassays

Omfordeling af plasma membran phosphatidylserin er en markør af apoptose og blev vurderet med annexin-V-fluos farvning kit (Roche Molecular Biochemicals, Mannheim. Tyskland). Kort fortalt, 2 × 10

5 LNCaP-celler blev inkuberet med motion eller hvile serum i 24 og 48 timer, opsamles, vaskes i PBS, pelleteret og resuspenderet i inkubationspuffer (10 mM HEPES /NaOH, pH 7,4, 140 mM NaCl, 5 mM CaCl

2), der indeholder 1% Annexin V og PI. Prøver blev inkuberet i 10 minutter før analyse på en fluorescens-aktiveret cellesorterer (FACS) Calibur flowcytometer (Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ, USA) under anvendelse Cell Quest software (San Jose, CA, USA). For spredning vurdering, klik-iT Edu Microplate Assaykits blev brugt (Invitrogen. Eugene, OR, USA). Kort sagt, blev LNCaP-celler podet i en 96 brønds plade ved 5 × 10

3 celler per brønd og lodes bundfælde natten over. Edu stamopløsning blev fremstillet og fortyndet i motion eller hvile medier ved en arbejdskoncentration på 10 pM, 100 pi suppleret medium blev tilsat til cellerne og fik lov at inkubere i 24 timer. Cellefiksering og mærkning blev udført ifølge producentens protokol. Kvantificering og analyse blev udført på en Victor2 Multilabel Counter (PerkinElmer, Waltham, MA, USA).

xenograftmodel af tumorvækst

xenotransplantattumorer blev dannet ved inkubation af LNCaP-celler i medium suppleret med resten serum eller motion serum i 48 timer og NIH-3T3-celler i medium suppleret med resten serum. Celler blev trypsinbehandlet, resuspenderet i medium og talt med en celletæller (ChemoMetec, Allerød, Danmark). For co-injektions-analyse, 2 × 10

6 LNCaP celler og 0,5 × 10

6 NIH-3T3-celler blev vasket, kombineret, og re-suspenderet i 100 pi kold PBS. Efterfølgende blev 100 pi cellesuspensioner injiceret subkutant i den højre laterale flanke af 7-8 uger gamle, mandlige SCID-mus (stamme CB17sc) fra Taconic, DK, n = 10 pr gruppe. Dyr blev monitoreret dagligt, og tumorstørrelsen målt hver 3-4 dage ved hjælp ekstern skydelære. Eksperimenter blev afsluttet, når individuelle tumorer nåede et volumen på 1 cm

3 eller på dag 49. Tumorer blev udskåret og split før enten fiksering i 4% paraformaldehyd natten over ved 4 ° C efterfulgt af overførsel til 70% ethanol eller lynfrosset i flydende nitrogen.

Analyse af spredning og apoptose i tumorprøver

Vævssnit fra xenograft endpoint tumorer blev de-paraffinized og rehydreret i xylen (3 x 5 min), 99% ethanol (2 × 2 min), 96% ethanol (2 x 5 min), 70% ethanol (1 x 2 min) og derefter vasket i destilleret H2O. For apoptose blev deadend ™ Kolorimetrisk TUNEL System anvendes i overensstemmelse med producentens anvisninger (Promega Corporation, Madison, WI, USA). Til vurdering af proliferation blev der anvendt en PCNA histokemi tilgang; antigen-genvinding blev udført i 2 fulde racks af lysbilleder, kogt i en mikrobølgeovn 2 × 7 minutter ved 650W i 10 mM citronsyre, pH 6,0. Sektionerne blev derefter efterladt til afkøling i mindst 30 minutter, inden de blev vasket i PBS med 0,1% Tween-20 (PBT). Endogen peroxidaseaktivitet blev standset ved inkubation i PBT indeholdende 3% H

2O

2 i 10 min, derefter vasket i PBT (3 x 5 min). Objektglas blev blokeret i 20% gedeserum fortyndet i PBT i 30 minutter og inkuberet natten over ved 4 ° C med PCNA-antistof (M0879 klon PC10, Dako Cytomation, (Dako Nordic A /S, Glostrup, Danmark) fortyndet 1:100 i 20% gedeserum fortyndet i PBT. efter vask i PBT, objektglas blev inkuberet med biotinyleret gede-anti-muse-antistof (E0432, 1:500, Dako Cytomation) i 45 minutter ved stuetemperatur efter inkubation med ABC-kittet (SK6100, Vectastain ABC-HRP, vector Laboratories, Burlingame, CA, USA) i 45 min efter vask i PBT. signalet blev udviklet ved hjælp af diaminobenzidin hydrochlorid, DAB (SK4100, vector Laboratories), og §§ blev mod- farvet med Mayers Heamatoxylin (Histolab Products AB, Göteborg, Sverige ), efterfulgt af vask i H

2O, dehydrering i ethanol (70% -95% -99%) og xylen. objektglassene blev derefter monteret med Mountex mounting medium. Billeder fra 5 forskellige, tilfældigt udvalgte vision-felter pr tumor blev taget, og antallet af PCNA eller tunnel positive strukturer blev analyseret med ImageJ software.

serum Analyse

Pools motion serum fra 10 personer og tilsvarende hvile serum blev analyseret med et humant protein vækstfaktor matrix kit (RayBiotech, Norcross, GA, USA). 200 pi poolet motion og hvile serum blev fortyndet med 1 × blokerende serum (leveret med kittet), mens membranerne blev blokeret i 1 time i samme blokerende buffer. 1 ml fortyndet serum blev tilsat og inkuberet ved stuetemperatur i 2 timer. Membranerne blev derefter analyseret ifølge fabrikantens instruktioner. Chemiluminiscens detektion skete på ImageQuant LAS 4000 (GE Healthcare, Buckinghamshire, UK). Density af individuelle pletter blev kvantificeret med Image J software. Individuelle serumkoncentrationer af EGF og IGFBP1 blev bestemt under anvendelse af et sandwich-enzymkoblet immunassay (ELISA; Abcam, Cambridge, UK) ifølge producentens anvisninger. De minimale detekterbare niveauer af disse kits var 0,82 pg /ml for EGF og 2,74 pg /ml for IGFBP1.

Statistik

t-test blev anvendt til at sammenligne virkningerne af præ-øvelse serum med virkningerne af post motion serum. En tovejs ANOVA blev anvendt til at sammenligne tumorvækst mellem de to grupper. Planlagt sammenligning blev brugt (dvs. post hoc test) for at identificere signifikante interaktioner i ANOVA model. Forskelle blev betragtet som signifikante ved p 0,05. Medmindre andet er angivet, er data præsenteret som gennemsnit ± SEM.

Resultater

Exercise Serum Reducer Vækst af en prostatakræft Cell Linje

in vitro

Til undersøge effekten af ​​akut motion på prostatakræft cellevækst vi designet en øvelse indgreb, hvor 10 mandlige individer udført 60 minutter af to-benede cykel motion på stigende intensitet. Gennem femoral kateterisering blev opnået både arterielle og venøse blod og serum blev ekstraheret. Da vi fat på spørgsmålet om systemiske virkninger, arteriel serum taget før (hvile serum) og efter træning (træning serum) blev anvendt til analyserne. Den etablerede LNCaP blev valgt som en prostatakræft model baseret på dens naive p53 aktivitet og moderat tumordannelse kapacitet, således at der en fremmende eller inhiberende virkning at rage. Tumoren bæreevne LNCaP-celler kan forøges ved co-injektion af stromale celler, fx NIH3T3 fibroblaster [26]. Både LNCaP og NIH3T3 celler blev inkuberet i 48 timer

in vitro,

i medier suppleret med hvile eller motion serum fra de 10 individer hver for sig.

Exercise serum fra 9 ud af 10 personer havde en vækst inhiberende virkning på LNCaP-celler efter 48 timers inkubation (figur 1A og B) sammenlignet med inkubering med den tilsvarende resten serum. Vækst af NIH3T3-celler blev forøget med 5 individuelle motion sera og reduceres med 5 (figur 1C og D). Inkubation af LNCaP-celler med poolet øvelse serum fra 10 individer i 96 timer resulterede i en 31% inhibering af tumorcellevækst (p 0,05) (figur 2A, top panel) sammenlignet med inkubering med en pulje af resten serum. Effekten på prostatacancerceller blev valideret i yderligere to lave maligne prostata cancer cellelinjer, DU145 og 22rv1. Vækst af Du 145 blev reduceret væsentligt efter 96 timers eksponering for udøve serum viste 22rv1 en tendens til reduceret vækst. NIH3T3 celler voksede lige så godt i puljer af motion og hvile serum (figur 2A, nederste panel).

A) Effekt på LNCaP celler inkuberet i 48 timer med hvile (hvile) og motion serum (øvelse) fra 10 personer separat. B) Virkning af de 10 individuelle sera på NIH3T3 celler. Data viser alle personer separat (venstre panel), og som gennemsnit ± SEM. au (arbitrære enheder). π betegner en signifikant (p ≤ 0,05) forskel mellem inkubering med hvile og motion serum.

A) Effekt af 24, 48 og 96 timers inkubation med normalt medium suppleret med 10% FCS (normal), medier suppleret med en pulje af humant serum fra 10 hvilende individer (resten) eller serum fra de samme individer efter en enkelt gang gymnastik (motion) på væksten af ​​prostatacancer LNCaP. B) Virkning af inkubation under de samme betingelser som i A) på væksten af ​​musen fibroblast cellelinje NIH3T3. C) Effekt af 96 timer inkubation med respektive serum på prostatakræft-cellelinier 22rv1 og DU145. Dataene er angivet som middelværdi ± SEM. au (arbitrære enheder). π betegner en signifikant (p ≤ 0,05) forskel mellem inkubation med hvile og motion serum.

Således data viser, at inkubation med motion serum ikke øge væksten af ​​prostatakræft celler

in vitro

, men snarere havde en konsistent væksthæmmende virkning sammenlignet med serum fra det samme individ i hvile. Effekten blev fundet i analyserne af de enkelte sera samt ved sammenligning en pulje af motion serum til en pulje af hvile serum. Motion serum viste ingen vækstfremmende eller inhiberende virkning på NIH3T3-fibroblaster, hvilket antyder, at effekten af ​​motion serum er specifikt for cancerceller og ikke vækstinhiberende på dyrkede celler i almindelighed (figur 1B og 2B).

øvelse serum Reducerer tumorcellevækst ved inhibering af proliferation

for at analysere, om den vækstinhiberende virkning af motion serum på LNCaP-prostatacancerceller skyldes øget apoptose og /eller nedsat proliferation, AnnexinV /PI flow FACS (figur S1A) og en edu inkorporering assay blev anvendt.

Vurdering af apoptose efter 24 og 48 timer inkubationer viste, at den del af apoptotiske celler der ingen forskel på LNCaP-celler inkuberet med motion serum og celler inkuberet med hvile serum (figur S1B og S1c ). Men analyser af proliferation viste, at edu inkorporering blev signifikant reduceret i celler inkuberet med motion serum i 24 timer (figur 3).

edu inkorporering i LNCaP-celler udsat for normal, hvile og motion serum i 24 timer. Dataene er angivet som middelværdi ± SEM for 4 sammenhængende eksperimenter. au (arbitrære enheder). π betegner en signifikant (p ≤ 0,05) forskel mellem inkubation med hvile og motion serum.

Disse data indikerer, at den reducerede vækst i respons på akut motion serum skyldes hæmning af spredning snarere end stimulering af apoptose og at effekten er til stede allerede efter 24 timers inkubation selvom betydeligt manifesteret i væksten assay efter 96 timer.

Pre-inkubation med Trænings Serum Forsinkelser

in vivo

Tumor Formation

Vi ønskede at teste, om præ-inkubering med motion serum ville påvirke tumorvækst i LNCaP celler

in vivo

. LNCaP-celler alene har begrænset tumor-dannende evne, når det injiceres subkutant. Men deres tumor understøttende kapacitet kan forøges markant ved co-injektion af stromale celler, såsom NIH3T3-fibroblaster [26].

LNCaP og NIH3T3-celler blev inkuberet i 48 timer

in vitro Salg i medium suppleret med hvile eller motion serum fra de 10 individer, og derefter co-injicerede (04:01) subkutant i SCID-mus. Mus injiceret med motion serum inkuberet LNCaP-celler viste ingen tumorincidensen på dag 14 efter injektion, mens kontrol tumorer fra hvile serum viste 20% forekomst (figur 4A og B). Forsinkelsen i tumordannelse varet hele forsøget og tumorvækstkurver var signifikant forskellige mellem de to grupper (figur 4A og C). Men når tumorerne var etableret der syntes at være nogen forskel i vækstraten.

2 × 10

6 LNCaP celler inkuberet i 48 timer i enten hvile serum eller motion serum blev co-injiceret med NIH3T3 celler (04:01) subkutant i SCID-mus. A) Tumor vækstkurver celler præinkuberet med hvile og motion serum henholdsvis. Signifikant (p ≤ 0,05) forskelle er angivet med π. n = 10 dyr pr. B) Tumorhyppigheden (procent af mus, der bærer tumorer) på dag 14 i hvile og motion gruppe. C) Scatter plot af tumorvolumen i hvile og motion gruppe på dag 34 efter injektion. D) prolifererende celler i tumorer efter eksperimentel endepunkt vurderet ved ekspression af prolifererende cellekerneantigen (PCNA). E) Apoptotiske celler i tumorer efter eksperimentel endpoint, vurderet af Tunel farvninger. For D) og E) data er nr af positive celler pr felt, vist som gennemsnit ± SEM.

For at bekræfte den opfattelse, at tumorer voksede lige godt, når de blev etableret, vi analyserede tumorer fra både grupper for spredning og apoptose.

Hele tumor prøver blev høstet og fikseret ved endepunktet af

in vivo

eksperiment og analyseret for apoptose ved at se på DNA-fragmentering. Proliferation blev vurderet ved immunohistokemisk farvning for prolifererende cellekerneantigen (PCNA) ekspression.

Der var ingen signifikant forskel mellem grupperne ved slutningen af ​​

in vivo

forsøg vedrørende enten proliferation ( figur 4D) eller apoptose (figur 4E).

data støtter den opfattelse, at den oprindelige

in vivo

effekt af præ-inkubation med motion serum, er tabt over tid. Dette er sandsynligvis fordi udøvelsen stimulus er fraværende, når cellerne er injiceret i mus. Men tilsammen data tyder på, at effekten af ​​motion serum på tumorceller

in vitro

kan oversættes til

in vivo

situation.

EGF og IGFBP-1 er Kandidater til udøvelse den hæmmende virkning af motion serum

for at identificere kandidat faktorer er ansvarlige for væksthæmning set med motion serum vi brugte en vækstfaktor proteinarray tilgang. Toogfyrre vækstfaktorer og cytokiner blev analyseret i multiplex og vist som motion serum /hvile serum-forhold (figur 5A). Desuden blev analyseret serumniveauer af cortisol.

A) Analyse af vækstfaktor indhold i hvile og motion serum under anvendelse af en vækstfaktor-array tilgang. B) Rest /motion serum-forhold på 42 vækstfaktorer og cytokiner, analyseret i multiplex. C) ELISA-analyse af individuelle (venstre panel) og gennemsnit (højre panel) niveauer af serum EGF i hvile og motion serum, n = 9. D) ELISA-analyse af individuelle (venstre panel) og gennemsnit (højre panel) niveauer af serum IGFBP -1 i hvile og motion serum, n = 10. data præsenteres som individuelle niveauer eller gennemsnit ± SEM. π betegner en signifikant (p ≤ 0,05) forskel mellem inkubation med hvile og motion serum.

Data bragt ud to uafhængige kandidater. Epidermal vækstfaktor (EGF), var den faktor, der viser de laveste niveauer i udøvelsen serum sammenlignet med resten serum (figur 5B). Faktoren med de højeste niveauer i motion serum sammenlignet med resten serum var Insulin vækstfaktor bindende protein 1 (IGFBP-1) (figur 5B). IGFBP-1 viste en stigning på 35% i forhold til serum taget før motion, EGF viser 18% lavere niveauer efter træning. For at validere disse resultater, blev ELISA kørt på individuelle prøver. I ELISA-analyse var IGFBP-1-niveauer op med ca. 4,6 gange, i en meget signifikant måde (figur 5D), mens EGF-niveauer blev reduceret med 43% (figur 5C). Desuden cortisol niveauer steg under træning (60 minutter tidspunkt), men var vendt tilbage til pre-øvelse niveauer, når øvelsen serum blev høstet (figur S2A).

Både EGF og IGF-1 er knyttet til prostatakræft risiko. Biotilgængelighed af IGF-1 er afhængig af den overflod af dets bindende proteiner, IGFBP1-6.

Discussion

Prostatacancer udvikler sig over en længere periode med tidlige PIN-læsioner som måske eller måske ikke fremskridt i prostatacancer. Det antages, at denne overgang fra godartet hyperplasi til malign carcinoma påvirkes af livsstilsfaktorer. Tidligere undersøgelser tyder på, at serum fra personer, der har været aktive over lange perioder, kan udøve en hæmmende virkning på prostata tumorcellevækst

in vitro

[27]. Den foreliggende undersøgelse er den første til at evaluere

akutte Salg serum effekter af udholdenhedstræning på prostatakræft cellevækst. I den aktuelle undersøgelse præsenterer vi hidtil ukendte data, der viser at serum opnået direkte efter et anfald af anstrengende motion, trods dens mitogene potentiale, reduceret proliferation af prostatacancer tumorceller. Virkningen på prostatakræft cellevækst var signifikant både i sammenligninger af pools af serum fra 10 individer, og i sammenligning af de enkelte serumpar.

Akut øvelse serum ikke havde nogen apoptotisk virkning på tumorcellerne. Dette er i modsætning til virkningen af ​​kronisk motion serum beskrevet af Barnard et al. hvor apoptose blev induceret gennem p53 aktivering [16]. Snarere end at inducere apoptose vi fandt, at akut motion serum ændret hastigheden af ​​aktiv DNA-syntese målt ved inkorporering af edu, hvilket indikerer, at den inhibitoriske virkning er primært på tumorcelleproliferation.

Interessant, effekten på tumorceller

in vitro

er robust nok til at ekstrapoleres til

in vivo

situation. Motion serum-behandlede LNCaP-celler oprindeligt viste nedsat tumorvækst sammenlignet med LNCaP-celler præinkuberet i hvile serum. Som man kunne forvente, den inhiberende virkning syntes at være reversibel og blev tabt, når xenotransplantater blev etableret. I tråd med dette, fandt vi ingen forskel i antallet af prolifererende eller apoptotiske celler, når tumorer blev høstet.

Fra vækstfaktor array, to faktorer korreleret til de væksttal og opstod som mulige kandidater til at formidle øvelsen effekt; reducerede niveauer af EGF og forhøjede niveauer af IGFBP-1. EGF er kendt for at stimulere væksten af ​​LNCaP-celler [28]. Forøget EGF-receptor-ekspression er fundet i prostatakræft og er forbundet med dårlig prognose [29]. Forbindelser, der inhiberer EGF-receptor-aktivitet i prostatacancer gennemgår i øjeblikket kliniske forsøg [30]. EGF er traditionelt anses for at blive frigivet i en parakrin måde fra det lokale mikromiljø og ikke leveres gennem cirkulation. Hvorvidt cirkulerende niveauer af EGF er af klinisk relevans for prostatakræft progression har, så vidt vi ved, ikke blevet undersøgt.

IGF-bindende proteiner modulerer biotilgængeligheden af ​​IGF-1 og 2. IGF-1 er kendt for at regulere f.eks celleproliferation og apoptose [31] og høje niveauer af cirkulerende IGF-1 er blevet associeret med øget risiko prostatacancer [11], [32]. Det er tidligere blevet vist, at serum fra langsigtede udholdenhed uddannede personer udøver en hæmmende virkning på LNCaP vækst, tilskrives lave niveauer af IGF-1 og høje niveauer af IGFBP-1. [16], [33], [34]. I de nævnte, tilsætning af IGFBP-1 til kontrolserummet reduceret tumorcellevækst i samme omfang som motion serum.

I undersøgelser af akut arbejde i raske individer, og også i prostatacancerpatienter undergår androgendeprivation undersøgelser [35], serumniveauer af IL-6, GH og IGF-1 stigning [21], [22]. I den aktuelle undersøgelse er der ingen påviselig stigning i serum IGF-1. Dette kan skyldes en forbigående virkningsmekanisme, der allerede er tilbage til det normale ved to timer efter træning, når de nuværende prøver taget.

Solide tumorer består ikke kun af maligne epitelceller. Vækst og progression af tumorer er afhængig af en række associerede celletyper såsom fibroblaster, vaskulære og immunceller. Den aktuelle undersøgelse ikke identificere effekter af motion serum effekt på væksten af ​​fibroblaster. Der er dog behov for flere undersøgelser for at evaluere effekten af ​​motion på den støttende rolle cellerne i tumor mikromiljø.

De aktuelle data viser en robust effekt af akut motion på væksten af ​​en etableret prostatakræft cellelinie. I fremtiden, opfølgning undersøgelser på det molekylære grundlag for forskellige virkninger af hvile og motion serum på prostatakræft cellevækst er stærkt motiverede, foreløbige data tyder på, at kompensere for de lavere niveauer af EGF i post motion serum ved at tilføje rhEGF delvis omvendt den væksthæmmende virkning af motion serum (data ikke vist) og dermed understøtte tanken om, at flere faktorer ændres ved motion er involveret. Desuden analyser af effekten af ​​motion serum på transformation af præmaligne prostata epitelceller vil give vigtige yderligere oplysninger om den rolle, øvelse i prostatakræft risiko og progression.

Som konklusion på trods af frygten for mulige skadelige virkninger af akut motion serum på tumorcellevækst, vi viser, at selv kortsigtede virkninger synes at tilføje til den samlede gavnlige indflydelse af motion på neoplasi.

Støtte Information

Figur S1.

Vækst hæmning af prostata cancer celler ved motion serum ikke medieret gennem induktion af apoptose. A) Flowcytometri af LNCaP celler farvet med AnnexinIV og PI, torve giver distinkte undergrupper af levedygtige (lav til venstre), nekrotisk (øverst til venstre), tidlig (lav højre) og sent (øverst til højre) apoptotiske celler. B) Kvantificering af total (tidlig apoptotisk + sen apoptotiske) antal apoptotiske celler efter 24 timers inkubation med hvile og motion serum, baseret på antallet af hits i de forskellige undersæt defineret i a). C) Kvantificering af den samlede (tidlig apoptotisk + sen apoptotiske) antal apoptotiske celler efter 48 timers inkubation med restand øvelse serum baseret på antallet af hits i de forskellige delmængder defineret i A)

doi:. 10,1371 /journal.pone. 0067579.s001

(PDF)

figur S2.

vækstinhibering af prostatacancerceller ved udnyttelse serum medieres ikke gennem øgede serumniveauer af cortisol ♮ betegner en signifikant (p 0,05). stigning i s-kortisol direkte efter træning. Denne stigning er vendt tilbage til normale niveauer i øvelse serumprøver, der anvendes i analysen af ​​prostatakræft cellevækst (serum opnået 2 timer efter motion)

doi:. 10,1371 /journal.pone.0067579.s002

(PDF)