छवि दर्दनाक चोट के बाद मानव मस्तिष्क में निशान ऊतक को दिखाती है। निशान में एसएलआरपी प्रोटीन का जमाव मैजेंटा और सियान में दिखाया गया है। श्रेय: डैनियल वेनर
मनुष्यों सहित स्तनधारियों में, उपचार प्रक्रिया के भाग के रूप में रीढ़ की हड्डी पर चोट लगने के बाद निशान ऊतक बनते हैं। हालाँकि, स्तनधारियों में, इसका एक गंभीर दोष है: निशान ऊतक को फिर से बढ़ने वाली नसों द्वारा प्रवेश नहीं किया जा सकता है। परिणामस्वरूप, कटी हुई नसें पुनर्जीवित नहीं हो पातीं। रीढ़ की हड्डी की चोट के मामले में, इससे स्थायी पक्षाघात हो जाता है।
पिछले अध्ययनों में डेनियल वेहनर ने दिखाया था कि जेब्राफिश निशान जैसा घाव भी बनाती है ऊतक रीढ़ की हड्डी में चोट के बाद. हालाँकि, ज़ेब्राफिश तंत्रिकाओं को पुनर्जीवित करने और पुनः प्राप्त करने में सक्षम हैं मोटर फंक्शन, रीढ़ की हड्डी में गंभीर चोट के बाद भी। वे ऐसा कैसे कर पाते हैं, यह अभी भी कम समझा जा सका है। मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर द साइंस ऑफ लाइट (एमपीएल) में वेहनर और उनकी टीम इसे बदलने की कोशिश कर रही है।
ज़ेब्राफिश, वेहनर के शोध का विषय, मितव्ययी और निश्छल हैं। कशेरुक के रूप में, वे आनुवंशिक रूप से मनुष्यों के समान हैं; मानव रोगों का कारण बनने वाले 80 प्रतिशत से अधिक जीन भी इन मछलियों में पाए जाते हैं। इसके अलावा, जेब्राफिश लार्वा पारदर्शी हैं, जिसका अर्थ है कि ऊतक निर्माण का अध्ययन किया जा सकता है जीवित प्राणी अत्याधुनिक इमेजिंग तकनीकों का उपयोग करते हुए, जिनमें से कुछ एमपीएल में विकसित किए जा रहे हैं।
पिछले वैज्ञानिक कार्य में, वेहनर के अनुसंधान समूह और एर्लांगेन में संस्थान के निदेशक जोचेन गुक के नेतृत्व में जैविक ऑप्टोमैकेनिक्स विभाग के वैज्ञानिकों ने पहले ही दिखाया है कि जैव रासायनिक संरचना और निशान ऊतक के यांत्रिक गुणों के बीच “अवश्य” अंतर होना चाहिए। जेब्राफिश में स्तनधारी और घाव ऊतक। ज़ेब्राफिश में, चोट लगने के बाद रीढ़ की हड्डी के ऊतक सख्त हो जाते हैं, जबकि स्तनधारियों में इसका विपरीत देखा जाता है।
इसके अलावा, वैज्ञानिकों ने पाया कि जेब्राफिश में तंत्रिका फाइबर न केवल घाव के ऊतकों के माध्यम से बढ़ सकते हैं, बल्कि उनका विकास वास्तव में इससे प्रेरित होता है। एक नये अखबार में प्रकाशित जर्नल में प्रकृति संचारटीम ने अब अंतर को समझने में पहेली के एक और टुकड़े की पहचान की है घाव भरने और स्तनधारियों और जेब्राफिश में रीढ़ की हड्डी की पुनर्जीवित होने की संबंधित क्षमता।
<div data-thumb="https://scx1.b-cdn.net/csz/news/tmb/2023/deciphering-the-secret.jpg" data-src="https://scx2.b-cdn.net/gfx/news/hires/2023/deciphering-the-secret.jpg" data-sub-html="Mass spectrometry-based quantitative proteomics reveals changes in ECM composition during zebrafish spinal cord regeneration. ए लार्वा जेब्राफिश में एससीआई के बाद एक्सोनल रिग्रोथ और कार्यात्मक रिकवरी की समयरेखा। मास स्पेक्ट्रोमेट्री (एमएस) विश्लेषण के लिए ऊतक संग्रह के समय बिंदु दर्शाए गए हैं। बी रीढ़ की हड्डी के ट्रांसेक्शन के बाद एक्सोनल रीग्रोथ का समय पाठ्यक्रम। एससीआई के बाद अलग-अलग समय बिंदुओं पर एक ही जानवर दिखाया गया है। धराशायी रेखाएं एमएस विश्लेषण के लिए विच्छेदित ट्रंक क्षेत्र को दर्शाती हैं। दिखाई गई छवियां रीढ़ की हड्डी के घाव स्थल के अधिकतम तीव्रता के अनुमान हैं (पार्श्व दृश्य; रोस्ट्रल बाईं ओर है)। सी–डीमैट्रिसोम प्रोटीन के हीटमैप्स घावों के बीच अंतर प्रचुरता प्रदर्शित करते हैं (1 डीपीएल, सी; 2 डीपीएल, डी) और बिना घाव वाले आयु-मिलान वाले समूह (एन= प्रत्येक प्रायोगिक समूह के लिए 3 स्वतंत्र जैविक प्रतिकृतियाँ)। प्रत्येक स्तंभ एक जैविक प्रतिकृति और प्रत्येक पंक्ति एक प्रोटीन का प्रतिनिधित्व करता है। क्रमपरिवर्तन-आधारित एफडीआर गणना, दो-पूंछ वाले छात्र टी -परीक्षा। तारांकन मैट्रिसोम प्रोटीन को इंगित करते हैं जो दोनों समय बिंदुओं के लिए सामान्य हैं। इ संकेतित जीन की अभिव्यक्ति, विभेदित रूप से विनियमित मैट्रिसोम प्रोटीन के लिए कोडिंग, घाव स्थल में अपग्रेड की जाती है, जैसा कि स्वस्थानी संकरण (आईएसएच; पार्श्व दृश्य; रोस्ट्रल छोड़ दिया गया है) द्वारा निर्धारित किया जाता है। एन≥ प्रत्येक जीन के लिए 9 जानवर। एफ संकेतित जीन की अभिव्यक्ति, विभेदित रूप से विनियमित मैट्रिसोम प्रोटीन के लिए कोडिंग, रीढ़ की हड्डी के स्टंप, इसके तत्काल आसपास, या अत्यधिक अव्यवस्थित घाव कोर (एरोहेड) में पाई जाती है, जैसा कि अनुप्रस्थ ऊतक वर्गों (पृष्ठीय ऊपर) पर प्रतिदीप्ति आईएसएच द्वारा निर्धारित किया जाता है। तारांकन कलाकृतियाँ धुंधला होने का संकेत देते हैं। एन ≥ प्रत्येक जीन के लिए 5 जानवर। ए–एफ स्केल बार: 250 µm (बीशीर्ष), 100 µm (इ), 25 µm (बीनिचला), 20 µm (एफ). घाव के बाद डीपीएल दिन, एफसी गुना परिवर्तन, एफडीआर झूठी खोज दर, var संस्करण। श्रेय: प्रकृति संचार (2023)। डीओआई: 10.1038/एस41467-023-42339-7″>
मास स्पेक्ट्रोमेट्री-आधारित मात्रात्मक प्रोटिओमिक्स जेब्राफिश रीढ़ की हड्डी के पुनर्जनन के दौरान ईसीएम संरचना में परिवर्तन का खुलासा करता है। ए लार्वा जेब्राफिश में एससीआई के बाद एक्सोनल रिग्रोथ और कार्यात्मक रिकवरी की समयरेखा। मास स्पेक्ट्रोमेट्री (एमएस) विश्लेषण के लिए ऊतक संग्रह के समय बिंदु दर्शाए गए हैं। बी रीढ़ की हड्डी के ट्रांसेक्शन के बाद एक्सोनल रीग्रोथ का समय पाठ्यक्रम। एससीआई के बाद अलग-अलग समय बिंदुओं पर एक ही जानवर दिखाया गया है। धराशायी रेखाएं एमएस विश्लेषण के लिए विच्छेदित ट्रंक क्षेत्र को दर्शाती हैं। दिखाई गई छवियां रीढ़ की हड्डी के घाव स्थल के अधिकतम तीव्रता के अनुमान हैं (पार्श्व दृश्य; रोस्ट्रल बाईं ओर है)। सी–डी मैट्रिसोम प्रोटीन के हीटमैप्स घावों के बीच अंतर प्रचुरता प्रदर्शित करते हैं (1 डीपीएल, सी; 2 डीपीएल, डी) और बिना घाव वाले आयु-मिलान वाले समूह (एन= प्रत्येक प्रायोगिक समूह के लिए 3 स्वतंत्र जैविक प्रतिकृतियाँ)। प्रत्येक स्तंभ एक जैविक प्रतिकृति और प्रत्येक पंक्ति एक प्रोटीन का प्रतिनिधित्व करता है। क्रमपरिवर्तन-आधारित एफडीआर गणना, दो-पूंछ वाले छात्र टी-परीक्षा। तारांकन मैट्रिसोम प्रोटीन को इंगित करते हैं जो दोनों समय बिंदुओं के लिए सामान्य हैं। इ संकेतित जीन की अभिव्यक्ति, विभेदित रूप से विनियमित मैट्रिसोम प्रोटीन के लिए कोडिंग, घाव स्थल में अपग्रेड की जाती है, जैसा कि स्वस्थानी संकरण (आईएसएच; पार्श्व दृश्य; रोस्ट्रल छोड़ दिया गया है) द्वारा निर्धारित किया जाता है। एन≥ प्रत्येक जीन के लिए 9 जानवर। एफ संकेतित जीन की अभिव्यक्ति, विभेदित रूप से विनियमित मैट्रिसोम प्रोटीन के लिए कोडिंग, रीढ़ की हड्डी के स्टंप, इसके तत्काल आसपास, या अत्यधिक अव्यवस्थित घाव कोर (एरोहेड) में पाई जाती है, जैसा कि अनुप्रस्थ ऊतक वर्गों (पृष्ठीय ऊपर) पर प्रतिदीप्ति आईएसएच द्वारा निर्धारित किया जाता है। तारांकन कलाकृतियाँ धुंधला होने का संकेत देते हैं। एन≥ प्रत्येक जीन के लिए 5 जानवर। ए–एफ स्केल बार: 250 µm (बीशीर्ष), 100 µm (इ), 25 µm (बीनिचला), 20 µm (एफ). घाव के बाद डीपीएल दिन, एफसी गुना परिवर्तन, एफडीआर झूठी खोज दर, var संस्करण। श्रेय: प्रकृति संचार(2023)। डीओआई: 10.1038/एस41467-023-42339-7
वर्तमान अध्ययन में, वेहनर और उनके सहयोगियों ने नए घटकों को खोजने के लिए चूहे के घाव के ऊतकों की जेब्राफिश से तुलना की जो स्तनधारियों में तंत्रिका पुनर्जनन में हस्तक्षेप कर सकते हैं।
प्रकाशन की प्रथम लेखिका और पीएच.डी. जूलिया कोल्ब बताती हैं, “हम यह पता लगाना चाहते थे कि क्या चूहे के निशान ऊतक में निरोधात्मक प्रोटीन हैं जो जेब्राफिश में मौजूद नहीं हैं।” वेहनर के समूह में छात्र।
वेहनेर, कंवरपाल सिंह के एमपीएल अनुसंधान समूहों और निदेशक गुक के विभाग के बीच एक अंतःविषय सहयोग में, वैज्ञानिक छोटे ल्यूसीन-समृद्ध प्रोटीयोग्लाइकेन्स (एसएलआरपी) के परिवार से संबंधित प्रोटीन की पहचान करने में सक्षम थे, जो निशान में अत्यधिक प्रचुर मात्रा में होते हैं। चूहों, चूहों और मनुष्यों के ऊतक। हालाँकि, ज़ेब्राफिश में रीढ़ की हड्डी की चोट के बाद घाव के ऊतकों में उनका पता लगाना मुश्किल था।
इसके बाद टीम ने जेब्राफिश के घाव के ऊतकों में एसएलआरपी प्रोटीन की प्रचुरता बढ़ाने के लिए अत्याधुनिक आनुवंशिकी का उपयोग किया। परिणाम स्पष्ट था: हेरफेर की गई मछली की पुनर्योजी क्षमता काफी कम हो गई थी और घाव ऊतक के यांत्रिक गुण स्तनधारी निशान ऊतक के समान स्थिति में बदल गए थे।
अनुसंधान समूह के नेता डेनियल वेहनर प्रकाश विज्ञान के लिए मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट में जेब्राफिश का अध्ययन करते हैं। श्रेय: स्टीफ़न स्पैंगेनबर्ग
वेहनर कहते हैं, “यह परिणाम न केवल बेहद रोमांचक है और मनुष्यों और जेब्राफिश के बीच पुनर्योजी क्षमता में अंतर के लिए स्पष्टीकरण प्रदान करता है, बल्कि यह संभावना भी खोलता है कि हम धीरे-धीरे इसके विकास को बेहतर ढंग से समझ सकते हैं।” घाव का निशान स्तनधारियों में. जेब्राफिश इसमें ऐसे कई कारकों का अभाव है जो स्तनधारियों में तंत्रिका पुनर्जनन को रोकते हैं। एमपीएल समूह द्वारा अध्ययन किए गए एसएलआरपी जैसे घटकों को अलग किया जा सकता है और मछली में उनकी क्रिया के तरीके के लिए व्यक्तिगत रूप से परीक्षण किया जा सकता है।”
“इस समझ के साथ, हम नए चिकित्सीय दृष्टिकोण विकसित करने की आशा करते हैं मेरुदंड चोट भविष्य में मनुष्यों में।”
अधिक जानकारी:
जूलिया कोल्ब एट अल, छोटे ल्यूसीन-समृद्ध प्रोटीयोग्लाइकेन्स घाव के वातावरण के संरचनात्मक और यांत्रिक गुणों को संशोधित करके सीएनएस पुनर्जनन को रोकते हैं, प्रकृति संचार(2023)। डीओआई: 10.1038/एस41467-023-42339-7
द्वारा उपलब्ध कराया गया
मैक्स प्लैंक सोसायटी
उद्धरण: प्रोटीन द्वारा रीढ़ की हड्डी के पुनर्जनन प्रोटीन के रहस्यों को समझना (2023, 10 नवंबर) 12 नवंबर 2023 को https://medicalxpress.com/news/2023-11-deciphering-secrets-spinal-cord-regeneration.html से लिया गया।
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2023-11-10 15:29:03
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