ಲೇಖನ
ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಮತ್ತು ಆಟೋಫ್ಯಾಜಿ: AMPK, mTOR ಮತ್ತು ನರಕೋಶಗಳ ಪ್ರಯೋಗಗಳು
ನೀವು ಕೋಶಗಳ ಪ್ರಯೋಗವೊಂದನ್ನು ನಡೆಸಿ, ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಸೇರಿಸಿದಾಗ, ನಿಮ್ಮ ಬ್ಲಾಟ್‌ನಲ್ಲಿ LC3-II ಎಂಬ ಪ್ರೋಟೀನ್ ಪಟ್ಟಿಯು ಇನ್ನಷ್ಟು ಗಾಢವಾಗುವುದನ್ನು ನೋಡುತ್ತೀರಿ ಎಂದು ಊಹಿಸಿ. ಈ ಸಂಯುಕ್ತವು "ಆಟೋಫ್ಯಾಜಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ" ಎಂದು ಘೋಷಿಸಿ ಮುಂದುವರಿಯಬೇಕೆನಿಸಬಹುದು. ಆದರೆ ಆ ನಿರ್ಣಯಕ್ಕೆ ಬರುವುದು ಆತುರದ ಕ್ರಮ. ಹೆಚ್ಚು ಗಾಢವಾದ LC3-II ಪಟ್ಟಿಯು ಕೋಶವು ಹೆಚ್ಚು ಸ್ವಚ್ಛತಾ ಕಿರುಚೀಲಗಳನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುತ್ತಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಸೂಚಿಸಬಹುದು; ಅಥವಾ ವಿಲೇವಾರಿ ಹಂತದಲ್ಲಿ ತಡೆ ಉಂಟಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಆ ಕಿರುಚೀಲಗಳು ರಾಶಿಯಾಗುತ್ತಿವೆ ಎಂದೂ ಸೂಚಿಸಬಹುದು. ಈ ಎರಡು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಗಳು ಪರಸ್ಪರ ವಿರುದ್ಧ ದಿಕ್ಕುಗಳನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ. ನರಕೋಶಗಳ ಮೇಲೆ ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಕುರಿತ ಸಂಶೋಧನಾ ಸಾಹಿತ್ಯದಲ್ಲಿ ಎರಡೂ ರೀತಿಯ ಸಾಕ್ಷ್ಯಗಳ ಉದಾಹರಣೆಗಳಿವೆ. ಈ ಲೇಖನವು ಪ್ರತಿ ಪರೀಕ್ಷೆಯಲ್ಲೂ ನಿಜವಾಗಿ ಏನನ್ನು ಅಳೆಯಲಾಯಿತು ಎಂಬುದನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ.
ಇಲ್ಲಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿದ ರೂಪವಾದ ಮ್ಯಾಕ್ರೋಆಟೋಫ್ಯಾಜಿ, ಕೋಶವು ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಮರುಬಳಕೆ ಮಾಡುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ. ಫ್ಯಾಗೋಫೋರ್ ಎಂಬ ಪೊರೆಯ ಚೀಲವು ಹಳಸಿದ ಪ್ರೋಟೀನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಕೋಶಾಂಗಗಳ ಸುತ್ತ ಬೆಳೆಯುತ್ತದೆ, ಮುಚ್ಚಿಕೊಂಡು ಆಟೋಫ್ಯಾಗೋಸೋಮ್ ಆಗುತ್ತದೆ, ಲೈಸೋಸೋಮ್‌ನೊಂದಿಗೆ ವಿಲೀನಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ನಂತರ ಅದರೊಳಗಿನ ವಸ್ತುಗಳು ವಿಘಟಿಸಿ ಮರುಬಳಕೆಗಾಗಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತವೆ. ನರಕೋಶಗಳು ಈ ನಿಯಮಿತ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿವೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಅವು ವಿಭಜನೆಯಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ವಿಭಜನೆಯ ಮೂಲಕ ಹಾನಿಗೊಂಡ ಭಾಗಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಮರುಬಳಕೆ ಸ್ಥಗಿತಗೊಂಡಾಗ ತ್ಯಾಜ್ಯ ಸಂಗ್ರಹವಾಗುತ್ತದೆ. ಅದು ನಡೆಯುತ್ತಿರುವಾಗ ಒತ್ತಡದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲೂ ಕೋಶಕ್ಕೆ ಮರುನಿರ್ಮಾಣಕ್ಕೆ ಬೇಕಾದ ಮೂಲ ಘಟಕಗಳು ದೊರೆಯುತ್ತವೆ.
ಒಂದು ಹಿಪ್ಪೋಕ್ಯಾಂಪಸ್ ಪ್ರಯೋಗ ತೋರಿಸಿದ್ದೇನು
ಪ್ರೇರಣೆಯನ್ನು ಕುರಿತ ಪ್ರಮುಖ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಇಲಿಯ ಹಿಪ್ಪೋಕ್ಯಾಂಪಸ್‌ನ HT22 ಕೋಶಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಯಿತು. 24 ಗಂಟೆಗಳ ಕಾಲ ಸೀರಮ್‌ರಹಿತ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಒಳಪಡಿಸಿ ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಒತ್ತಡ ಉಂಟುಮಾಡಲಾಯಿತು. ಈ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಬೆಳವಣಿಗೆ ಕಾರಕಗಳು ಮತ್ತು ಕೋಶಪೋಷಕ ಸಂಕೇತಗಳು ತೆಗೆದುಹಾಕಲ್ಪಡುತ್ತವೆ; ಇದು ಅಪೋಪ್ಟೋಸಿಸ್ ಮತ್ತು ಆಟೋಫ್ಯಾಜಿ ಎರಡನ್ನೂ ಪ್ರಚೋದಿಸುತ್ತದೆ. ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಪ್ರಮಾಣಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಕೋಶಮರಣವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿತು ಮತ್ತು ಈ ರಕ್ಷಣೆಯ ಜೊತೆಗೆ ಮ್ಯಾಕ್ರೋಆಟೋಫ್ಯಾಜಿಯ ಲಕ್ಷಣಗಳೂ ಕಂಡುಬಂದವು ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ವರದಿ ಮಾಡಿದರು.
ಸೂಚಕಗಳ ಬದಲಾವಣೆಗಳು ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿದ್ದವು. ಸುಮಾರು 20 nM ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂದಿಂದ ಆರಂಭವಾಗಿ, ಹರಡಿದ್ದ LC3B ಬಣ್ಣಗುರುತುಗಳು ಕೇಂದ್ರಕದ ಸುತ್ತಲಿನ ಬಿಂದುರೂಪದ ಗುಚ್ಛಗಳಾಗಿ ಮರುಹಂಚಿಕೆಯಾದವು. LC3-I ಮತ್ತು LC3-II ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಸುಮಾರು 1 μM ನಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಪ್ರಬಲವಾಗಿತ್ತು. LC3B-I ಮತ್ತು LC3B-II ಎರಡೂ ಪ್ರಮಾಣ ಮತ್ತು ಸಮಯಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾದವು. ಮುಖ್ಯವಾಗಿ, ತಂಡವು ಸ್ಥಿರ LC3 ಬ್ಲಾಟ್‌ನಲ್ಲೇ ನಿಲ್ಲದೆ ಇನ್ನೊಂದು ಹಂತಕ್ಕೆ ಹೋಯಿತು. ಲೈಸೋಸೋಮ್ ಮೂಲಕ ವಿಲೇವಾರಿಯನ್ನು ತಡೆಯುವ 10 μM ಕ್ಲೋರೋಕ್ವಿನ್ ಅನ್ನು ಅವರು ಸೇರಿಸಿದರು. ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ನೀಡಿದ ಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿದ LC3-II ಜೊತೆಗೆ ಸ್ಥಿರಗೊಂಡ p62 ಕಂಡುಬಂತು. ಈ ಮಾದರಿಯು ಕೇವಲ ರಾಶಿಯಾಗುವುದಕ್ಕಿಂತ ಲೈಸೋಸೋಮ್ ಅವಲಂಬಿತ ವಿಘಟನೆ ಮತ್ತು ನವೀಕರಣವನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸುತ್ತದೆ. ಕ್ಲೋರೋಕ್ವಿನ್ ಅಪೋಪ್ಟೋಸಿಸ್ ವಿರೋಧಿ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಭಾಗಶಃ ಹಿಮ್ಮೆಟ್ಟಿಸಿತು ಎಂಬುದನ್ನೂ ಅವರು ತೋರಿಸಿದರು. ಈ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ ರಕ್ಷಣೆಯು ಆಟೋಫ್ಯಾಜಿ ಮತ್ತು ಲೈಸೋಸೋಮ್ ಮಾರ್ಗಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಇದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.
ಸಂಕೇತ ಕ್ರಿಯೆಯ ಫಲಿತಾಂಶವನ್ನೇ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ತಪ್ಪಾಗಿ ಉಲ್ಲೇಖಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಫಾಸ್ಫೋರಿಲೀಕೃತ AMPK ಮತ್ತು ಅದರ ಕೆಳಹಂತದ ಗುರಿಯಾದ ಫಾಸ್ಫೋರಿಲೀಕೃತ ACC ಮೂಲಕ ಅಳೆಯಲಾದ AMPK ಸಂಕೇತ ಕ್ರಿಯೆಯು 12 ಮತ್ತು 24 ಗಂಟೆಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಮಾಣಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಯಿತು. ಕೊನೆಯ 4 ಗಂಟೆಗಳಲ್ಲಿ 20 μM ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ನೀಡಲಾದ AMPK ಪ್ರತಿಬಂಧಕ Compound C, ACC ಫಾಸ್ಫೋರಿಲೀಕರಣ ಮತ್ತು LC3 ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವಿಕೆ ಎರಡನ್ನೂ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿತು. ಇದಕ್ಕೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ, ಫಾಸ್ಫೋರಿಲೀಕೃತ mTOR ನಲ್ಲಿ ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಬಹುದಾದ ನಿಗ್ರಹ ಕಂಡುಬರಲಿಲ್ಲ. ಹೀಗಾಗಿ, ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಒಳಗಾದ ಹಿಪ್ಪೋಕ್ಯಾಂಪಸ್ ಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಡ ಫಲಿತಾಂಶವು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ mTOR ಅನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸದಂತೆ ಕಾಣುವ ಮಾರ್ಗದ ಮೂಲಕ ನಡೆದ AMPK-ಸಂಬಂಧಿತ ಪ್ರೇರಣೆಯಾಗಿತ್ತು. ಜೀವಂತ ಇಲಿಗಳಲ್ಲೂ ಇದೇ ಮಾದರಿ ಕಂಡುಬಂತು: ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ನೀಡಿದಾಗ ಕಾರ್ಟೆಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಹಿಪ್ಪೋಕ್ಯಾಂಪಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಮ್ಯಾಕ್ರೋಆಟೋಫ್ಯಾಜಿ ಸೂಚಕಗಳು ಪ್ರೇರಿತವಾದವು.
ಪ್ರೇರಣೆಯು ಪೂರ್ಣಗೊಂಡ ಪ್ರವಾಹವಲ್ಲ
ಇಲ್ಲಿ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಗಳ ನಡುವಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸ ಅತ್ಯಂತ ಮುಖ್ಯ. ಪ್ರೇರಣೆ ಎಂದರೆ ಆರಂಭಿಕ ಹಂತದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಹೆಚ್ಚು ಆಟೋಫ್ಯಾಗೋಸೋಮ್‌ಗಳನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುವುದು. ಪ್ರವಾಹ ಎಂದರೆ ಒಳಗೊಂಡ ವಸ್ತುಗಳು ಸಂಪೂರ್ಣ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಹಾದುಹೋಗುವುದು: ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಿ ಸುತ್ತುವರಿಯುವುದು, ಪಕ್ವಗೊಳ್ಳುವುದು, ಲೈಸೋಸೋಮ್‌ನೊಂದಿಗೆ ವಿಲೀನಗೊಳ್ಳುವುದು, ವಿಘಟಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಮರುಬಳಕೆಯಾಗುವುದು. ಪ್ರವಾಹ ಪರೀಕ್ಷೆಯು ಉಳಿದ ಪಯಣವನ್ನು ದೃಢಪಡಿಸುವವರೆಗೆ, LC3-II ಯ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಹೆಚ್ಚಳವೂ ಪ್ರೇರಣೆಯ ಸೂಚನೆಯಷ್ಟೇ.
ಪ್ರಮಾಣಿತ ಪ್ರವಾಹ ಪರೀಕ್ಷೆಯಲ್ಲಿ ಬ್ಯಾಫಿಲೋಮೈಸಿನ್ A1 ಅಥವಾ ಕ್ಲೋರೋಕ್ವಿನ್‌ನಂತಹ ಅಲ್ಪಾವಧಿಯ ಲೈಸೋಸೋಮ್ ತಡೆಯೊಂದಿಗೆ ಮತ್ತು ತಡೆಯಿಲ್ಲದೆ LC3-II ಅನ್ನು ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ನೀಡಿದ ಸಂಯುಕ್ತವು ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ವೇಗಗೊಳಿಸುತ್ತಿದ್ದರೆ, ನಾಶವಾಗುವಿಕೆಯನ್ನು ತಡೆದಾಗ LC3-II ಇನ್ನಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಬೇಕು. ಟ್ಯಾಂಡಮ್ mCherry-GFP-LC3 ವರದಿಗಾರವು ಎರಡನೇ ದೃಷ್ಟಿಕೋನವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ: ಲೈಸೋಸೋಮ್‌ನೊಂದಿಗೆ ವಿಲೀನಗೊಳ್ಳುವ ಮೊದಲು ರಚನೆಗಳು ಹಳದಿಯಾಗಿ ಹೊಳೆಯುತ್ತವೆ; ಆಮ್ಲವು GFP ಸಂಕೇತವನ್ನು ನಂದಿಸಿದ ನಂತರ ಕೆಂಪಾಗಿ ಮಾತ್ರ ಹೊಳೆಯುತ್ತವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಕೆಂಪಾಗಿ ಮಾತ್ರ ಹೊಳೆಯುವ ಬಿಂದುಗಳ ಹೆಚ್ಚಳವು ಆಮ್ಲೀಯ ಆಟೋಲೈಸೋಸೋಮ್‌ಗಳತ್ತ ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸುತ್ತದೆ. p62 ಪ್ರೋಟೀನ್ ಕಡಿಮೆಯಾಗುವುದು ಒಳಗೊಂಡ ವಸ್ತುಗಳ ವಿಘಟನೆ ಮತ್ತು ನವೀಕರಣಕ್ಕೆ ಪೂರಕ ಸಾಕ್ಷ್ಯವಾಗಬಹುದು. ಆದರೆ p62 ಲಿಪ್ಯಂತರಣವೇ ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬ ಎಚ್ಚರಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ ಅದನ್ನು mRNA ಮಟ್ಟದಲ್ಲೂ ಪರಿಶೀಲಿಸಬೇಕು.
ಕೆಳಗಿನ ಪರಿಶೀಲನಾ ಪಟ್ಟಿಯು ಈ ಸಾಹಿತ್ಯದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾದ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಪರೀಕ್ಷೆ ಏನನ್ನು ಅಳೆಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದೊಂದೇ ಏನನ್ನು ಸಾಬೀತುಪಡಿಸಲಾರದು ಎಂಬುದನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಸೂಚಕಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸುವ ಉಪವಾಸ ಮತ್ತು ದೀರ್ಘಾಯುಷ್ಯದ ವಾದಗಳು ಸೇರಿದಂತೆ, ಭವಿಷ್ಯದ ಯಾವುದೇ ಮ್ಯಾಕ್ರೋಆಟೋಫ್ಯಾಜಿ ಹೇಳಿಕೆಯನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಲು ಓದುಗರು ಇದನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು.
| ಪರೀಕ್ಷೆ | ಅದು ಅಳೆಯುವುದು | ಅದೊಂದೇ ಸಾಬೀತುಪಡಿಸಲಾರದ್ದು |
|---|---|---|
| LC3B-I ಮಟ್ಟ | ಲಿಪಿಡೀಕರಣಕ್ಕೆ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಕೋಶದ್ರವದ ಪೂರ್ವಗಾಮಿ ಸಂಗ್ರಹದ ಗಾತ್ರ | ಆಟೋಫ್ಯಾಜಿ ಚಟುವಟಿಕೆ; ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಮತ್ತು ಸಂಸ್ಕರಣೆಯೂ ಇದನ್ನು ಬದಲಿಸುತ್ತವೆ |
| LC3B-II ಮಟ್ಟ | ಆಟೋಫ್ಯಾಜಿ ರಚನೆಗಳ ಮೇಲೆ ಪೊರೆಗೆ ಬಂಧಿತವಾಗಿರುವ LC3 ಪ್ರಮಾಣ | ಪೂರ್ಣಗೊಂಡ ಪ್ರವಾಹ; ಹೆಚ್ಚಳವು ವೇಗವಾದ ಉತ್ಪಾದನೆ ಅಥವಾ ವಿಲೇವಾರಿಯ ತಡೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸಬಹುದು |
| LC3 ಬಿಂದುಗಳು ಮತ್ತು ಕೇಂದ್ರಕದ ಸುತ್ತ ಒಟ್ಟುಗೂಡುವಿಕೆ | ಕಿರುಚೀಲದ ರಚನೆಗಳೊಳಗೆ LC3 ಮರುಹಂಚಿಕೆಯಾಗುವುದು | ಬದಲಾವಣೆಯ ದಿಕ್ಕು; ಸ್ಥಿರ ಚಿತ್ರಗಳು ವೇಗವರ್ಧನೆ ಮತ್ತು ಸಾಗಣೆಯ ಅಡಚಣೆಯನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲಾರವು |
| ಕ್ಲೋರೋಕ್ವಿನ್ ಅಥವಾ ಬ್ಯಾಫಿಲೋಮೈಸಿನ್ A1 ಇರುವ ಮತ್ತು ಇಲ್ಲದ ಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ LC3-II | ವಿಲೇವಾರಿಯನ್ನು ತಡೆದಾಗಲೂ ಹೊಸ ಆಟೋಫ್ಯಾಗೋಸೋಮ್‌ಗಳು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತಲೇ ಇವೆಯೇ ಎಂಬುದು | ಒಳಗೊಂಡ ವಸ್ತುಗಳ ಸಂಪೂರ್ಣ ವಿಘಟನೆ; ಪ್ರತಿಬಂಧಕಕ್ಕೆ ಅಲ್ಪಾವಧಿಯ, ಸೂಕ್ತಗೊಳಿಸಿದ ಒಡ್ಡಿಕೆ ಅಗತ್ಯ |
| p62 ಪ್ರೋಟೀನ್ ಮಟ್ಟ | ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಆಟೋಲೈಸೋಸೋಮ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ನಾಶವಾಗುವ, ಒಳಗೊಂಡ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸುವ ಅಡಾಪ್ಟರ್‌ನ ವಿಘಟನೆ ಮತ್ತು ನವೀಕರಣ | ಕೇವಲ ಪ್ರವಾಹ; ಒತ್ತಡದ ಮಾರ್ಗಗಳೂ p62 ಲಿಪ್ಯಂತರಣವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತವೆ |
| ಟ್ಯಾಂಡಮ್ mCherry-GFP-LC3 ವರದಿಗಾರ | ಆಮ್ಲೀಯ ಆಟೋಲೈಸೋಸೋಮ್‌ಗಳತ್ತ ಪ್ರಗತಿ (ಹಳದಿಯಿಂದ ಕೆಂಪು ಮಾತ್ರಕ್ಕೆ ಬದಲಾವಣೆ) | ಒಳಗೊಂಡ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಬಗೆಯ ವಸ್ತುವಿನ ಸಂಪೂರ್ಣ ವಿಘಟನೆ |
| ಫಾಸ್ಫೋ-AMPK ಮತ್ತು ಫಾಸ್ಫೋ-ACC | ಶಕ್ತಿಯ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಗುರುತಿಸುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ತೊಡಗಿಸಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ | ಉಳಿವಿನ ಪರಿಣಾಮಕ್ಕೆ ಆಟೋಫ್ಯಾಜಿಯೇ ಕಾರಣ ಎಂಬುದು; AMPK ಅನೇಕ ಚಯಾಪಚಯ ಶಾಖೆಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ |
| ಫಾಸ್ಫೋ-mTOR, p70S6K, 4EBP1 | ಆಟೋಫ್ಯಾಜಿಯನ್ನು ತಡೆಯುವ ಬೆಳವಣಿಗೆ ಸಂಕೇತ ಮಾರ್ಗದ ಚಟುವಟಿಕೆ | ಪ್ರವಾಹ; ಇವು ಆರಂಭಿಕ ಹಂತದ ಅನುಮತಿ ಸಂಕೇತಗಳು, ವಿಲೇವಾರಿಯ ಮಾಪನಗಳಲ್ಲ |
ಈ ಪಟ್ಟಿಯು ತಪ್ಪಿಸುವ ಒಂದು ಪದಪ್ರಯೋಗದ ಬಲೆಯನ್ನು ಗಮನಿಸಿ. ಫಾಸ್ಫೋರಿಲೀಕೃತ ACC ಎಂಬುದು ಕಿಣ್ವ ಚಟುವಟಿಕೆ ಪ್ರತಿಬಂಧಿತವಾದ ರೂಪ. ಅದರ ಹೆಚ್ಚಳವು AMPK ಯ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ACC ಸಕ್ರಿಯಗೊಳ್ಳುವುದನ್ನಲ್ಲ.
"ಮ್ಯಾಕ್ರೋಆಟೋಫ್ಯಾಜಿಯ ಪ್ರತಿಬಂಧವು ನರರಕ್ಷಣೆಯನ್ನು ಇಲ್ಲವಾಗಿಸಿತು" ಎಂಬ ವಾಕ್ಯಕ್ಕೂ ಇದೇ ನಿಖರತೆ ಬೇಕು. HT22 ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ ಇದರ ಅರ್ಥ, ಆಟೋಫ್ಯಾಜಿ ಮತ್ತು ಲೈಸೋಸೋಮ್ ಮಾರ್ಗದಲ್ಲಿ ಹಸ್ತಕ್ಷೇಪ ಮಾಡಿದಾಗ ಸೀರಮ್‌ರಹಿತ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ನೀಡಿದ ಉಳಿವಿನ ಅನುಕೂಲವು ಇಲ್ಲವಾಯಿತು ಎಂಬುದು. ಆ ಪ್ರಯೋಗದ ಪಾತ್ರೆಯಲ್ಲಿ ಆಟೋಫ್ಯಾಜಿ ಅಗತ್ಯವಾಗಿತ್ತು ಅಥವಾ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡುತ್ತಿತ್ತು ಎಂಬುದನ್ನು ಇದು ಬೆಂಬಲಿಸುತ್ತದೆ. ಆಟೋಫ್ಯಾಜಿಯೇ ಈ ಸಂಯುಕ್ತದ ಏಕೈಕ ರಕ್ಷಣಾತ್ಮಕ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನ ಎಂಬುದನ್ನು ಇದು ಸ್ಥಾಪಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಕ್ಲೋರೋಕ್ವಿನ್ ಕೇವಲ ಆಟೋಫ್ಯಾಜಿಯ ಮೂಲಕವೇ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನೂ ಇದು ಸಾಬೀತುಪಡಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಕಾರಣ-ಪರಿಣಾಮದ ಹೇಳಿಕೆಯನ್ನು ಇನ್ನಷ್ಟು ದೃಢಪಡಿಸಲು ATG5, ATG7 ಅಥವಾ ULK1 ಗಳಲ್ಲಿ ಆನುವಂಶಿಕ ಹಸ್ತಕ್ಷೇಪ ಅಗತ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ.
ಒಂದೇ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ಎರಡು ಮಾರ್ಗಗಳು
ಸರಳೀಕೃತ ನಕ್ಷೆಯೊಂದು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಶಕ್ತಿಯ ಒತ್ತಡವು AMPK ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ, AMPK ಯು ULK1 ಸಂಕೀರ್ಣವನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆಟೋಫ್ಯಾಜಿ ಆರಂಭವಾಗುತ್ತದೆ. ಬೆಳವಣಿಗೆ ಕಾರಕಗಳು ಮತ್ತು ಪೋಷಕಾಂಶಗಳು mTORC1 ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತವೆ, mTORC1 ಯು ULK1 ಅನ್ನು ಪ್ರತಿಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆಟೋಫ್ಯಾಜಿ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ULK1 ನ ನಂತರದ ಹಂತದಲ್ಲಿ Beclin-1 ಮತ್ತು VPS34 ಸಂಕೀರ್ಣವು ಫ್ಯಾಗೋಫೋರ್ ರಚನೆಯನ್ನು ಆರಂಭಿಸುತ್ತದೆ, LC3-I ಲಿಪಿಡೀಕರಣಗೊಂಡು LC3-II ಆಗುತ್ತದೆ, ಆಟೋಫ್ಯಾಗೋಸೋಮ್ ಮುಚ್ಚಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಲೈಸೋಸೋಮ್‌ನೊಂದಿಗೆ ವಿಲೀನಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಒಳಗೊಂಡ ವಸ್ತುಗಳು ವಿಘಟಿಸುವುದರ ಜೊತೆಗೆ p62 ಕೂಡ ವಿಘಟನೆ ಮತ್ತು ನವೀಕರಣಕ್ಕೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತದೆ.
ಈ ಚಿತ್ರವು ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂನ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಫಲಿತಾಂಶವನ್ನು ಈ ನಕ್ಷೆಯಲ್ಲಿ ಇರಿಸುತ್ತದೆ: ಹಿಪ್ಪೋಕ್ಯಾಂಪಸ್ ಫಲಿತಾಂಶವನ್ನು AMPK ಶಾಖೆಯ ಪಕ್ಕದಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಪೂರ್ವಗಾಮಿ ಕೋಶಗಳ ಫಲಿತಾಂಶವನ್ನು mTOR ಶಾಖೆಯ ಪಕ್ಕದಲ್ಲಿ.
ಈ ದೃಷ್ಟಿಕೋನವು ಎರಡನೇ Xie ಅಧ್ಯಯನದೊಂದಿಗೆ ಇರುವಂತೆ ತೋರುವ ವೈರುಧ್ಯವನ್ನು ಪರಿಹರಿಸುತ್ತದೆ. ವೃದ್ಧಿಸುತ್ತಿದ್ದ ರ್ಯಾಟ್‌ನ ನರ ಪೂರ್ವಗಾಮಿ ಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ನಡೆದ ಒಂದು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಪ್ರಯೋಗ, 5 μM ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಕೋಶವೃದ್ಧಿಯನ್ನು ಪ್ರತಿಬಂಧಿಸಿ ವಿಶ್ರಾಂತಿ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸಿತು ಎಂದು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿತು. 1 ಮತ್ತು 3 ನೇ ದಿನಗಳಲ್ಲಿ Ki67 ಧನಾತ್ಮಕ ಕೋಶಗಳು ಕಡಿಮೆಯಾದವು; ಆದರೆ ಈಗಾಗಲೇ ನರಕೋಶಗಳಾಗುವ ದಿಕ್ಕಿಗೆ ಬದ್ಧವಾಗಿದ್ದ ಕೋಶಗಳ ವಿಭೇದೀಕರಣ ಅಡ್ಡಿಯಿಲ್ಲದೆ ಮುಂದುವರಿಯಿತು. ಅಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವು ನಿಗ್ರಹಿತ mTOR ಸಂಕೇತ ಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲಕ ಸಾಗಿತು: ಒಟ್ಟು mTOR ಮತ್ತು ಫಾಸ್ಫೋರಿಲೀಕೃತ mTOR ಕಡಿಮೆಯಾಗುವುದರ ಜೊತೆಗೆ p70S6K ಮತ್ತು 4EBP1 ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿ ಕಡಿಮೆಯಾಯಿತು; ಸೈಕ್ಲಿನ್‌ಗಳಾದ E1, B1, D1 ಮತ್ತು D2 ಗಳ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯೂ ಇಳಿಯಿತು. ಪ್ರಮುಖವಾಗಿ ಕಂಡ ಲಕ್ಷಣವು ಪೂರ್ವಗಾಮಿ ಕೋಶಗಳ ವಿಶ್ರಾಂತಿ ಸ್ಥಿತಿಯಾಗಿತ್ತು. ಲೇಖಕರು ಇದನ್ನು ಕೋಶೀಯ ವೃದ್ಧಾಪ್ಯ ವಿಳಂಬವಾಗುವುದರೊಂದಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದರು, ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಒಳಗಾದ ಹಿಪ್ಪೋಕ್ಯಾಂಪಸ್ ಕೋಶಗಳ ರಕ್ಷಣೆಯೊಂದಿಗೆ ಅಲ್ಲ.
ಈ ಎರಡು ಪ್ರಬಂಧಗಳ ನಡುವೆ ವಿರೋಧವಿಲ್ಲ. AMPK ಮತ್ತು mTOR ಸಂದರ್ಭಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಸಂಕೇತಗಳನ್ನು ಒಗ್ಗೂಡಿಸುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು, ಸ್ಥಿರ ಸ್ವಿಚ್‌ಗಳಲ್ಲ. ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಒಳಗಾದ, ನರಕೋಶವನ್ನು ಹೋಲುವ ಕೋಶವು ಅಳೆಯಬಹುದಾದ mTOR ಪ್ರತಿಬಂಧವಿಲ್ಲದೆ AMPK ಅನ್ನು ತೊಡಗಿಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಮೈಟೋಜೆನ್‌ನಿಂದ ಪ್ರೇರಿತವಾದ ಪೂರ್ವಗಾಮಿ ಕೋಶವು ಅದೇ ಸಂಯುಕ್ತಕ್ಕೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಿ mTOR-ಅವಲಂಬಿತ ಬೆಳವಣಿಗೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ನಿಧಾನಗೊಳಿಸಬಹುದು. ಕೋಶದ ವಿಧ, ಒತ್ತಡದ ಸಂದರ್ಭ, ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಅಳತೆಯ ಸಮಯಬಿಂದು ಯಾವ ಶಾಖೆ ಪ್ರಾಬಲ್ಯ ಹೊಂದುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತವೆ. ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂನ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಲ್ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನೂ ಇದೇ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ಪರಿಗಣಿಸಬೇಕಾಗಿರುವುದು ಇದೇ ಕಾರಣಕ್ಕೆ: ನರರಕ್ಷಣೆಯ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳ ವಿಮರ್ಶೆ ವಿವರಿಸುವಂತೆ, ಈ ಸಂಯುಕ್ತವು ಪರ್ಯಾಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವಾಹಕವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ಉತ್ಕರ್ಷಣ ನಿರೋಧಕ ಮತ್ತು ಅಪೋಪ್ಟೋಸಿಸ್ ವಿರೋಧಿ ಸಂಕೇತ ಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ತೊಡಗಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, MAO ಮತ್ತು NOS ಅನ್ನು ಪ್ರತಿಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಜೈವಿಕ ಉತ್ಪತ್ತಿ ಹಾಗೂ ಆಟೋಫ್ಯಾಜಿಯ ಮೂಲಕ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾದ ನವೀಕರಣಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ. ಆಟೋಫ್ಯಾಜಿಯು ಬಹುವಿಧ ಪರಿಣಾಮಗಳ ಒಂದು ಶಾಖೆ ಮಾತ್ರ, ಸಂಪೂರ್ಣ ವಿವರಣೆಯಲ್ಲ.
ಪ್ರಯೋಗಗಳು ತೋರಿಸದಿರುವುದು
ಸೀರಮ್‌ರಹಿತ ಸ್ಥಿತಿಯು ಪ್ರಯೋಗದ ಪಾತ್ರೆಯಲ್ಲಿ ಕೋಶಪೋಷಕ ಮತ್ತು ಚಯಾಪಚಯ ಒತ್ತಡದ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ. ಅದು ಇಡೀ ಜೀವಿಯ ಉಪವಾಸದ ಮಾದರಿಯಲ್ಲ: ಗ್ಲೂಕೋಸ್, ಅಮಿನೋ ಆಮ್ಲಗಳು ಮತ್ತು ಲವಣಗಳು ಮೂಲ ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಉಳಿದಿರುತ್ತವೆ; ಆಹಾರ ಸೇವಿಸುವ ನಡವಳಿಕೆಯೇ ಇರುವುದಿಲ್ಲ. ಕೋಶಸಂವರ್ಧನೆಯಲ್ಲಿ ಬಳಸಿದ 20 nM ನಿಂದ 5 μM ವರೆಗಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರದ ಮೂಲಕ ಮಾನವ ಪ್ರಮಾಣಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಏಕೆಂದರೆ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ, ಪ್ರೋಟೀನ್ ಬಂಧನ, ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಸ್ಥಿತಿ, ಚಯಾಪಚಯ, ಅಂಗಾಂಶಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹವಾಗುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಒಡ್ಡಿಕೆಯ ಅವಧಿ ಎಲ್ಲವೂ ಭಿನ್ನವಾಗಿರುತ್ತವೆ.
ರೋಗಿಗಳಲ್ಲಿ ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಪ್ರೇರಿತ ಆಟೋಫ್ಯಾಜಿ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ತೋರಿಸಲು ಯಾವುದೇ ಮಾನವ ಪ್ರಯೋಗವನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿಲ್ಲ. ಕಾರ್ಯವಿಧಾನದ ಸಾಕ್ಷ್ಯವು ಇನ್ನೂ ಕೋಶೀಯ ಅಧ್ಯಯನಗಳು, ದೇಹದಿಂದ ಹೊರತೆಗೆದ ಅಂಗಾಂಶಗಳ ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರಾಣಿ ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಗೆ ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ. ವಿಮರ್ಶೆಗಳು ಇನ್ನೂ ಮಾನವರಿಗೆ ಅನ್ವಯಿಸುವ ಸಾಕ್ಷ್ಯವನ್ನು ಪ್ರಾಥಮಿಕವೆಂದೇ ವಿವರಿಸುತ್ತವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಉಪವಾಸದ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಮರುಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ, ಆಟೋಫ್ಯಾಜಿಯ ಮೂಲಕ ಮಾನವರ ಆಯುಷ್ಯವನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಮಾನವ ಮೆದುಳಿನಲ್ಲಿ ಆಟೋಫ್ಯಾಜಿ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಪೂರ್ಣಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಈ ಅಧ್ಯಯನಗಳು ತೋರಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಉಪವಾಸವನ್ನು ಅನುಕರಿಸುವಿಕೆ ಮತ್ತು ದೀರ್ಘಾಯುಷ್ಯದ ಹೇಳಿಕೆಗಳಿಗೆ ತಮ್ಮದೇ ಆದ ಕ್ಲಿನಿಕಲ್ ಸಾಕ್ಷ್ಯ ಬೇಕು. ಬೇರೆ ಉದ್ದೇಶಗಳಿಗಾಗಿ ನಡೆಸಿದ ಮಾನವ ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಕೇವಲ ಸಂಬಂಧದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಆಟೋಫ್ಯಾಜಿ ಪ್ರಯೋಗಗಳಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಪೋಷಕಾಂಶಗಳ ಕೊರತೆಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ದೀರ್ಘಾಯುಷ್ಯದ ಮಾದರಿಗಳ ಕುರಿತ ಸಂಶೋಧನೆಯನ್ನು ಈ ಮಿತಿಯನ್ನು ಮನಸ್ಸಿನಲ್ಲಿ ಇಟ್ಟುಕೊಂಡೇ ಓದಬೇಕು.
ಮುಂದೆ ನೀವು ಓದುವ ಪ್ರಬಂಧಕ್ಕೆ ಈ ಪರಿಶೀಲನಾ ಪಟ್ಟಿಯನ್ನು ಕ್ರಮವಾಗಿ ಅನ್ವಯಿಸಿ. ಮೊದಲು ಯಾವ ಶಾಖೆಯಲ್ಲಿ ಬದಲಾವಣೆ ಆಯಿತು ಎಂದು ಕೇಳಿ: AMPK, mTOR ಅಥವಾ ಎರಡೂ ಅಲ್ಲವೇ? ನಂತರ LC3 ಫಲಿತಾಂಶದ ಜೊತೆಗೆ ಪ್ರವಾಹ ಪರೀಕ್ಷೆಯೂ ಇದೆಯೇ ಅಥವಾ ಅದು ಒಂದೇ ಇದೆಯೇ ಎಂದು ಕೇಳಿ. ಬಳಿಕ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ತಡೆದಾಗ ಪ್ರಯೋಜನವು ಇಲ್ಲವಾಯಿತೇ ಮತ್ತು ಯಾವ ವಿಧಾನದಿಂದ ತಡೆಯಲಾಯಿತು ಎಂಬುದನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಿ. ಈ ಮೂರಕ್ಕೂ ಉತ್ತರಿಸುವ ಅಧ್ಯಯನವು ಬಲವಾದ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನದ ಹೇಳಿಕೆಗೆ ಆಧಾರ ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಮೊದಲನೆಯದಕ್ಕೆ ಮಾತ್ರ ಉತ್ತರಿಸುವ ಅಧ್ಯಯನವು ಅನುಮತಿ ಸಂಕೇತವನ್ನಷ್ಟೇ ತೋರಿಸಿದೆ; ಉಳಿದ ಪಯಣದ ನಕ್ಷೆ ಇನ್ನೂ ರೂಪುಗೊಂಡಿಲ್ಲ.