मेथिलिन ब्लु, टाउ र एमिलोइड: प्रोटिन हटाउने संयन्त्रहरू किन फरक छन्

अल्जाइमर रोगका प्रोटिनमा मेथिलिन ब्लुले के गर्छ भनेर सोध्नुभयो भने, सर्त र सीमासहितका तीन उत्तर सुन्नुपर्ने ठाउँमा तपाईंले एउटा ढुक्कको उत्तर सुन्नुहुनेछ। परीक्षण नलीमा यसले टाउलाई आफैँसँग टाँसिनबाट रोक्छ। मुसाको एउटा मोडेलमा यसले टाउलाई नछोई घुलनशील एमिलोइड घटाउँछ। अर्कोमा यसले एमिलोइड उत्पादन गर्ने इन्जाइमकै गतिविधि घटाउँछ। यी प्रत्येक निष्कर्ष वास्तविक हुन्। तर कुनै पनि पूर्ण चित्र होइन, र यी सबै एउटै जनावरमा एकै समयमा हुँदैनन्। यस लेखले यी तीनलाई छुट्याउँछ, ताकि एउटा प्रयोगको नतिजालाई अर्कोको प्रमाणका रूपमा उद्धृत गर्ने क्रम रोकियोस्।

मेथिलिन ब्लुले कोषभित्र कसरी काम गर्छ भन्ने व्यापक चित्र चाहने पाठकले त्यहाँबाट सुरु गर्नुपर्छ। यीमध्ये कुनै कुराले बिरामीलाई मद्दत गर्‍यो कि गरेन भन्ने जान्न चाहने पाठकले अल्जाइमर रोगका क्लिनिकल अध्ययनको अभिलेख पढ्नुपर्छ; मानव परीक्षणका नतिजा त्यहीँ समेटिएका छन्। यस लेखले त्यो अभिलेख दोहोर्‍याउँदैन।

टाउसम्बन्धी निष्कर्ष एकत्रीकरण परीक्षणसँग सम्बन्धित छ

यी तीनमध्ये सबैभन्दा पुरानो निष्कर्ष न्युरोफाइब्रिलरी गुजुल्टा बनाउने प्रोटिन टाउमाथिको कोषरहित अनुसन्धानबाट आएको हो। टाउ–टाउ बन्धन परीक्षणमा टाउका खण्डहरू जोडिएर जोडीदार सर्पिल तन्तु बन्छन्, र मेथिलिन ब्लुसहितका फेनोथियाजिन रङले कम micromolar सांद्रतामा त्यो गठन रोक्छन्। पछिल्लो जैवरासायनिक अनुसन्धानले यसको रासायनिक व्याख्या दियो: रङले टाउका सिस्टिइन अवशेषलाई अक्सिडाइज गर्छ, जसले एकल-अणु रूपलाई स्थिर बनाउँछ र अन्यथा बढ्ने सूक्ष्म तन्तुलाई दबाउँछ। टाउ एकत्रीकरण रोक्ने भनेर रिपोर्ट गरिएका सांद्रता मोटामोटी एक अङ्कदेखि केही दश micromolar सम्म छन्; त्यसपछि आउने सबै कुराका लागि यो दायरा महत्त्वपूर्ण छ।

यो कस्तो दाबी हो भन्नेमा ध्यान दिनुहोस्। यसले टाउ उत्पादन, जीवित मस्तिष्कमा टाउको फस्फोरिलीकरण वा टाउ हटाउने प्रक्रियाबारे केही भन्दैन। यसले निर्धारित अवस्थामा परीक्षण नलीभित्र अक्सिडाइज भएको रङले टाउलाई तह लागेर जम्मा हुन दिँदैन भन्छ। यो सटीक, सीमित र उपयोगी नतिजा हो। समस्या तब सुरु हुन्छ, जब यसलाई तन्काएर मेथिलिन ब्लुले टाउका रोगजन्य परिवर्तन हटाउँछ भन्ने सामान्य कथन बनाइन्छ, किनभने जनावरबाट प्राप्त तथ्याङ्कले त्यस कथनलाई समर्थन गर्दैनन्।

प्रोटियासोमसम्बन्धी निष्कर्ष 3xTg-AD मुसासँग सम्बन्धित छ, र यसले एमिलोइडलाई टाउबाट अलग देखायो

मापन सूचकहरूमा फरक नतिजा देखाउने सबैभन्दा स्पष्ट प्रयोग अल्जाइमरसँग सम्बन्धित तीन उत्परिवर्तन बोकेका मुसामा गरिएको 16-हप्ते आहार अध्ययन हो। जनावरहरूले छ महिनाको उमेरदेखि मेथिलिन ब्लु मिसाइएको आहार खाए, र अनुसन्धानकर्ताहरूले एकैपटक तीन कुरा मापन गरे: प्रोटियासोम, एमिलोइडको स्तर र टाउ।

प्रोटियासोममा परिवर्तन आयो। काइमोट्रिप्सिन-जस्तो गतिविधि लगभग एक चौथाइ र ट्रिप्सिन-जस्तो गतिविधि लगभग आधाले बढ्यो, जबकि तेस्रो उत्प्रेरकीय गतिविधिमा उल्लेखनीय परिवर्तन भएन। घुलनशील एमिलोइड-बिटा 40 र 42 प्रत्येक लगभग एक चौथाइले घटे। लेखकहरूले यसलाई उत्पादन घटेको नभई हटाउने प्रक्रिया बढेको भनेर व्याख्या गरे, किनभने पूर्वगामी प्रोटिन र त्यसको प्रशोधनबाट बनेका खण्डमा परिवर्तन भएन, र पानीको भूलभुलैयामा गरिएको प्रोब परीक्षणमा सिकाइ र स्मरणशक्ति सुधारिए।

त्यसपछि एकअर्कासँग नमिल्ने नतिजाहरू आए। अघुलनशील एमिलोइडमा परिवर्तन भएन। प्लाक देखाउने रञ्जनमा परिवर्तन भएन। कुल मानव टाउ र थ्रियोनिन 181 मा फस्फोरिलीकरण भएको टाउमा परिवर्तन भएन, र टाउ गलत स्थानमा रहने अवस्थासमेत बदलिएन। माइटोकन्ड्रियासम्बन्धी मापनमा पनि परिवर्तन भएन: साइटोक्रोम-c अक्सिडेज गतिविधि, अक्सिडेज प्रोटिन वा ATP मा उल्लेखनीय प्रभाव देखिएन। त्यसैले यस मोडेलमा, यस प्रयोग-विधिअन्तर्गत, मेथिलिन ब्लुले प्रोटियासोमका तीनमध्ये दुई गतिविधि बढायो, घुलनशील एमिलोइड घटायो र व्यवहारसम्बन्धी एउटा मापनमा सुधार ल्यायो; तर टाउका मापन सूचक, अघुलनशील एमिलोइड र परीक्षण गरिएका माइटोकन्ड्रियाका सूचकलाई यथावत् राख्यो।

एउटा सावधानीले यो निष्कर्षलाई कमजोर होइन, अझ स्पष्ट बनाउँछ। परीक्षण गरिएको उमेरमा यी मुसामा टाउका जमावट अझै विकसित भएका थिएनन्, त्यसैले यस प्रयोगले मेथिलिन ब्लु टाउका गुजुल्टाविरुद्ध असफल हुन्छ भन्ने देखाउन सक्दैन। यसले मापन गरिएका टाउ सूचक नबदलिँदा पनि घुलनशील एमिलोइड घट्न सक्छ भन्ने देखाउँछ। यही विषयलाई चाहिएको नतिजा पनि यही हो: एउटा प्रोटिन बदलियो, अर्को बदलिएन। मेथिलिन ब्लुले प्रोटियासोम सक्रिय गरेर यी दुवै प्रमुख प्रोटिन एकसाथ हटाउँछ भन्ने विश्वास लिएर यहाँ आउनुभएको हो भने, यस अध्ययनले त्यो धारणा सच्याउँछ।

एमिलोइड उत्पादनसम्बन्धी निष्कर्ष वृद्ध PSAPP मुसासँग सम्बन्धित छ, र यो अघिल्लो संयन्त्रसँग बाझिन्छ

फरक अनुसन्धान समूह, फरक मोडेल र प्रक्रियाको सुरुआती चरणका लागि ठीक उल्टो व्याख्या। 15-महिने PSAPP मुसामा नलीबाट पेटमा पदार्थ पुर्‍याएर गरिएको तीन-महिने अध्ययन मा दैनिक 3 mg/kg मुखबाट दिइएको मात्राले मस्तिष्कका विभिन्न क्षेत्रमा प्लाकको भार लगभग एक तिहाइदेखि आधासम्म घटायो र छुट्टै परीक्षणबाट मापन गरिएका ओलिगोमरसमेत एमिलोइडका धेरै अंश घटायो। तर यहाँ प्रस्तावित संयन्त्र छिटो हटाउने प्रक्रिया नभई उत्पादन घट्नु थियो: मस्तिष्कमा BACE1 प्रोटिन घट्यो, त्यसको उत्पादन C99 घट्यो, तर सन्देशवाहक RNA घटेन। यसले जीन अभिव्यक्ति कम भएको भन्दा प्रोटिन तहमा प्रभाव परेको सङ्केत गर्छ।

कोषसम्बन्धी अनुसन्धानले यस व्याख्यालाई अझ बलियो बनायो। पुनःसंयोजित इन्जाइम प्रयोग गरिएको कोषरहित परीक्षणमा मेथिलिन ब्लुले BACE1 लाई प्रत्यक्ष रूपमा अवरुद्ध गर्‍यो। मानव एमिलोइड पूर्वगामी प्रोटिन अभिव्यक्त गर्ने ह्याम्स्टरका अण्डाशय कोषमा 1.56 micromolar जत्तिकै कम सांद्रतामा पनि स्रावित एमिलोइड 40 र 42 घटे, जबकि पूर्वगामी प्रोटिन आफैँ अपरिवर्तित रह्यो। यसलाई अघिल्लो अध्ययनसँग तुलना गर्नुहोस्, जहाँ पूर्वगामी प्रोटिनको प्रशोधनबाट बनेका खण्ड अपरिवर्तित थिए र नतिजाको श्रेय हटाउने प्रक्रियालाई दिइएको थियो। यी दुवैले एउटै सार्वभौमिक संयन्त्र वर्णन गर्न सक्दैनन्, किनभने मोडेल, उमेर, मात्रा, दिने मार्ग र अवधि फरक छन्। मुख्य कुरा यही हो। एमिलोइडमा मेथिलिन ब्लुको प्रभाव एउटा प्रयोग व्यवस्थामा उत्पादनमार्फत र अर्कोमा हटाउने प्रक्रियामार्फत देखिन्छ; प्रयोग व्यवस्था नबताई कुनै पनि निष्कर्ष उद्धृत गर्नु भ्रामक हुन्छ।

एउटै रसायन, धेरै लक्ष्य: सिस्टिइन अक्सिडेसनको कडी

अनुसन्धानको तेस्रो धाराले एउटै रेडक्स रसायन कसरी असम्बन्धित प्रोटिनका प्रसङ्गमा देखिन सक्छ भन्ने व्याख्या गर्छ। क्यास्पेज अवरोधसम्बन्धी एउटा जैवरासायनिक अध्ययन मा मेथिलिन ब्लुले क्यास्पेज-6 को उत्प्रेरकीय सिस्टिइनलाई सल्फेनिक एसिडमा अक्सिडाइज गरेर त्यसलाई निष्क्रिय बनायो। मास स्पेक्ट्रोमेट्रीले यसको पुष्टि गर्‍यो, र आधा-अधिकतम प्रभावको सांद्रता करिब 10.6 micromolar थियो। क्यास्पेज-3 पनि उस्तै सांद्रतामा अवरुद्ध भयो। लेखकहरूले यसलाई टाउसम्बन्धी अनुसन्धानसँग स्पष्ट रूपमा जोडे: टाउलाई एकल-अणु रूपमा राख्न प्रस्ताव गरिएको उही सिस्टिइन-अक्सिडाइज गर्ने रसायनले सिस्टिइन प्रोटिएजलाई निष्क्रिय बनाउन सक्छ, र प्रभावकारी सांद्रताका दायरा एकअर्कासँग मिल्छन्।

यो व्याख्या सुन्दर छ, र यो एउटा चेतावनी पनि हो। सतहमा खुलेका सिस्टिइनलाई अक्सिडाइज गर्ने रेडक्स-सक्रिय अणुले प्रभाव देखाउने कुनै पनि सांद्रतामा एकभन्दा बढी लक्ष्यमा काम गर्नेछ। टाउका जमावट छुट्टिने प्रसङ्ग, क्यास्पेजको प्रसङ्ग र सम्भवतः अन्य प्रसङ्गमा पनि रासायनिक क्रिया एउटै छ, तर त्यसले असर गर्ने प्रोटिन फरक छन्। एउटै क्रिया साझा हुँदैमा यी निष्कर्ष एकअर्काको सट्टा प्रयोग गर्न मिल्दैनन्। यसको अर्थ कुन लक्ष्य महत्त्वपूर्ण हुन्छ भन्ने कुरा मात्रा र सन्दर्भले निर्धारण गर्छन्। साथै, एउटा सिस्टिइन-निर्भर प्रक्रियालाई लक्षित गरेर लामो समयसम्म दिइने मात्राले अन्य प्रक्रियालाई पनि प्रभावित गर्न सक्छ; क्यास्पेज अध्ययनका लेखकहरूले यो विचार प्रत्यक्ष रूपमा उठाएका थिए। मेथिलिन ब्लुको रेडक्स रसायनले आफ्ना लक्ष्य कसरी छान्छ, प्रोटियासोम सक्रियताले अन्य एकत्रित प्रोटिनका लागि के अर्थ राख्छ, र लामो समयसम्म मात्रा दिँदा लक्ष्यहरूको स्वरूप बदलिन्छ कि बदलिँदैन भन्ने सम्बन्धित प्रश्न प्रत्येकलाई छुट्टै चर्चा आवश्यक छ।

मापन सूचकअनुसार संयन्त्र: कुन निष्कर्ष कुन मोडेलसँग सम्बन्धित छ

तालिका पङ्क्ति-पङ्क्ति पढ्नुहोस्, र पाठ स्पष्ट हुन्छ। कुनै पनि एउटै पङ्क्तिमा सबै स्तम्भमा परिवर्तन देखिँदैन। एमिलोइड उत्पादनसम्बन्धी सबैभन्दा बलियो नतिजा प्रोटियासोमको परीक्षण नै नगरेको अध्ययनबाट आउँछ। प्रोटियासोमसम्बन्धी सबैभन्दा बलियो नतिजा पूर्वगामी प्रोटिनको प्रशोधनमा कुनै परिवर्तन नभएको अध्ययनबाट आउँछ। टाउसम्बन्धी नतिजा मुख्यतः परीक्षण नलीमा र लक्षित नभएका इन्जाइमसँग साझा रसायनमा सीमित छ। यी स्तम्भलाई मिसाएर मेथिलिन ब्लुले रोगजन्य प्रोटिनलाई एउटा वर्गका रूपमा हटाउँछ भन्ने एउटै दाबी बनाउने व्यक्ति वास्तवमा कहिल्यै नगरिएको प्रयोगको समीक्षा लेखिरहेको हुन्छ।

यही अनुशासन बिरामीका सन्दर्भमा पनि लागू हुन्छ। यी संयन्त्रको संयुक्त परिणाम क्लिनिकल लाभ हुन्छ कि हुँदैन भन्ने छुट्टै प्रश्न हो, जसका आफ्नै परीक्षण र निष्कर्ष छन्। त्यसको उत्तर यहाँ होइन, अल्जाइमरसम्बन्धी क्लिनिकल प्रमाण अन्तर्गत दिइएको छ।