آرٽيڪل
ميٿيلين بلو ۽ فيروپٽوسس: لوهه، لپڊ پرآڪسائيڊيشن، ۽ خلين جو موت
فيروپٽوسس جھليءَ جي نقصان سبب خلي جو موت آهي. جھلين ۾ موجود گهڻن اڻسير ٿيل بندن واريون چرٻيون هڪ زنجيري ردعمل ۾ آڪسائيڊ ٿين ٿيون، جھلي ڪم ڪرڻ ڇڏي ڏئي ٿي، ۽ خلو مري وڃي ٿو. هن ڪيميائي عمل لاءِ لوهه ضروري آهي. اهو جملو ئي سڄو تصور آهي، ۽ هن مضمون ۾ هر ڳالهه ان جي ڪنهن هڪ حصي جي جاچ آهي.
هتي سوال وڌيڪ محدود آهي: خلين تي ڪيل تجربن ۾ ميٿيلين بلو ان سلسلي تي ڪهڙو اثر وجهي ٿو، ۽ اهو نتيجو اصل ۾ ڇا ڏيکاري ٿو؟ مختصر جواب اهو آهي ته ٻن ليبارٽري مطالعي ۾ نينومولر ميٿيلين بلو مائيٽوڪانڊريا جي لپڊ پرآڪسائيڊيشن گهٽائي ۽ اهڙن محرڪن کان پوءِ به خلين کي زنده رکيو، جيڪي ٻي صورت ۾ فيروپٽوسس جو سبب بڻجن ٿا. ڊگهو جواب وڌيڪ اهم آهي، ڇاڪاڻتہ سلسلي جي هر ڪڙي کي هڪ مختلف مداخلت سان آزمايو ويو، ۽ هر مداخلت جون حدون آهن.
هڪ پيراگراف ۾ فيروپٽوسس
جھليءَ جي اهڙي فاسفولپڊ ۾، جنهن سان گهڻن اڻسير ٿيل بندن واري فيٽي ايسڊ جي پڇڙي لڳل هجي، هڪ ڪمزور جاءِ هوندي آهي: هائيڊروجن جا اهڙا ائٽم جيڪي آسانيءَ سان کسي سگهجن ٿا. جڏهن ڪو ريڊيڪل انهن مان هڪ کسي ٿو، تڏهن آڪسيجن لپڊ سان ڳنڍجي ٿي، لپڊ پيرآڪسيل ريڊيڪل ٺهي ٿو، ۽ اهو ريڊيڪل ايندڙ لپڊ مان هائيڊروجن کسي ٿو. ردعمل جھليءَ ۾ اڳتي پکڙجي ٿو، جيستائين ڪا شيءِ ان کي روڪي.
ان کي روڪڻ وارو مکيه عامل GPX4 نالي هڪ اينزائم آهي، جيڪو گلوٽاٿائيون استعمال ڪري لپڊ پيروآڪسائيڊن کي بي ضرر لپڊ الڪوحلن ۾ تبديل ڪري ٿو. ليبارٽري جا محرڪ هن دفاع تي مقرر هنڌن تي حملو ڪن ٿا. ايراسٽن، سسٽم xc-minus ذريعي سسٽين جي اندر اچڻ کي روڪي ٿو، جنهن سان خلي کي گلوٽاٿائيون ٺاهڻ لاءِ گهربل سسٽئين نٿي ملي. بيوٿيونين سلفوڪسيمين سڌو سنئون گلوٽاٿائيون جي ٺهڻ کي روڪي ٿو. RSL3 خود GPX4 جي عمل کي روڪي ٿو. ٽئي پيروآڪسائيڊن کي ختم ٿيڻ کان بچائي ڇڏين ٿا، پر اهي مختلف مرحلن تي ائين ڪن ٿا، تنهنڪري هڪ محرڪ سان مليل نتيجو پاڻمرادو ٻين تي لاڳو نٿو ٿئي.
فيروپٽوسس پنهنجي سڃاڻپ ڪندڙ خاصيتن ۾ اپوپٽوسس کان مختلف آهي. ان ۾ نه ڪيسپيس جو سلسلو هوندو آهي ۽ نه اپوپٽوٽڪ جسمڪا. ڊيفيروڪسامين جهڙا لوهه کي ٻڌندڙ چيليٽر ۽ فيروسٽيٽن-1 جهڙا ريڊيڪلن کي پڪڙيندڙ مادا ان کي دٻائين ٿا؛ محقق انهيءَ عملي جاچ جي بنياد تي ڪنهن موت کي رڳو نيڪروٽڪ بدران فيروپٽوٽڪ چون ٿا. ضابطي هيٺ ٿيندڙ خلوي موت جي رستن جو وسيع جائزو هن فرق کي پسمنظر ڏئي ٿو، ۽ خليا آسانيءَ سان ردعمل ڪندڙ لوهه کي ڪيئن سنڀالين ٿا، اهو سمجهائي ٿو ته چيليشن ڇو ايترو فيصلائتو ڪنٽرول آهي.
مائيٽوڪانڊريا ڪٿي شامل ٿين ٿا، ۽ ان تي اختلاف ڇو هو
شروعاتي ڪم ۾ ٻڌايو ويو ته مائيٽوڪانڊريائي DNA کان سواءِ خليا به فيروپٽوسس مان گذرن ٿا، جنهن مان اشارو مليو ته مائيٽوڪانڊريا لازمي نه آهن. بعد واري ڪم ۾ معلوم ٿيو ته مائيٽوڪانڊريا گهٽائڻ يا خلوي تنفس روڪڻ سان سسٽئين جي کوٽ سبب ٿيندڙ فيروپٽوسس دٻجي سگهي ٿو، پر GPX4 جي سڌي روڪ سبب ٿيندڙ فيروپٽوسس نه. ٻئي نتيجا صحيح ٿي سگهن ٿا، جيڪڏهن مائيٽوڪانڊريا جو حصو محرڪ، خلي جي قسم، ۽ فيصلائتي پرآڪسائيڊيشن جي هنڌ تي دارومدار رکي.
هن مضمون جو بنياد بڻجندڙ مطالعي ان اختلاف جي جاچ خلي جي هڪ مخصوص حصي لاءِ ٺهيل پروب سان ڪئي. MitoCLox لپڊ پرآڪسائيڊيشن جي نشاندهنده پروب جو مائيٽوڪانڊريا ڏانهن نشانو بڻايل نسخو آهي: جڏهن اهو مائيٽوڪانڊريا جي اندر لپڊ پيرآڪسيل ريڊيڪلن سان ملي ٿو، تڏهن ان جي فلوريسنس بدلجي ٿي. ايراسٽن سان عمل ڪيل فائبروبلاسٽن ۾، مائيٽوڪانڊريائي پروب جي آڪسائيڊيشن موت کان اڳ اڃا زنده خلين ۾ ظاهر ٿي، ۽ خلين جي آباديءَ ۾ اها هڪجهڙي نه هئي. اهو وقت اهم آهي. موت کان اڳ ٿيندڙ پرآڪسائيڊيشن هڪ ممڪن سبب آهي. رڳو مئل خلين ۾ ماپيل پرآڪسائيڊيشن تباهيءَ جو بچيل اثر آهي. لپڊ پرآڪسائيڊيشن جي جاچن ۽ هر پروب ڇا ظاهر ڪري ٿو بابت هڪ ساٿي رهنمائي سمجهائي ٿي ته پروب جو هنڌ ڪنهن سگنل جي معنيٰ ڇو طئي ڪري ٿو.
ساڳيو نمونو هڪ ٻئي ماڊل ۾ به ظاهر ٿيو. ليبر جي موروثي آپٽڪ نيوروپيٿي واري هڪ مريض مان حاصل ڪيل فائبروبلاسٽ، جن ۾ ڪمپليڪس I جي ميوٽيشن ۽ بنيادي آڪسائيڊيٽو دٻاءُ وڌيڪ هو، گلوٽاٿائيون گهٽجڻ تي فيروپٽوسس سبب مري ويا، جڏهنتہ ڪنٽرول فائبروبلاسٽن مزاحمت ڪئي. مائيٽوڪانڊريائي پروب جي آڪسائيڊيشن وري به پهرين ٿي. تفصيل فيروپٽوسس ۾ مائيٽوڪانڊريائي لپڊ پرآڪسائيڊيشن بابت فائبروبلاسٽ مطالعي ۾ آهن.
انهن تجربن ۾ ميٿيلين بلو ڇا بدلايو
ميٿيلين بلو هڪ ريڊوڪس کڻندڙ مادو آهي. ان جي آڪسائيڊ ٿيل صورت ڪمپليڪس I تي NADH سان لاڳاپيل ڪيميائي عمل مان اليڪٽران وٺي ٿي، ۽ ان جي ريڊيوز ٿيل صورت اهي سائٽوڪروم c کي ڏئي ٿي، جيڪو ڪمپليڪس IV کي اليڪٽران پهچائي ٿو. ان سان زنجير جي ان حصي جي چوڌاري هڪ جزوي متبادل رستو ٺهي ٿو، جتي اليڪٽران عام طور آڪسيجن ڏانهن ليڪ ٿي سپرآڪسائيڊ ٺاهين ٿا. جيڪي پڙهندڙ اليڪٽرانن جي منتقليءَ جي مڪمل تصوير سمجهڻ چاهين ٿا، تن کي ميٿيلين بلو مائيٽوڪانڊريا مان اليڪٽران ڪيئن منتقل ڪري ٿو کان شروع ڪرڻ گهرجي.
ايراسٽن سان عمل ڪيل ڦڦڙن جي فائبروبلاسٽن ۾، 250 nanomolar ميٿيلين بلو خلين جي بقا واري ماپ ۾ انهن جي زنده رهڻ جي صلاحيت برقرار رکي، جيئن مائيٽوڪانڊريا ڏانهن نشانو بڻايل اينٽي آڪسائيڊنٽن SkQ1 ۽ MitoTEMPO به ڪئي. ڪنٽرول تجربا دعويٰ جون حدون طئي ڪن ٿا. فيروسٽيٽن-1، الفا-ٽوڪوفيرول، ۽ ڊيفيروڪسامين به تحفظ ڏنو، جنهن مان تصديق ٿئي ٿي ته موت فيروپٽوٽڪ هو. اينٽي آڪسائيڊنٽ گروپ کان سواءِ SkQ1 جي مشابه مرڪب تحفظ نه ڏنو، جيڪو غير مخصوص جمع ٿيڻ بدران ريڊوڪس ڪيميائي عمل ڏانهن اشارو ڪري ٿو. لڳ ڀڳ 200 nanomolar کان وڌيڪ SkQ1 تي تحفظ گهٽجڻ لڳو، جيڪو وڌيڪ مقدار تي ڪوئنون اينٽي آڪسائيڊنٽن جي ڄاتل آڪسائيڊيشن وڌائيندڙ رويي سان ٺهڪي اچي ٿو. ميٿيلين بلو به مقدار جي لحاظ کان اهڙو ٻٽو رويو رکي ٿو: انهن ڪلچر ٿانون ۾ گهٽ نينومولر سطحن تي تحفظ ڏيندڙ، پر مقدار وڌيڪ ڪرڻ يا تيز روشني ڏيڻ سان ريڊوڪس سائيڪلنگ وسيلي هائيڊروجن پيروآڪسائيڊ ٺاهڻ جي صلاحيت رکندڙ. مقدار جو اهڙو پسمنظر مائيٽوڪانڊريا ۾ ردعمل ڪندڙ آڪسيجن جون صورتون ۾ بيان ٿيل آهي.
پوءِ الڳ ڪيل مائيٽوڪانڊريا تي تجربن ROS جي ذريعن کي جدا ڪيو. فيرس لوهه جي موجودگيءَ ۾، ڪمپليڪس I کي اليڪٽران ڏيندڙ سبسٽريٽن سان گڏ روٽينون پروب جي آڪسائيڊيشن وڌائي. روٽينون فليوين واري هنڌ کان اڳتي رستو روڪي ٿو، تنهنڪري ان کان اڳ جا کڻندڙ مادا ريڊيوز ٿيل حالت ۾ رهن ٿا ۽ ميٽرڪس ڏانهن منهن ڪندڙ فليوين مان اليڪٽران آڪسيجن ڏانهن ليڪ ٿين ٿا. ڪمپليڪس III کي اليڪٽران ڏيندڙ سبسٽريٽن سان گڏ اينٽيمائيسن A وڏي مقدار ۾ هائيڊروجن پيروآڪسائيڊ پيدا ڪئي، پر لپڊ پرآڪسائيڊيشن نه وڌائي. ROS جو مجموعي سگنل ساڳيو، هنڌ مختلف، نتيجو مختلف. SkQ1 ۽ ميٿيلين بلو ٻنهي، هائيڊروجن پيروآڪسائيڊ جي پيداوار پاڻ روڪڻ کان سواءِ، ڪمپليڪس I سبب ٿيندڙ پرآڪسائيڊيشن کي دٻايو؛ ان مان سندن عمل ROS ٺهڻ کان پوءِ، لپڊ پرآڪسائيڊيشن واري مرحلي تي واقع ٿئي ٿو.
لوهه جي وڌيل مقدار وارو تجرباتي حصو ۽ لپوفُسِن جو اشارو
هڪ ٻئي مطالعي سوال کي لوهه جي پاسي کان پرکيو. سب ملي مولر فيرڪ امونيم سائٽريٽ سان عمل ڪيل H9c2 دل جي عضلاتي خلين ۾ پهرين مائيٽوڪانڊريائي ROS، پوءِ مائيٽوڪانڊريائي لپڊ پرآڪسائيڊيشن، ۽ پوءِ فيروپٽوسس پيدا ٿيو؛ ان کان پوءِ 24 ڪلاڪن اندر لپوفُسِن جهڙو رنگدار مادو گڏ ٿيو. لپوفُسِن آڪسائيڊ ٿيل لپڊن ۽ پروٽينن جو پاڻمرادو فلوريسنس ڪندڙ، لوهه تي مشتمل رهيل مادو آهي، جيڪو عمر سان گڏ جمع ٿئي ٿو؛ هتي ان جو تيزيءَ سان ظاهر ٿيڻ لوهه سبب ٿيندڙ اوچتي پرآڪسائيڊيشن کي عمر وڌڻ جي هڪ روايتي نشان سان ڳنڍي ٿو. نينومولر ميٿيلين بلو ۽ SkQ1، ٻنهي پرآڪسائيڊيشن، موت، ۽ رنگدار مادي جي جمع ٿيڻ کي روڪيو. دل مان الڳ ڪيل مائيٽوڪانڊريا به انهيءَ نموني جي تصديق ڪئي: روٽينون ۽ فيرس لوهه گڏجي پرآڪسائيڊيشن ۽ رنگدار مادي جهڙو سگنل پيدا ڪيو، ۽ ٻنهي مادن ان کي روڪيو. مڪمل سلسلو H9c2 دل جي عضلاتي خلين ۾ لوهه جي وڌيل مقدار واري مطالعي ۾ ڏنل آهي. هن ڳالهه جو رنگدار مادي وارو پاسو لپوفُسِن ۽ خلوي عمر وڌڻ جي نشانين سان لاڳاپيل آهي.
خلين جي بقا جون جاچون ڇا نٿيون ڏيکارين
CellTiterBlue جهڙي زنده هجڻ جي ماپ ٻڌائي ٿي ته هڪ محرڪ ۽ ممڪن حفاظتي مادي کان پوءِ ٿانوَ ۾ ڪيترا خليا ميٽابولڪ طور سرگرم رهن ٿا. اها هڪ مقرر نظام ۾ ميڪانيزم جي جاچ آهي. اهو علاج جو نتيجو نه آهي. انهن تجربن مان ڪنهن ۾ به ڪنهن مريض کي مقدار نه ڏني وئي، بيماريءَ جو ڪو نتيجو نه ماپيو ويو، ۽ نه جسم ۾ علاج لاءِ مناسب حد قائم ڪئي وئي.
چار حدون صاف بيان ڪرڻ گهرجن. پهرين، خلين جا قسم محدود آهن: تبديل ڪيل ڦڦڙن جا فائبروبلاسٽ، ابتدائي چمڙي جا فائبروبلاسٽ جن ۾ مائيٽوڪانڊريائي بيماريءَ واري هڪ خلوي لائين به شامل آهي، ۽ ڪوئي جي دل جي عضلاتي خلين جي هڪ لائين، گڏوگڏ ڪوئي جي دل مان الڳ ڪيل مائيٽوڪانڊريا. حساسيت لائين موجب مختلف هئي، ۽ LHON لائين کي ان جي غير معمولي حساسيت سبب ئي چونڊيو ويو هو. ٻي، محرڪ ليبارٽريءَ جون انتهائي حالتون آهن: منتقليءَ جي مڪمل بندش يا ٺهڻ جي مڪمل بندش، ۽ لوهه جون اهڙيون مقدارون جيڪي ڪنهن به بافت کي اوچتو پيش نه اينديون. ٽين، ڪنسنٽريشن کي رڳو ضرب ڏيڻ سان انسان لاءِ مقدار ۾ بدلائي نٿو سگهجي. ڪلچر ميڊيم ۾ نينومولر ڪنسنٽريشن انساني مقدار نه آهي، ۽ ميٿيلين بلو جي ورڇ، رت ۽ بافتن ۾ ان جو بي رنگ صورت ۾ ريڊيوز ٿيڻ، روشنيءَ سان سامهون اچڻ، ۽ جھليءَ جو برقي پوٽينشل، سڀ هڪ ٿانوَ ۽ هڪ انسان جي وچ ۾ اثرانداز ٿين ٿا. چوٿين، پروب رڳو پنهنجي مخصوص حصي بابت ٻڌائين ٿا. MitoCLox جي آڪسائيڊيشن ڏيکاري ٿي ته مائيٽوڪانڊريائي لپڊ ريڊيڪل ٺهيا؛ اها نٿي ڏيکاري ته پلازما جھليءَ جو ڦاٽڻ، جيڪو امڪاني آخري واقعو آهي، سڌو سنئون روڪيو ويو هو يا اڳين مرحلن ۾ عمل روڪڻ سان ان کان بچيو ويو.
تنهنڪري ايمانداراڻي دعويٰ هيءَ آهي: انهن ماڊلن ۾، ڪمپليڪس I مان پيدا ٿيندڙ ROS ۽ لوهه گڏجي مائيٽوڪانڊريائي لپڊ پرآڪسائيڊيشن هلائين ٿا، جيڪا فيروپٽوسس کان اڳ ٿئي ٿي، ۽ گهٽ ڪنسنٽريشن تي ميٿيلين بلو ان حصي کي روڪي ٿو. ان حصي کان اڳتي ڪنهن به ڳالهه لاءِ پهرين جانورن ۽ پوءِ انسانن ۾ مختلف تجربا گهربل آهن.