ලිපිය
මෙතිලීන් බ්ලූ සහ ප්‍රදාහ සංඥාකරණය: ඉන්ෆ්ලැමසෝම, IL-6 සහ STAT3
එකම නිල් සංයෝගය ප්‍රදාහය අඩු කරන බව පර්යේෂණාගාර තුනක් වාර්තා කරන බව සිතන්න. එකක් මැක්‍රොෆේජවලින් නිකුත් වන IL-1beta අඩු බව පෙන්වයි. තවත් එකක් එම සෛල වර්ගයේම iNOS එන්සයිමය අඩු බව පෙන්වයි. අනෙක රුධිරයේ IL-6 අඩු බවත් මොළයේ STAT3 ක්‍රියාකාරිත්වය අඩු බවත් පෙන්වයි. මේ තුන එකම ප්‍රකාශයක් ලෙස ඒකාබද්ධ කිරීමට පෙලඹීමක් ඇති විය හැක. එහෙත් එසේ කිරීමෙන් සොයාගැනීමේ සැබෑ ස්වභාවය සැඟවෙයි.
සෑම ප්‍රතිඵලයක්ම තමන්ටම ආවේණික ප්‍රේරකයක්, එකලස් වීමේ පියවරක් සහ මිනුම් දර්ශකයක් ඇති වෙනස් සංඥාකරණ සංකල්පයකට අයත් වේ. මෙතිලීන් බ්ලූ එක් එක් සංකල්පයට සම්බන්ධ වන්නේ වෙනස් ස්ථානයකදීය. මේ කිසිවක් සෞඛ්‍ය ප්‍රතිඵලයක් වැඩිදියුණු කරන්නේද යන්න වෙනම ප්‍රශ්නයකි. එය අපගේ මෙතිලීන් බ්ලූ සහ ප්‍රදාහය පිළිබඳ දළ විශ්ලේෂණයේ සාකච්ඡා කෙරේ. මෙම පිටුවේ අවධානය යොමු වන්නේ සංඥා මාර්ග වෙතය.
සංඥා මාර්ගය 1: ඉන්ෆ්ලැමසෝම එකලස් වීම සහ caspase-1
ඉන්ෆ්ලැමසෝමයක් යනු මයෙලොයිඩ් සෛලයක් තුළ අවශ්‍ය වූ විට ගොඩනැඟෙන ප්‍රෝටීන ආධාරක ව්‍යුහයකි. එහි කොටස් වන්නේ සංවේදකයක්, ASC නමැති සම්බන්ධකයක් සහ caspase-1 නමැති ක්‍රියාකාරක එන්සයිමයකි. එකලස් වූ පසු, caspase-1 මඟින් pro-IL-1beta සහ pro-IL-18 ඒවායේ ස්‍රාවය වන ආකාර බවට කැපීම සිදු කරන අතර, ප්‍රදාහය ඇති කරන සෛල මරණ ආකාරයක් වන පයිරොප්ටෝසිස් ද ප්‍රේරණය කළ හැක. එහි වර්ගය තීරණය කරන්නේ සංවේදකයයි: NLRP3 ස්ඵටිකවලට සහ nigericin හා ATP වැනි සිදුරු ඇති කරන විෂ ද්‍රව්‍යවලට ප්‍රතිචාර දක්වයි; NLRC4 බැක්ටීරියා ෆ්ලැජෙලින්වලට ප්‍රතිචාර දක්වයි; AIM2 සෛලද්‍රවයේ ඇති ද්විත්ව දාම DNA වෙත ප්‍රතිචාර දක්වයි; සම්මත නොවන සංඥා මාර්ගය සෛලය තුළ ඇති ලිපොපොලිසැකරයිඩයට ප්‍රතිචාර දක්වයි.
සක්‍රිය වීමට සංඥා දෙකක් අවශ්‍ය වේ. පළමු සංඥාව පූර්ව සූදානම් කිරීමයි: Toll වැනි ප්‍රතිග්‍රාහකයක ලිගැන්ඩයක්, NF-kB මත රඳා පවතින NLRP3 සහ pro-IL-1beta ප්‍රතිලේඛනය මෙහෙයවමින් අවශ්‍ය කොටස් ඇති කරයි. දෙවන සංඥාව එකලස් වීමයි: දෙවන ප්‍රේරකයක් නිසා ASC අණු ඔලිගොමරීකරණය වී කුඩා තිත් වැනි ගොනු සාදයි, caspase-1 එහි p20 ඛණ්ඩය බවට කැපෙයි, සහ පරිණත IL-1beta p17 නිකුත් වේ. මයිටොකොන්ඩ්‍රියාවල ප්‍රතික්‍රියාශීලී ඔක්සිජන් විශේෂ සහ ස්ඵටික ඇතුළට ගැනීම, NLRP3 සඳහා දෙවන සංඥාවට දායක වන බව දන්නා සාධක වේ.
ඉන්ෆ්ලැමසෝම පුළුල් ලෙස නිෂේධනය කිරීම පිළිබඳ 2017 මැක්‍රොෆේජ අධ්‍යයනය සංඥා දෙකෙහිදීම මෙතිලීන් බ්ලූ පරීක්ෂා කළේය. ලිපොපොලිසැකරයිඩයෙන් පූර්ව සූදානම් කළ මී අස්ථිමජ්ජා මැක්‍රොෆේජවලදී, nigericin, ATP සහ මොනොසෝඩියම් යුරේට් ස්ඵටික යන එක් එක් ද්‍රව්‍යය IL-1beta හා caspase-1 නිකුත් වීමත් ASC තිත් ගොනු සෑදීමත් ප්‍රේරණය කළේය. 20 සිට 200 micromolar දක්වා මෙතිලීන් බ්ලූ, සෛල මරා නොදමා, මාත්‍රාව මත රඳා පවතින ආකාරයකින් මේ තුනම අඩු කළේය. NLRC4 සඳහා ෆ්ලැජෙලින් සහ Salmonella, AIM2 සඳහා ද්විත්ව දාම DNA සහ Listeria, සහ සම්මත නොවන සංඥා මාර්ගය සඳහා සෛල තුළට ඇතුළත් කළ ලිපොපොලිසැකරයිඩ හෝ සජීවී E. coli ද එම රටාවම පෙන්වීය. සංයෝගය පමණක් යෙදීමෙන් නිකුත් වීම ප්‍රේරණය නොවූ අතර පාලක තැටිවල ප්‍රතිබැක්ටීරියා බලපෑමක් ද නොපෙන්වීය. එබැවින් මෙම ප්‍රතිඵලය අයත් වන්නේ ධාරකයාගේ ප්‍රතිචාරයටය.
ඊට ඉහළ අවධිවලදී මැදිහත්වීම් තුනක් මනින ලදී. රොටෙනෝන් මඟින් ප්‍රේරණය කළ මයිටොකොන්ඩ්‍රියා සුපර්ඔක්සයිඩ් මෙතිලීන් බ්ලූ සමඟ අඩු වූ අතර, රොටෙනෝන් මඟින් මෙහෙයවූ IL-1beta නිකුත් වීම ද ඒ සමඟ අඩු විය. ප්‍රතිදීප්ත පබළු සෛල තුළට ගැනීම අඩු විය. මෙය ස්ඵටික හඳුනාගැනීමට පෙර ෆැගොසයිටෝසිස් අඩු වීම සමඟ ගැළපුණි. NF-kB බැඳෙන ස්ථාන දෙකක් සහිත NLRP3 ප්‍රවර්ධකය මඟින් මෙහෙයවන වාර්තාකාරකයක ක්‍රියාකාරිත්වය මෙතිලීන් බ්ලූ සමඟ අඩු වූ නමුත්, එම ස්ථාන නොමැති කෙටි කළ ප්‍රවර්ධකයක් ප්‍රතිචාර නොදැක්වීය. සෛල රහිත පරීක්ෂණ නළයකදී මෙතිලීන් බ්ලූ ප්‍රතිසංයෝජිත මානව caspase-1 ක්‍රියාකාරිත්වය ද සෘජුවම අඩු කළේය. සංයෝගය පූර්ව සූදානම් කිරීමේදී පමණක් හෝ සක්‍රිය කිරීමේදී පමණක් එකතු කළත් IL-1beta, IL-18 සහ caspase-1 නිකුත් වීම අඩු විය. එබැවින් පියවර දෙකම සම්බන්ධ වේ.
මීයන් යොදාගත් පරීක්ෂණ ද මෙම තෝරාගත් බලපෑමට ගැළපුණි. මාරාන්තික ලිපොපොලිසැකරයිඩ මාත්‍රාවක් පාලක සතුන් පැය කිහිපයක් ඇතුළත මරා දැමූ අතර, මෙතිලීන් බ්ලූ ජීවත්ව සිටීම වැඩි කළේය; උදර පටල කුහරයේ IL-1beta අඩු වූ නමුත් එම තරලයේම IL-6 අඩු නොවීය. Listeria මඟින් ඇති කළ උදර පටල ප්‍රදාහ ආකෘතියකදී, උදර පටල කුහරයේ IL-1beta අඩු වූ අතර මුළු සෛල ගණන නොවෙනස්ව පැවතුණි. මානව THP-1 මොනොසයිට, ඉන්ෆ්ලැමසෝම වර්ග හතරේදීම මී මැක්‍රොෆේජ මෙන් හැසිරුණි. ඉන්ෆ්ලැමසෝම ප්‍රතිඵලයකින් පැහැදිලි වන්නේ IL-1beta සහ IL-18 පරිණත වීම මිස සෑම සයිටොකයිනයක්ම නොවේ. මයික්‍රොග්ලියා සහ ඇස්ට්‍රොසයිට පරීක්ෂණවලදී මොළයේ ප්‍රතිශක්ති සෛලවල හැඩය මඟින් පිළිතුරු ලැබෙන්නේ ආධාරක ව්‍යුහය එකලස් වීමට වඩා වෙනස් ප්‍රශ්නයකට වන්නේ ද ඒ නිසාය.
සංඥා මාර්ගය 2: NF-kB සහ STAT1 බැඳීම හරහා iNOS ප්‍රතිලේඛනය
ප්‍රේරණය කළ හැකි නයිට්‍රික් ඔක්සයිඩ් සින්තේස් හෙවත් iNOS, විවේක තත්ත්වයේදී ඇත්තේ ඉතා සුළු වශයෙන් වන අතර අවශ්‍ය වූ විට එහි ප්‍රතිලේඛනය සිදු වේ. ලිපොපොලිසැකරයිඩ එය ප්‍රධාන වශයෙන් මෙහෙයවන්නේ IkB-alpha බිඳවැටීමෙන් අනතුරුව NF-kB ෆොස්ෆොරිලීකරණය සහ න්‍යෂ්ටියට ඇතුළු වීම හරහාය. ඉන්ටර්ෆෙරෝන්-ගැමා එය ප්‍රධාන වශයෙන් මෙහෙයවන්නේ Janus කයිනේස් මඟින් STAT1 ෆොස්ෆොරිලීකරණය කිරීමෙන් අනතුරුව STAT1 න්‍යෂ්ටියට ඇතුළු වීම හරහාය. ඉන්පසු එක් එක් සාධකය iNOS ප්‍රවර්ධකයේ තමන්ට අදාළ ස්ථානයට බැඳෙයි. එන්සයිම ක්‍රියාකාරිත්වය සහ ජාන ප්‍රේරණය වෙනම පාලන ස්ථාන වන අතර, ඖෂධයකට ඒ දෙකෙන් එකකදී හෝ දෙකේදීම ක්‍රියා කළ හැක.
මැක්‍රොෆේජ සහ එන්ඩොටොක්සීමියාව ඇති මීයන් තුළ iNOS ප්‍රේරණය පිළිබඳ 2015 අධ්‍යයනය මෙම බලපෑම පණිවිඩ මට්ටමේ සිදු වන බව පෙන්වීය. RAW 264.7 සෛල සහ ප්‍රාථමික මී මැක්‍රොෆේජවලට ලිපොපොලිසැකරයිඩ, ඉන්ටර්ෆෙරෝන්-ගැමා හෝ ඒ දෙකම ලබා දීමට මිනිත්තු 30කට පෙර ලබා දුන් 1 micromolar මෙතිලීන් බ්ලූ, පැය 8 සිට 24 දක්වා කාලය තුළ iNOS ප්‍රෝටීන සහ mRNA අඩු කළේය. පෝෂක මාධ්‍යයේ නයිට්‍රයිට් ද අඩු වූ අතර සෛල ජීවීතාව අඩු නොවීය. 25 mg per kg ලිපොපොලිසැකරයිඩ ලබා දුන් මීයන්ට, ඊට පැයකට පෙර ලබා දුන් එක් 5 mg per kg මාත්‍රාවක් පෙනහළු, අක්මාව සහ හෘදයේ iNOS ප්‍රෝටීන හා mRNA අඩු කළේය.
මෙහි සුවිශේෂී කරුණ වන්නේ වෙනස් නොවූ දේවල්ය. IkB-alpha බිඳවැටීම, NF-kB ෆොස්ෆොරිලීකරණය, STAT1 ෆොස්ෆොරිලීකරණය සහ සාධක දෙකෙන් ඕනෑම එකක් න්‍යෂ්ටිය තුළ එක්රැස් වීම නොවෙනස්ව පැවතුණි. බාධාව ඇති වූයේ ඉන් පසුව එන පියවරේදීය: න්‍යෂ්ටික නිස්සාරකවලදී ලිපොපොලිසැකරයිඩයෙන් පසු NF-kB එහි DNA අනුක්‍රමයට බැඳීමත්, ඉන්ටර්ෆෙරෝන්-ගැමා පසු STAT1 බැඳීමත් අඩු බව පෙනුණි. ක්‍රොමැටින් ප්‍රතිශක්ති අවක්ෂේපණ පරීක්ෂණයෙන්, සෛල තුළ iNOS ප්‍රවර්ධකයට බැඳී සිටින සාධක දෙකේම ප්‍රමාණය අඩු බව තහවුරු විය. එහි ප්‍රවර්ධකය ද NF-kB භාවිත කරන ටියුමර් නෙක්‍රෝසිස් ෆැක්ටර් ඇල්ෆා ද අඩු විය. සාධක සක්‍රිය වී න්‍යෂ්ටියට පැමිණ තිබුණත්, ඒවා තම ඉලක්ක DNA සමඟ සම්බන්ධ වූයේ දුර්වල ලෙසය.
සංඥා මාර්ගය 1 සමඟ ඇති වෙනස සැලකිල්ලට ගන්න. මෙය සාධකයක් DNA සමඟ සම්බන්ධ වීම පිළිබඳවය, STAT3 වෙනුවට STAT1 භාවිත කරයි, සහ ASC තිත් ගොනු හා caspase-1 ඛණ්ඩ වෙනුවට mRNA, ප්‍රෝටීන සහ නයිට්‍රයිට් මනියි. අපගේ සෛල ආකෘති පුරා මෙතිලීන් බ්ලූ ඉලක්ක සිතියම මෙම ප්‍රතිලේඛන මට්ටම සෘජු එන්සයිම හා මයිටොකොන්ඩ්‍රියා මිනුම්වලින් වෙන් කර තබයි.
සංඥා මාර්ගය 3: රුධිර මස්තු IL-6 සහ පටක STAT3 සක්‍රිය වීම
IL-6, gp130 ප්‍රතිග්‍රාහක පවුල හරහා Janus කයිනේස් සිට STAT3 දක්වා සංඥා දාමයට සංඥා යවයි. ෆොස්ෆොරිලීකරණය වූ STAT3 ද්විත්වක සාදා, න්‍යෂ්ටියට ඇතුළු වී, ප්‍රදාහයට අදාළ ක්‍රියාදාම මෙහෙයවයි. ඒ අතර IL-6 ද NF-kB ඉලක්කයකි. එබැවින් මේ දෙක, බොහෝ විට IL-6 සිට STAT3 දක්වා අක්ෂය ලෙස හැඳින්වෙන ප්‍රතිපෝෂණ චක්‍රයක් සාදයි. සම්මත මිනුම් දර්ශක වන්නේ ඉහළ අවධියේ රුධිර මස්තු IL-6, ෆොස්ෆොරිලීකරණය වූ STAT3 සහ මුළු STAT3 අතර අනුපාතය, සහ පහළ අවධියේ iNOS හා COX2 වැනි ක්‍රියාකාරක එන්සයිමය.
ලිපොපොලිසැකරයිඩයෙන් පසු IL-6 සහ STAT3 පිළිබඳ 2023 මී අධ්‍යයනය විවිධ ශරීර කොටස්වල මෙම අක්ෂය මැනීය. පිරිමි C57BL/6 මීයන්ට දින තුනක් පුරා දිනපතා 1 mg per kg ලිපොපොලිසැකරයිඩ ලබා දුන් අතර, සෑම මාත්‍රාවකටම මිනිත්තු 30කට පසු 5 හෝ 10 mg per kg මෙතිලීන් බ්ලූ ලබා දෙන ලදී. තුන්වන දිනයේදී, ලිපොපොලිසැකරයිඩ පමණක් ලබා දුන් කණ්ඩායමට වඩා මෙතිලීන් බ්ලූ කණ්ඩායම් දෙකේම රුධිර මස්තු IL-6 අඩු විය. එහෙත් පරීක්ෂා කළ සයිටොකයින සමූහයේ අනෙක් බොහෝ සයිටොකයින මෙම මැදිහත්වීම සමඟ වෙනස් නොවීය. මස්තිෂ්ක බාහිකයේ, හිපොකැම්පසයේ සහ කන් සමේ ෆොස්ෆොරිලීකරණය වූ STAT3 සහ මුළු STAT3 අතර අනුපාත අඩු විය. ඒ සමඟ Iba-1 මයික්‍රොග්ලියා වර්ණගැන්වීම, iNOS සහ COX2 අඩු වූ අතර බර අඩු වීම ද අර්ධ වශයෙන් මඳ විය.
මෙහිදී සැලකිලිමත් විය යුතු කරුණු දෙකක් ඇත. රුධිර මස්තු IL-6 අඩු වීමත් පටක STAT3 ෆොස්ෆොරිලීකරණය අඩු වීමත් අක්ෂයේ ක්‍රියාකාරිත්වය වෙනස් වීම සමඟ ගැළපුණත්, ප්‍රධාන බලපෑම් ස්ථානය වෙන් කර හඳුනා නොගනියි. ඊට හේතුව ඉහළ අවධියේ සයිටොකයිනය අඩු වීම, ප්‍රතිග්‍රාහක සංඥාකරණය අඩු වීම හෝ ෆොස්ෆටේස් ක්‍රියාකාරිත්වය වෙනස් වීම යන ඕනෑම එකකින් එම අනුපාතයම ඇති විය හැකි වීමයි. තවද, දින තුනක තීව්‍ර ප්‍රේරණයක් අතරතුර බර යනු මුළු සත්වයා පිළිබඳ මිනුම් දර්ශකයක් මිස රෝග ලක්ෂණ හෝ රෝගය සමනය වීමේ ලකුණු අගයක් නොවේ. එය සංඥාකරණ ප්‍රතිඵලයක් ප්‍රතිකාර ප්‍රකාශයක් බවට පත් නොකර, බ්ලොට් පරීක්ෂණයකින් ඔබ්බට අමතර සන්දර්භයක් සපයයි. මයිටොකොන්ඩ්‍රියා රෙඩොක්ස් හැසිරවීමේ වෙනම රසායනික ක්‍රියාවලිය මෙම සයිටොකයින විස්තරයට සමාන්තරව සිදු වන අතර ඒ සමඟ ඒකාබද්ධ නොකළ යුතුය.
සංඥා මාර්ග සංසන්දනය: මැදිහත්වීම් ස්ථාන සහ මිනුම් දර්ශක
| සංඥා මාර්ගය | මෙම පර්යේෂණ පත්‍රිකාවල ප්‍රේරකය | මෙතිලීන් බ්ලූ ක්‍රියා කරන ස්ථානය | වෙනස් වූ මිනුම් දර්ශකය |
|---|---|---|---|
| ඉන්ෆ්ලැමසෝම එකලස් වීම | Nigericin, ATP, යුරේට් ස්ඵටික, ෆ්ලැජෙලින්, DNA, සෛලද්‍රවයේ ලිපොපොලිසැකරයිඩ | පූර්ව සූදානම් කිරීමේ ප්‍රතිලේඛනය අඩු වීම, මයිටොකොන්ඩ්‍රියා ROS අඩු වීම, ෆැගොසයිටෝසිස් අඩු වීම, ASC එකලස් වීම අඩු වීම, caspase-1 සෘජුව නිෂේධනය කිරීම | caspase-1 p20 අඩු වීම, පරිණත IL-1beta සහ IL-18 අඩු වීම, ASC තිත් ගොනු සංඛ්‍යාව අඩු වීම |
| iNOS ප්‍රතිලේඛනය | NF-kB හරහා ලිපොපොලිසැකරයිඩ; STAT1 හරහා ඉන්ටර්ෆෙරෝන්-ගැමා | සාමාන්‍ය සක්‍රිය වීම සහ න්‍යෂ්ටියට ඇතුළු වීම සිදු වුවත්, ප්‍රවර්ධක DNA වෙත NF-kB සහ STAT1 බැඳීම අඩු වීම | iNOS mRNA සහ ප්‍රෝටීන අඩු වීම, නයිට්‍රයිට් අඩු වීම |
| IL-6 සිට STAT3 දක්වා අක්ෂය | මීයන්ට දින තුනක් ලිපොපොලිසැකරයිඩ ලබා දීම | රුධිර මස්තු IL-6 අඩු වීම සමඟ පටක STAT3 ෆොස්ෆොරිලීකරණය අඩු වීම | මස්තිෂ්ක බාහිකයේ, හිපොකැම්පසයේ සහ සමේ pSTAT3 සහ STAT3 අතර අනුපාතය අඩු වීම; iNOS, COX2, Iba-1 අඩු වීම |
මෙම වගුව වලංගු නොවන නිගමන මාරු කිරීම් තුනක් වළක්වයි. ASC තිත් ගොනු පිළිබඳ ප්‍රතිඵලයකින් STAT3 ප්‍රතිඵලයක් තහවුරු නොවේ. ප්‍රෝටීන දෙකම STAT පවුලේ සාමාජිකයන් වුවත්, STAT1 සහ iNOS ප්‍රවර්ධකය අතර සම්බන්ධය පිළිබඳ ප්‍රතිඵලයකින් STAT3 ප්‍රතිඵලයක් තහවුරු නොවේ. රුධිර මස්තු IL-6 ප්‍රතිඵලයකින් ඉන්ෆ්ලැමසෝම එකලස් වීම අඩු වූ බව තහවුරු නොවේ: උදර පටල කුහරයේ පරීක්ෂණයේදී IL-1beta අඩු වූ නමුත් IL-6 අඩු නොවීය. සෑම පේළියකටම තමන්ට අදාළ ප්‍රේරකයක් සහ මිනුම් දර්ශකයක් අවශ්‍ය වේ. එබැවින් මෙතිලීන් බ්ලූ පිළිබඳ සෛල, සත්ව සහ සායනික අධ්‍යයන කියවීමේදී සෑම ප්‍රකාශයක්ම එහි මැනූ මට්ටමට ගැළපිය යුතුය.
මේ කිසිවක් මිනිසුන් සඳහා මාත්‍රාව, ආරක්ෂාව හෝ ප්‍රයෝජනය තහවුරු නොකරයි. ලිපොපොලිසැකරයිඩ ආකෘති යනු යාන්ත්‍රණයක් පරීක්ෂා කිරීමට යොදාගන්නා පාලිත ප්‍රේරක මිස නිදන්ගත රෝගවල අනුරූ නොවේ. ප්‍රේරකය සමඟම මාත්‍රාව ලබා දීමෙන් පරීක්ෂා කරන්නේ ප්‍රේරණය කරන ලද වෙනසක් වැළැක්වීම මිස දැනටමත් ස්ථාපිත රෝගයක් ආපසු හැරවීම නොවේ. මෙම යාන්ත්‍රණ විස්තරය රෝගීන්ගේ ප්‍රතිඵලවලින් වෙන් කර තබන්න. ඕනෑම සෞඛ්‍ය ප්‍රකාශයක් ඇගයීමේදී එයට පදනම් වන රෝගී අධ්‍යයනය සලකා බලන්න.