ماقالە
مېتىلېن كۆكى ۋە فېرروپتوز: تۆمۈر، لىپىد پېرئوكسىدلىنىشى ۋە ھۈجەيرە ئۆلۈمى
فېرروپتوز پەردىنىڭ زەخىملىنىشىدىن كېلىپ چىقىدىغان ھۈجەيرە ئۆلۈمىدۇر. پەردىلەردىكى كۆپ تويۇنمىغان ياغلار زەنجىرسىمان رېئاكسىيەدە ئوكسىدلىنىدۇ، پەردە ئىقتىدارىنى يوقىتىدۇ ۋە ھۈجەيرە ئۆلىدۇ. بۇ خىمىيەلىك جەريانغا تۆمۈر زۆرۈر. بۇ بىر جۈملە پۈتكۈل ئۇقۇمنى ئىپادىلەيدۇ، بۇ ماقالىدىكى بارلىق مەزمۇنلار ئۇنىڭ بىر قىسمىنى سىناشقا قارىتىلغان.
بۇ يەردىكى سوئال تېخىمۇ كونكرېت: ھۈجەيرە تەجرىبىلىرىدە مېتىلېن كۆكى بۇ زەنجىرگە قانداق تەسىر كۆرسىتىدۇ، نەتىجە ئەمەلىيەتتە نېمىنى كۆرسىتىدۇ؟ قىسقا جاۋاب شۇكى، ئىككى تەجرىبىخانا تەتقىقاتىدا نانومولار قويۇقلۇقتىكى مېتىلېن كۆكى مىتوخوندرىيە لىپىد پېرئوكسىدلىنىشىنى ئازايتقان ھەمدە ئادەتتە فېرروپتوز پەيدا قىلىدىغان قوزغاتقۇچلار قوللىنىلغاندىن كېيىن ھۈجەيرىلەرنىڭ ھايات قېلىشىنى ساقلىغان. تېخىمۇ تەپسىلىي جاۋاب تېخىمۇ مۇھىم، چۈنكى زەنجىرنىڭ ھەر بىر ھالقىسى ئوخشىمىغان ئارىلىشىش ئۇسۇلى بىلەن سىنالغان، ھەر بىر ئۇسۇلنىڭ ئۆز چەكلىمىسى بار.
بىر ئابزاستا فېرروپتوز
كۆپ تويۇنمىغان ياغ كىسلاتاسىنىڭ قۇيرۇق زەنجىرىنى ئېلىپ يۈرىدىغان پەردە فوسفولىپىدىنىڭ بىر ئاجىز نۇقتىسى بار: ئاسانلا تارتىۋېلىشقا بولىدىغان ھىدروگېن ئاتوملىرى. بىر رادىكال بۇ ئاتوملارنىڭ بىرىنى تارتىۋالغاندا، ئوكسىگېن لىپىدقا قوشۇلۇپ، لىپىد پېرئوكسىل رادىكالى ھاسىل بولىدۇ؛ بۇ رادىكال كېيىنكى لىپىدتىن ھىدروگېننى تارتىۋالىدۇ. بىرەر نەرسە ئۇنى توختاتمىسا، رېئاكسىيە پەردە بويلاپ تارقىلىدۇ.
بۇنى توختىتىدىغان ئاساسلىق ئامىل GPX4 دەپ ئاتىلىدىغان ئېنزىم بولۇپ، ئۇ گلۇتاتىئون ئارقىلىق لىپىد پېرئوكسىدلىرىنى زىيانسىز لىپىد ئالكوھوللىرىغا قايتۇرىدۇ. تەجرىبىخانىدا ئىشلىتىلىدىغان قوزغاتقۇچلار بۇ مۇداپىئەنىڭ بەلگىلەنگەن نۇقتىلىرىغا ھۇجۇم قىلىدۇ. ئېراستىن xc-minus سىستېمىسى ئارقىلىق سىستىننىڭ ھۈجەيرىگە كىرىشىنى توسۇپ، گلۇتاتىئون بىرىكتۈرۈشكە كېرەكلىك سىستېئىننى ھۈجەيرىدە كەمچىل قىلىدۇ. بۇتىئونىن سۇلفوكسىمىن گلۇتاتىئون بىرىكتۈرۈلۈشىنى بىۋاسىتە توسىدۇ. RSL3 بولسا GPX4 نىڭ ئۆزىنى چەكلەيدۇ. بۇ ئۈچىنىڭ ھەممىسى پېرئوكسىدلارنىڭ يوقىتىلماي قېلىشىغا سەۋەب بولىدۇ، ئەمما ئوخشىمىغان باسقۇچلارغا تەسىر كۆرسىتىدۇ؛ شۇڭا بىر قوزغاتقۇچ بىلەن ئېلىنغان نەتىجىنى ئاپتوماتىك ھالدا باشقىلىرىغا ئومۇملاشتۇرغىلى بولمايدۇ.
فېرروپتوز ئۇنى بەلگىلەيدىغان ئالاھىدىلىكلەر جەھەتتە ئاپوپتوزدىن پەرقلىنىدۇ. ئۇنىڭدا كاسپازا كاسكادى ۋە ئاپوپتوز تەنچىلىرى بولمايدۇ. دېفېروكسامىنغا ئوخشاش تۆمۈر خېلاتلىغۇچىلار ۋە فېرروستاتىن-1 گە ئوخشاش رادىكال تۇتقۇچى ماددىلار ئۇنى چەكلەيدۇ؛ تەتقىقاتچىلار ئۆلۈمنى پەقەت نېكروز ئەمەس، بەلكى فېرروپتوز دەپ بېكىتىشتە مۇشۇ مەشغۇلاتلىق سىناقنى ئىشلىتىدۇ. تەڭشىلىدىغان ھۈجەيرە ئۆلۈمى يوللىرىنىڭ تېخىمۇ كەڭ دائىرىسى بۇ پەرقنى چۈشىنىشكە ياردەم بېرىدۇ؛ ھۈجەيرىلەرنىڭ ئاسان رېئاكسىيەگە كىرىشىدىغان تۆمۈرنى قانداق بىر تەرەپ قىلىدىغانلىقى بولسا، خېلاتلاشنىڭ نېمە ئۈچۈن شۇنچە ھەل قىلغۇچ كونترول سىنىقى ئىكەنلىكىنى چۈشەندۈرىدۇ.
مىتوخوندرىيەنىڭ رولى ۋە بۇ رولنىڭ نېمە ئۈچۈن تالاش-تارتىشقا ئۇچرىغانلىقى
دەسلەپكى تەتقىقاتلار مىتوخوندرىيە DNA سى يوق ھۈجەيرىلەرنىڭمۇ فېرروپتوزغا ئۇچرايدىغانلىقىنى دوكلات قىلغان؛ بۇ مىتوخوندرىيەنىڭ شەرت ئەمەسلىكىنى كۆرسەتكەن. كېيىنكى تەتقىقاتلار مىتوخوندرىيەنى ئازايتىش ياكى نەپەس ئېلىش جەريانىنى توسۇش ئارقىلىق سىستېئىن كەمچىللىكىدىن كېلىپ چىققان فېرروپتوزنى چەكلىگىلى بولىدىغانلىقىنى، ئەمما GPX4 نى بىۋاسىتە چەكلەشتىن كېلىپ چىققان فېرروپتوزنى چەكلىگىلى بولمايدىغانلىقىنى بايقىغان. ئەگەر مىتوخوندرىيەنىڭ تۆھپىسى قوزغاتقۇچ، ھۈجەيرە تۈرى ۋە ھەل قىلغۇچ پېرئوكسىدلىنىش يۈز بېرىدىغان ئورۇنغا باغلىق بولسا، ھەر ئىككى نەتىجە توغرا بولالايدۇ.
بۇ ماقالىنىڭ ئاساسى بولغان تەتقىقات بۇ تالاش-تارتىشنى مۇئەييەن ھۈجەيرە بۆلۈمىگە خاس تەكشۈرگۈچ ئارقىلىق تەكشۈرگەن. MitoCLox لىپىد پېرئوكسىدلىنىشىنى كۆرسەتكۈچىنىڭ مىتوخوندرىيەگە نىشانلانغان نۇسخىسى بولۇپ، مىتوخوندرىيە ئىچىدىكى لىپىد پېرئوكسىل رادىكاللىرىغا ئۇچرىغاندا فلۇئورېسسېنسىيەسى ئۆزگىرىدۇ. ئېراستىن بىلەن بىر تەرەپ قىلىنغان فىبروبلاستلاردا، ھۈجەيرىلەر تېخى ھايات ۋاقتىدا، ئۆلۈمدىن بۇرۇن مىتوخوندرىيەدىكى تەكشۈرگۈچنىڭ ئوكسىدلىنىشى كۆرۈلگەن؛ بۇ ھادىسە ھۈجەيرىلەر توپىدا بىردەك بولمىغان. بۇ ۋاقىت تەرتىپى مۇھىم. ئۆلۈمدىن بۇرۇن يۈز بەرگەن پېرئوكسىدلىنىش ئېھتىماللىق سەۋەب بولالايدۇ. پەقەت ئۆلگەن ھۈجەيرىلەردە ئۆلچەنگەن پېرئوكسىدلىنىش بولسا قالدۇق ھادىسە. لىپىد پېرئوكسىدلىنىش سىناقلىرى ۋە ھەر بىر تەكشۈرگۈچنىڭ نېمىنى كۆرسىتىدىغانلىقى ھەققىدىكى قوشۇمچە قوللانما تەكشۈرگۈچنىڭ ئورنى نېمە ئۈچۈن سىگنالنىڭ مەنىسىنى بەلگىلەيدىغانلىقىنى چۈشەندۈرىدۇ.
ئىككىنچى مودېلدىمۇ ئوخشاش ئەندىزە كۆرۈلگەن. لېبېر ئىرسىي كۆرۈش نېرۋىسى كېسەللىكى بار بىر بىمارنىڭ فىبروبلاستلىرىدا I كومپلېكس مۇتاتسىيەسى ۋە يۇقىرىراق ئاساسىي ئوكسىدلىنىش بېسىمى بار بولۇپ، گلۇتاتىئون تۈگىتىلگەندە ئۇلار فېرروپتوز ئارقىلىق ئۆلگەن؛ كونترول فىبروبلاستلىرى بولسا بۇنىڭغا تاقابىل تۇرغان. مىتوخوندرىيەدىكى تەكشۈرگۈچنىڭ ئوكسىدلىنىشى بۇ قېتىممۇ ئالدى بىلەن يۈز بەرگەن. تەپسىلاتلار فېرروپتوزدىكى مىتوخوندرىيە لىپىد پېرئوكسىدلىنىشىغا ئائىت فىبروبلاست تەتقىقاتىدا بېرىلگەن.
بۇ تەجرىبىلەردە مېتىلېن كۆكى نېمىنى ئۆزگەرتتى؟
مېتىلېن كۆكى ئوكسىدلىنىش-قايتۇرۇلۇش توشۇغۇچىسىدۇر. ئۇنىڭ ئوكسىدلانغان شەكلى I كومپلېكستىكى NADH بىلەن باغلىق خىمىيەلىك جەرياندىن ئېلېكترون قوبۇل قىلىدۇ؛ قايتۇرۇلغان شەكلى بولسا ئېلېكترونلارنى سىتۇخروم c غا بېرىدۇ، سىتۇخروم c ئۇلارنى IV كومپلېكسقا يەتكۈزىدۇ. بۇ ئېلېكترونلار ئادەتتە ئوكسىگېنغا ئېقىپ، دەرىجىدىن تاشقىرى ئوكسىد ھاسىل قىلىدىغان زەنجىر بۆلىكىنى قىسمەن ئايلىنىپ ئۆتىدىغان يول ھاسىل قىلىدۇ. بۇ يەتكۈزۈش جەريانىنىڭ تولۇق كۆرۈنۈشىنى چۈشىنىشنى خالايدىغان ئوقۇرمەنلەر مېتىلېن كۆكىنىڭ ئېلېكترونلارنى مىتوخوندرىيە ئارقىلىق قانداق يۆتكەيدىغانلىقى دىن باشلىسا بولىدۇ.
ئېراستىن بىلەن بىر تەرەپ قىلىنغان ئۆپكە فىبروبلاستلىرىدا، 250 نانومولار قويۇقلۇقتىكى مېتىلېن كۆكى مىتوخوندرىيەگە نىشانلانغان ئوكسىدلىنىشقا قارشى ماددىلار SkQ1 ۋە MitoTEMPO بىلەن بىر قاتاردا، ھۈجەيرە ھايات قېلىش سىنىقىدا ھاياتچانلىقنى ساقلىغان. كونتروللار بۇ يەكۈننىڭ دائىرىسىنى بەلگىلەيدۇ. فېرروستاتىن-1، ئالفا-توكوفېرول ۋە دېفېروكسامىنمۇ قوغداش تەسىرى كۆرسەتكەن بولۇپ، بۇ ئۆلۈمنىڭ فېرروپتوزلۇق ئىكەنلىكىنى ئىسپاتلايدۇ. ئوكسىدلىنىشقا قارشى گۇرۇپپىسى يوق SkQ1 ئوخشىتىلمىسى قوغداش تەسىرى كۆرسەتمىگەن؛ بۇ تەسىرنىڭ خاس بولمىغان توپلىنىشتىن ئەمەس، بەلكى ئوكسىدلىنىش-قايتۇرۇلۇش خىمىيەسىدىن كەلگەنلىكىنى كۆرسىتىدۇ. SkQ1 قويۇقلۇقى تەخمىنەن 200 نانومولاردىن ئاشقاندا قوغداش تەسىرى ئاجىزلىغان؛ بۇ خىنون تۈرىدىكى ئوكسىدلىنىشقا قارشى ماددىلارنىڭ يۇقىرى مىقداردا ئوكسىدلىنىشنى ئىلگىرى سۈرىدىغانلىقىغا ئائىت مەلۇم ھەرىكىتىگە ماس كېلىدۇ. مېتىلېن كۆكىدىمۇ مىقدارغا باغلىق مۇشۇنداق ئىككى تەرەپلىك ھەرىكەت بار: بۇ تەجرىبە قاچىلىرىدا تۆۋەن نانومولار سەۋىيەدە قوغداش تەسىرى كۆرسىتىدۇ، ئەمما قويۇقلۇقى يۇقىرى كۆتۈرۈلسە ياكى كۈچلۈك يورۇقلۇق چۈشۈرۈلسە، ئوكسىدلىنىش-قايتۇرۇلۇش دەۋرى ئارقىلىق ھىدروگېن پېرئوكسىد ھاسىل قىلالايدۇ. بۇ خىل مىقدارغا مۇناسىۋەتلىك ئارقا كۆرۈنۈش مىتوخوندرىيەدىكى رېئاكتىپ ئوكسىگېن تۈرلىرى دە چۈشەندۈرۈلگەن.
كېيىن ئايرىۋېلىنغان مىتوخوندرىيە تەجرىبىلىرى ROS مەنبەلىرىنى ئايرىپ كۆرسەتكەن. ئىككى ۋالېنتلىق تۆمۈر بار شارائىتتا، I كومپلېكسنى تەمىنلەيدىغان سۇبستراتلارغا روتېنون قوشۇلغاندا تەكشۈرگۈچنىڭ ئوكسىدلىنىشى كۈچەيگەن. روتېنون فلاۋىن ئورنىنىڭ تۆۋەن ئېقىنىنى توسىدۇ، شۇڭا يۇقىرى ئېقىندىكى توشۇغۇچىلار قايتۇرۇلغان ھالەتتە قېلىپ، ماترىكسقا يۈزلەنگەن فلاۋىندىن ئېلېكترونلار ئوكسىگېنغا ئېقىپ چىقىدۇ. III كومپلېكسنى تەمىنلەيدىغان سۇبستراتلارغا ئانتىمىسىن A قوشۇلغاندا كۆپ مىقداردا ھىدروگېن پېرئوكسىد ھاسىل بولغان، ئەمما لىپىد پېرئوكسىدلىنىشىنى قوزغىمىغان. ئومۇمىي ROS سىگنالى ئوخشاش، ئەمما ئورنى ئوخشىمايدۇ، نەتىجىسىمۇ ئوخشىمايدۇ. SkQ1 ۋە مېتىلېن كۆكىنىڭ ھەر ئىككىسى ھىدروگېن پېرئوكسىدنىڭ ھاسىل بولۇشىنى چەكلىمەستىن، I كومپلېكس قوزغىغان پېرئوكسىدلىنىشنى چەكلىگەن؛ بۇ ئۇلارنىڭ تەسىر نۇقتىسىنى ROS ھاسىل بولغاندىن كېيىنكى لىپىد پېرئوكسىدلىنىش باسقۇچىغا قويىدۇ.
تۆمۈرنىڭ ئارتۇق يۈكلىنىشىگە ئائىت تەتقىقات قىسمى ۋە لىپوفۇسسىن يىپ ئۇچى
ئىككىنچى تەتقىقات بۇ سوئالنى تۆمۈر تەرەپتىن تەكشۈرگەن. مىللىمولاردىن تۆۋەن قويۇقلۇقتىكى ئۈچ ۋالېنتلىق تۆمۈر ئاممونىي سىتراتقا ئۇچراتقان H9c2 يۈرەك مۇسكۇل ھۈجەيرىلىرىدە ئاۋۋال مىتوخوندرىيە ROS سى، ئاندىن مىتوخوندرىيە لىپىد پېرئوكسىدلىنىشى، ئۇنىڭدىن كېيىن فېرروپتوز يۈز بەرگەن؛ بۇنىڭغا ئەگىشىپ 24 سائەت ئىچىدە لىپوفۇسسىنغا ئوخشاش پىگمېنت توپلانغان. لىپوفۇسسىن ئوكسىدلانغان لىپىد ۋە ئاقسىللارنىڭ تۆمۈر تەركىبلىك، ئۆزلۈكىدىن فلۇئورېسسېنسىيە بېرىدىغان قالدۇقى بولۇپ، ياشنىڭ چوڭىيىشى بىلەن توپلىنىدۇ؛ ئۇنىڭ بۇ يەردە تېز پەيدا بولۇشى تۆمۈر قوزغىغان جىددىي پېرئوكسىدلىنىشنى كلاسسىك قېرىش بەلگىسى بىلەن باغلايدۇ. نانومولار قويۇقلۇقتىكى مېتىلېن كۆكى ۋە SkQ1 نىڭ ھەر ئىككىسى پېرئوكسىدلىنىش، ئۆلۈم ۋە پىگمېنت توپلىنىشىنىڭ ئالدىنى ئالغان. ئايرىۋېلىنغان يۈرەك مىتوخوندرىيەلىرى بۇ ئەندىزىنى دەلىللىگەن: روتېنون بىلەن ئىككى ۋالېنتلىق تۆمۈر پېرئوكسىدلىنىش ۋە پىگمېنتقا ئوخشاش سىگنالنى قوزغىغان، ھەر ئىككى ماددا بۇنى توسقان. تولۇق جەريان H9c2 يۈرەك مۇسكۇل ھۈجەيرىلىرىدىكى تۆمۈرنىڭ ئارتۇق يۈكلىنىشى تەتقىقاتىدا دوكلات قىلىنغان. بۇ ھادىسىنىڭ پىگمېنتقا ئائىت تەرىپى لىپوفۇسسىن ۋە ھۈجەيرە قېرىشىنىڭ بەلگىلىرى بىلەن بىرلىكتە قارىلىدۇ.
ھۈجەيرە ھايات قېلىش سىناقلىرى نېمىنى كۆرسەتمەيدۇ؟
CellTiterBlue غا ئوخشاش ھاياتچانلىق ئۆلچەش ئۇسۇلى قوزغاتقۇچ ۋە قوغداش ئېھتىمالى بار ماددا قوشۇلغاندىن كېيىن، بىر تەجرىبە قاچىسىدا قانچە ھۈجەيرىنىڭ مېتابولىزم جەھەتتە ئاكتىپ قالغانلىقىنى كۆرسىتىدۇ. بۇ بەلگىلەنگەن سىستېمىدا بىر مېخانىزم سىنىقىدۇر. ئۇ داۋالاش نەتىجىسى ئەمەس. بۇ تەجرىبىلەرنىڭ ھېچبىرىدە بىر بىمارغا دورا مىقدارى بېرىلمىگەن، كېسەللىككە ئائىت ئاخىرقى نەتىجە ئۆلچەملىرى ئۆلچەنمىگەن ياكى بەدەندە داۋالاش دائىرىسى بېكىتىلمىگەن.
تۆت چەكلىمىنى ئېنىق بايان قىلىش كېرەك. بىرىنچىدىن، ھۈجەيرە تۈرلىرى چەكلىك: ئۆزگىرىشكە ئۇچرىغان ئۆپكە فىبروبلاستلىرى، بىر مىتوخوندرىيە كېسەللىكىگە ئائىت ھۈجەيرە لىنىيەسىنىمۇ ئۆز ئىچىگە ئالغان دەسلەپكى تېرە فىبروبلاستلىرى، چاشقان يۈرەك مۇسكۇل ھۈجەيرە لىنىيەسى، شۇنداقلا ئايرىۋېلىنغان چاشقان يۈرەك مىتوخوندرىيەلىرى. سەزگۈرلۈك ھۈجەيرە لىنىيەسىگە قاراپ ئوخشىمىغان، LHON لىنىيەسى بولسا تەتقىقات لايىھىسى بويىچە ئالاھىدە ئاجىز بولغان. ئىككىنچىدىن، قوزغاتقۇچلار تەجرىبىخانىدىكى چېكىدىن ئاشقان شارائىتلاردۇر: توشۇش ياكى بىرىكتۈرۈشنى پۈتۈنلەي توسۇش، شۇنداقلا ھېچقانداق توقۇلما قىسقا ۋاقىت ئىچىدە ئۇچرىمايدىغان تۆمۈر يۈكلىرى. ئۈچىنچىدىن، قويۇقلۇقنى ئاددىي كۆپەيتىش ئارقىلىق ئادەمگە بېرىلىدىغان مىقدارغا ئايلاندۇرغىلى بولمايدۇ. ئۆستۈرۈش مۇھىتىدىكى نانومولار قويۇقلۇق ئادەمگە بېرىلىدىغان مىقدار ئەمەس؛ مېتىلېن كۆكىنىڭ تارقىلىشى، قان ۋە توقۇلمىلاردا ئۇنىڭ رەڭسىز شەكلىگە قايتۇرۇلۇشى، يورۇقلۇققا ئۇچراش ۋە پەردە پوتېنسىيالى قاتارلىقلار تەجرىبە قاچىسى بىلەن ئادەم ئوتتۇرىسىدىكى پەرقلەرنى تەشكىل قىلىدۇ. تۆتىنچىدىن، تەكشۈرگۈچلەر پەقەت ئۆزى تۇرغان بۆلۈمنىلا كۆرسىتىدۇ. MitoCLox نىڭ ئوكسىدلىنىشى مىتوخوندرىيەدە لىپىد رادىكاللىرىنىڭ ھاسىل بولغانلىقىنى كۆرسىتىدۇ؛ ئۇ ئاخىرقى ھادىسە بولۇشى مۇمكىن بولغان پلازما پەردىسىنىڭ يېرىلىشىنىڭ يۇقىرى ئېقىندىكى جەرياننى توسۇش ئارقىلىق ۋاسىتىلىك ئالدى ئېلىنغانلىقىنى ئەمەس، بەلكى بىۋاسىتە ئالدى ئېلىنغانلىقىنى كۆرسەتمەيدۇ.
شۇڭا پاكىتقا سادىق يەكۈن شۇكى: بۇ مودېللاردا I كومپلېكستىن كەلگەن ROS بىلەن تۆمۈر بىرلىكتە فېرروپتوزدىن بۇرۇن يۈز بېرىدىغان مىتوخوندرىيە لىپىد پېرئوكسىدلىنىشىنى قوزغايدۇ، تۆۋەن قويۇقلۇقتىكى مېتىلېن كۆكى بولسا بۇ بۆلەكنى ئۈزىدۇ. بۇ بۆلەكتىن ھالقىغان ھەر قانداق يەكۈن ئۈچۈن ئالدى بىلەن ھايۋانلاردا، ئاندىن ئادەملەردە باشقا تەجرىبىلەرنى ئېلىپ بېرىش كېرەك.