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रक्त-मस्तिष्क बाधा के रहस्यों को खोलना –

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रक्त-मस्तिष्क बाधा के रहस्यों को खोलना –

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सारांश: नए शोध से रक्त-मस्तिष्क बाधा की पारगम्यता के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी सामने आई है। ज़ेब्राफिश और माउस मॉडल का उपयोग करके, शोधकर्ताओं ने बाधा निर्माण और रखरखाव के लिए आवश्यक न्यूरोनल मूल के एक संकेत की पहचान की।

यह खोज बाधा की पारगम्यता में हेरफेर करने, दवा वितरण की प्रभावशीलता में सुधार करने और न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों या स्ट्रोक से होने वाले नुकसान को कम करने में मदद कर सकती है।

महत्वपूर्ण तथ्यों:

  1. अध्ययन रक्त-मस्तिष्क बाधा की पारगम्यता को विनियमित करने में स्पॉक1 जीन की महत्वपूर्ण भूमिका पर प्रकाश डालता है।
  2. स्पॉक1 में उत्परिवर्तन रक्त-मस्तिष्क बाधा में क्षेत्रीय पारगम्यता का कारण बनता है, जो चिकित्सा उपचार के लिए एक लक्ष्य प्रदान कर सकता है।
  3. ऐसा प्रतीत होता है कि स्पॉक1 प्रोटीन विकास के दौरान बाधा कोशिकाओं के उच्च-स्तरीय नियामक के रूप में कार्य करता है और मनुष्यों में संरक्षित होता है, जिससे यह आगे के शोध के लिए एक आकर्षक लक्ष्य बन जाता है।

झरना: हार्वर्ड

मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी के चारों ओर सुरक्षात्मक कोशिकाओं की महत्वपूर्ण परत, रक्त-मस्तिष्क बाधा, को कम या ज्यादा पारगम्य कैसे बनाती है, यह तंत्रिका विज्ञान में सबसे जटिल प्रश्नों में से एक रहा है।

यह समझना कि कुछ पदार्थों को अंदर जाने या बाहर रखने में बाधा कैसे काम करती है, रोग की प्रगति से लेकर दवा वितरण तक हर चीज पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालती है।

अब, हार्वर्ड मेडिकल स्कूल का एक नया अध्ययन, 11 जुलाई को प्रकाशित हुआ विकास सेलवैज्ञानिकों को इसकी खोज के एक कदम और करीब ला दिया है।

इसमें एक महिला का सिर दिखाया गया है.
ज़ेब्राफिश और चूहों के साथ प्रयोगों की एक श्रृंखला में, ओ’ब्राउन ने पुष्टि की कि स्पॉक1 उत्परिवर्तन के कारण कुछ क्षेत्रों में रक्त-मस्तिष्क बाधा पारगम्य हो गई, लेकिन अन्य में नहीं। श्रेय: तंत्रिका विज्ञान समाचार

जेब्राफिश और चूहों पर काम करते हुए, टीम ने पाया कि भ्रूण के विकास के दौरान रक्त-मस्तिष्क बाधा के उचित गठन के लिए न्यूरॉन्स में जीन से उत्पन्न होने वाला एक संकेत आवश्यक है और यह सुनिश्चित करने में मदद करता है कि बाधा पूरे वयस्कता में बरकरार रहे।

यदि आगे जानवरों के परीक्षणों और अंततः मनुष्यों में दोहराया जाता है, तो निष्कर्ष वैज्ञानिकों को रक्त-मस्तिष्क बाधा की पारगम्यता को नियंत्रित करने में मदद कर सकते हैं। ऐसा करने से, शोधकर्ता मस्तिष्क में कैंसर या मनोरोग संबंधी दवाएं पहुंचाने के अधिक प्रभावी तरीके विकसित कर सकते हैं और न्यूरोडीजेनेरेशन या स्ट्रोक के कारण होने वाली बाधा क्षति से निपटने के लिए बेहतर रणनीतियां विकसित कर सकते हैं।

विज्ञान का अनुसरण

रक्त-मस्तिष्क अवरोध बारीकी से आपस में जुड़ी कोशिकाओं (एंडोथेलियल कोशिकाएं, पेरिसाइट्स और एस्ट्रोसाइट्स) से बना होता है जो मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी की रक्त वाहिकाओं को रेखांकित करते हैं जो केंद्रीय तंत्रिका तंत्र का निर्माण करते हैं। साथ में, ये कोशिकाएं एक स्तरित, अर्ध-पारगम्य झिल्ली बनाती हैं जो हानिकारक पदार्थों के प्रवेश को रोकते हुए चुनिंदा रूप से पोषक तत्वों और छोटे अणुओं के प्रवेश की अनुमति देती है।

“सामान्य रोजमर्रा की जिंदगी में, आपको अपने रक्त में विषाक्त पदार्थों और रोगजनकों के आक्रमण से बचाने में मदद करने के लिए रक्त-मस्तिष्क अवरोध की आवश्यकता होती है,” मुख्य लेखिका नताशा ओ’ब्राउन, एचएमएस में सिस्टम बायोलॉजी शोधकर्ता, जो रटगर्स विश्वविद्यालय में अपनी प्रयोगशाला शुरू कर रही हैं, ने बताया। सितम्बर में।

अल्जाइमर या पार्किंसंस या स्ट्रोक जैसे न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों के मामले में, बाधा टूटने लगती है, जिससे केंद्रीय तंत्रिका तंत्र संक्रमण के प्रति संवेदनशील हो जाता है। दूसरी ओर, अवरोध की अभेद्यता मस्तिष्क तक दवा पहुंचाने में बाधा उत्पन्न करती है।

दशकों से, वैज्ञानिक जानते हैं कि रक्त-मस्तिष्क बाधा की पारगम्यता को आंशिक रूप से आसपास के वातावरण में कोशिकाओं द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जिसे सूक्ष्म वातावरण के रूप में जाना जाता है। हालाँकि, आस-पास की कोशिकाओं में मौजूद जीन काफी हद तक एक रहस्य बने हुए हैं।

शोधकर्ताओं को पता नहीं था कि एक महत्वपूर्ण सुराग मुख्य लेखक शॉन मेगसन की प्रयोगशाला में मछली टैंकों के अंदर तैरना था, जो एचएमएस में ब्लावाटनिक इंस्टीट्यूट में सिस्टम बायोलॉजी के प्रोफेसर थे।

ओ’ब्राउन थे नामक जीन का अध्ययन करना mfsd2aa जो, जब यह उत्परिवर्तित होता है, तो जेब्राफिश में रक्त-मस्तिष्क अवरोध पूरे मस्तिष्क में रिसाव का कारण बनता है। हालाँकि, उन्होंने नोट किया कि कुछ ज़ेब्राफिश के अग्रमस्तिष्क और मध्य मस्तिष्क में एक टपका हुआ अवरोध था, लेकिन रोम्बेंसफेलॉन में एक बरकरार था।

उन्होंने कहा, “यह अवलोकन मुझे उस जीन को खोजने की राह पर ले गया जो रक्त-मस्तिष्क अवरोध को क्षेत्रीय रूप से लीकेज बनाता है।”

एक नया चरित्र उभरता है

ओ’ब्राउन ने जेब्राफिश पर आनुवंशिक जांच की और पाया कि क्षेत्र-विशिष्ट बाधा उल्लंघन एक उत्परिवर्तन से संबंधित था हाँचेचक1 – एक जीन जिसका नाम उसे स्टार ट्रेक चरित्र की याद दिलाता था लेकिन अन्यथा अपरिचित था।

ज़ेब्राफिश और चूहों के साथ प्रयोगों की एक श्रृंखला में, ओ’ब्राउन ने पुष्टि की कि ए स्पॉक1 उत्परिवर्तन के कारण रक्त-मस्तिष्क अवरोध कुछ क्षेत्रों में पारगम्य हो गया, लेकिन अन्य में नहीं। उसने वो भी देखा स्पॉक1 यह रेटिना, मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी में न्यूरॉन्स में व्यक्त किया गया था, लेकिन उन कोशिकाओं में नहीं जो बाधा उत्पन्न करती हैं।

अनुवर्ती प्रयोगों में, ए वाले जानवर स्पॉक1 उत्परिवर्तन में इसकी एंडोथेलियल कोशिकाओं पर अधिक पुटिकाएं (अंतरकोशिकीय बुलबुले जो रक्त-मस्तिष्क बाधा के पार बड़े अणुओं को ले जा सकते हैं) थीं। उनके पास एक छोटी बेसमेंट झिल्ली भी थी, जो बाधा पर एंडोथेलियल कोशिकाओं और पेरिसाइट्स के बीच पाए जाने वाले प्रोटीन का एक नेटवर्क था।

कोशिका-दर-कोशिका आरएनए विश्लेषण से यह पता चला स्पॉक1 इसने एंडोथेलियल कोशिकाओं और रक्त-मस्तिष्क बाधा में पेरिसाइट्स में जीन अभिव्यक्ति में परिवर्तन किया, लेकिन अन्य प्रकार की मस्तिष्क कोशिकाओं में नहीं।

जब ओ’ब्राउन ने एक खुराक का इंजेक्शन लगाया मानव SPOCK1 जेब्राफिश के मस्तिष्क में प्रोटीन, पेरिसाइट्स की मरम्मत करके लगभग 50 प्रतिशत रक्त-मस्तिष्क बाधा कार्य को बहाल करता हैआणविक स्तर पर एंडोथेलियल सेल इंटरैक्शन।

इन निष्कर्षों के आधार पर, शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि Spock1 न्यूरॉन्स द्वारा उत्पादित प्रोटीन रक्त-मस्तिष्क बाधा तक जाता है, जहां यह विकास के दौरान उचित बाधा निर्माण शुरू करता है और बाद में बाधा को बनाए रखने में मदद करता है।

स्पॉक1 यह एक शक्तिशाली स्रावित तंत्रिका संकेत है जो इन रक्त वाहिकाओं में अवरोध गुणों को बढ़ावा और प्रेरित कर सकता है; इसके बिना, आपको कार्यात्मक रक्त-मस्तिष्क अवरोध नहीं मिलता है,” ओ’ब्राउन ने कहा। “यह गैस स्टोव पर एक चिंगारी की तरह है, जो एक संकेत प्रदान करती है जो बैरियर प्रोग्राम को चालू करने के लिए कहती है।”

चित्र पूरा करना

यह अध्ययन प्रसिद्ध रक्त-मस्तिष्क बाधा जीवविज्ञानी चेंगहुआ गु, एचएमएस में न्यूरोबायोलॉजी के प्रोफेसर, हॉवर्ड ह्यूजेस मेडिकल इंस्टीट्यूट अन्वेषक और नए पेपर के लेखक के बढ़ते शोध को जोड़ता है।

उनकी प्रयोगशाला एक सेलुलर तस्करी प्रणाली का अध्ययन कर रही है जो रक्त-मस्तिष्क बाधा की पारगम्यता को नियंत्रित करती प्रतीत होती है mfsd2aऔर इसमें शामिल सूक्ष्म पर्यावरण के अन्य पहलुओं का पता लगाएं। संचयी रूप से, यह कार्य वैज्ञानिकों को रक्त-मस्तिष्क अवरोध कैसे काम करता है, इसकी पूरी तस्वीर प्रदान करता है।

यह पूरी तस्वीर प्राप्त करना आवश्यक है क्योंकि शोधकर्ता बाधा की पारगम्यता में हेरफेर करने का प्रयास करते हैं। दवा वितरण के लिए, वे अक्सर अवरोध को अधिक पारगम्य बनाना चाहते हैं ताकि कैंसर या मानसिक विकारों के लिए प्रभावी मानी जाने वाली चिकित्सा मस्तिष्क तक पहुंच सके और अपना काम कर सके।

पार्किंसंस और अल्जाइमर जैसी न्यूरोडीजेनेरेटिव बीमारियों या स्ट्रोक जैसी स्थितियों के लिए, वैज्ञानिक रक्त-मस्तिष्क बाधा की संबंधित गिरावट का प्रतिकार करना चाहते हैं जो केंद्रीय तंत्रिका तंत्र को बाहरी आक्रामकता के प्रति संवेदनशील बनाता है।

ओ’ब्राउन ने यह नोट किया स्पॉक1 यह रक्त-मस्तिष्क बाधा गुणों की निगरानी के लिए एक विशेष रूप से आकर्षक लक्ष्य है क्योंकि यह मनुष्यों में संरक्षित है और विकास के दौरान बाधा कोशिकाओं के उच्च-स्तरीय नियामक के रूप में कार्य करता प्रतीत होता है।

अब आप यह पता लगाना चाहते हैं कि बैरियर में पेरिसाइट्स की विभिन्न वंशावली किस प्रकार अलग-अलग तरीके से प्रभावित होती हैं स्पॉक1 संकेतन. वह यह देखने के लिए स्ट्रोक्स के मॉडल का परीक्षण भी करना चाहेंगे कि क्या वे परिणाम दे रहे हैं स्पॉक1 यह रक्त-मस्तिष्क बाधा पर स्ट्रोक के प्रभाव का प्रतिकार कर सकता है।

ओ’ब्राउन ने कहा, “यह पहला तंत्रिका संकेत नहीं है जो वैज्ञानिकों ने पाया है, लेकिन यह न्यूरॉन्स से पहला संकेत है जो विशेष रूप से बाधा गुणों को नियंत्रित करता है।” “मुझे लगता है कि यह स्विच को फ़्लिप करने का प्रयास करने के लिए इसे एक शक्तिशाली उपकरण बनाता है।”

लेखकत्व, वित्त पोषण, प्रकटीकरण

पेपर के अन्य लेखकों में एचएमएस से निकित पटेल और एलन क्लेन और कोलोन विश्वविद्यालय से उर्सुला हार्टमैन शामिल हैं।

धन: शोध को डेमन रूनियन कैंसर रिसर्च फाउंडेशन, नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ (K99HD103911; R01HD096755; R35NS116820), एक एलन प्रतिष्ठित अन्वेषक पुरस्कार और एक हॉवर्ड ह्यूजेस मेडिकल इंस्टीट्यूट स्कॉलर प्रोफेसर फेलोशिप द्वारा समर्थित किया गया था।

आनुवंशिकी और तंत्रिका विज्ञान में इस शोध समाचार के बारे में

लेखक: डेनिस नीलॉन
झरना: हार्वर्ड
संपर्क करना: डेनिस नीलॉन-हार्वर्ड
छवि: छवि का श्रेय न्यूरोसाइंस न्यूज़ को दिया गया है।

मूल अनुसंधान: खुला एक्सेस।
स्रावित तंत्रिका संकेत Spock1 रक्त-मस्तिष्क अवरोध के विकास को बढ़ावा देता हैनताशा ओ’ब्राउन एट अल द्वारा। विकास सेल


अमूर्त

स्रावित तंत्रिका संकेत Spock1 रक्त-मस्तिष्क अवरोध के विकास को बढ़ावा देता है

ब्लड-ब्रेन बैरियर (बीबीबी) मस्तिष्क वाहिका के गुणों का एक अनूठा सेट है जो प्रोटीन और छोटे अणुओं के लिए इसकी पारगम्यता को गंभीर रूप से प्रतिबंधित करता है। चिकन और बटेर काइमेरा के शास्त्रीय अध्ययनों से पता चला है कि ये गुण मस्तिष्क वाहिका के लिए आंतरिक नहीं हैं, बल्कि आसपास के तंत्रिका ऊतक से प्रेरित हैं।

यहां, हम जेब्राफिश और चूहों में बीबीबी पारगम्यता को विनियमित करने के लिए एक उम्मीदवार तंत्रिका संकेत के रूप में स्पॉक1 की पहचान करते हैं। मोज़ेक आनुवंशिक विश्लेषण से पता चलता है कि न्यूरोनल रूप से व्यक्त स्पॉक1 एक कार्यात्मक बीबीबी के लिए स्वायत्त रूप से आवश्यक कोशिका है।

लीक होना स्पॉक1 म्यूटेंट परिवर्तित बाह्यकोशिकीय मैट्रिक्स (ईसीएम), बढ़े हुए एंडोथेलियल ट्रांसकाइटोसिस और परिवर्तित पेरिसिटो-एंडोथेलियल इंटरैक्शन से जुड़ा है। इसके अलावा, पुनः संयोजक SPOCK1 की एक खुराक आंशिक रूप से BBB फ़ंक्शन को पुनर्स्थापित करती है स्पॉक1 जिलेटिनस गतिविधि को बंद करके और बीबीबी जीन की संवहनी अभिव्यक्ति को बहाल करके उत्परिवर्ती mcamb.

ये विश्लेषण एक मॉडल का समर्थन करते हैं जिसमें न्यूरोनल रूप से स्रावित स्पॉक1 ईसीएम को बदलकर बीबीबी के गुणों को शुरू करता है, जिससे पेरिसिटो-एंडोथेलियल इंटरैक्शन और डाउनस्ट्रीम संवहनी जीन अभिव्यक्ति को विनियमित किया जाता है।

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