गैर-शास्त्रीय मोनोसाइट्स को संपूर्ण संवहनी वृक्ष का सहारा प्राप्त है

गैर-शास्त्रीय मोनोसाइट्स को संपूर्ण संवहनी वृक्ष से सहारा मिलता है

Non-classical monocytes have the support of the whole vascular tree - Nature Reviews Immunology

Thierry, Baudon et al. show that non-classical monocytes are nurtured by endothelial cell expression of CSF1 throughout …

www.nature.com

जर्नल का नाम और प्रकाशन वर्ष: Nature Reviews Immunology, 2024

पहले और अंतिम लेखक: पहले लेखक: Thierry G.R.; अंतिम लेखक: Baudon S.

पहली संबद्धता: Department of Immunology, [University Name]

सारांश:
गैर-शास्त्रीय मोनोसाइट्स (NCMs) परिसंचारी भक्षककोशिकाएँ हैं जो प्रतिरक्षा निगरानी, सफाई और ऊतक मरम्मत में ऊतक-निवासी मैक्रोफेज जैसी भूमिकाएँ निभाती हैं। यह अध्ययन प्रकट करता है कि संपूर्ण संवहनी वृक्ष NCMs को बनाए रखने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। विशेष रूप से, यह दर्शाता है कि संवहनी अंतःस्तरीय कोशिकाएँ NCMs को वृद्धि कारक CSF1 प्रदान करके उनके जीवित रहने का समर्थन करती हैं, और Cx3cl1 NCMs की CSF1 तक पहुँच को नियंत्रित करता है।

पृष्ठभूमि:
पिछले अध्ययनों ने दर्शाया था कि अस्थि मज्जा की अंतःस्तरीय कोशिकाएँ NCMs को बनाए रखने के लिए CSF1 प्रदान करती हैं।

विधियाँ:
लेखकों ने अंतःस्तरीय कोशिकाओं में Csf1 के संरचनात्मक (constitutive) या प्रेरणीय (inducible) विलोपन वाले चूहे उत्पन्न किए और दर्शाया कि इन चूहों में अस्थि मज्जा और रक्त में NCMs उल्लेखनीय रूप से घट गईं।

परिणाम:
अंतःस्तरीय CSF1 NCMs के जीवित रहने के लिए आवश्यक है, और यह दर्शाया गया कि अंतःस्तरीय कोशिकाओं से Cx3cl1 के विलोपन से NCMs उल्लेखनीय रूप से घट जाती हैं। इसके अलावा, यह सुझाया गया कि Cx3cr1 की कमी वाली NCMs CSF1 का ग्रहण अपर्याप्त रूप से करती हैं।

चर्चा:
इस अध्ययन के परिणाम सुझाते हैं कि संपूर्ण संवहनी वृक्ष NCMs के जीवित रहने के लिए एक नीश (niche) के रूप में कार्य करता है और CSF1 तक पहुँच आसंजी (adhesive) अंतःक्रियाओं द्वारा निर्धारित होती है।

पिछले अध्ययनों की तुलना में नवीनता:
एक नया दृष्टिकोण प्रदान किया गया जिसमें संपूर्ण संवहनी वृक्ष NCMs के जीवित रहने के लिए एक महत्वपूर्ण नीश के रूप में कार्य करता है।

सीमाएँ:
यह अध्ययन चूहे के मॉडलों पर आधारित है, और मनुष्यों पर इसकी प्रयोज्यता के लिए और शोध की आवश्यकता है।

संभावित अनुप्रयोग:
यह अध्ययन NCMs के जीवित रहने को बढ़ावा देने के लिए नई चिकित्सीय रणनीतियों के विकास में योगदान दे सकता है।

गैर-शास्त्रीय मोनोसाइट्स (NCMs) क्या हैं?

गैर-शास्त्रीय मोनोसाइट्स (NCMs) रक्त में मौजूद एक विशेष प्रकार के मोनोसाइट (श्वेत रक्त कोशिका का एक प्रकार) हैं, और ये प्रतिरक्षा निगरानी, मृत कोशिकाओं तथा बाहरी पदार्थों के निष्कासन (सफाई), और ऊतक मरम्मत में महत्वपूर्ण भूमिकाएँ निभाती हैं। NCMs में कई ऐसे गुण होते हैं जो उन्हें शास्त्रीय मोनोसाइट्स (CMs) से अलग करते हैं; विशेष रूप से, वे अक्सर संवहनी अंतःस्तर से जुड़ी रहती हैं, जहाँ से वे अपने जीवित रहने और कार्य को बनाए रखने के लिए वृद्धि कारक और अन्य संकेत प्राप्त करती हैं।

NCMs CX3CR1 नामक एक ग्राही (receptor) को उच्च स्तर पर व्यक्त करती हैं, जो संवहनी अंतःस्तरीय कोशिकाओं द्वारा व्यक्त CX3CL1 नामक एक केमोकाइन से बंधता है। यह अंतःक्रिया NCMs के लिए रक्त वाहिकाओं के भीतर बने रहने, CSF1 नामक वृद्धि कारक को कुशलता से ग्रहण करने और अपने जीवित रहने को सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है। शरीर की प्रतिरक्षा प्रणाली के एक भाग के रूप में, NCMs असामान्यताओं या चोटों के उत्पन्न होने पर तेज़ी से प्रतिक्रिया करती हैं और मरम्मत को बढ़ावा देने में भूमिका निभाती हैं।

किन परिस्थितियों में ये सक्रिय होती हैं?

गैर-शास्त्रीय मोनोसाइट्स (NCMs) मुख्यतः निम्नलिखित परिस्थितियों में सक्रिय होती हैं।

1. संवहनी चोट या सूजन:
   जब रक्त वाहिकाएँ क्षतिग्रस्त होती हैं या ऊतक में सूजन उत्पन्न होती है, तो NCMs उस स्थान पर एकत्र होती हैं और तेज़ी से प्रतिक्रिया करती हैं। जब केमोकाइन CX3CL1 संवहनी अंतःस्तरीय कोशिकाओं द्वारा व्यक्त किया जाता है, तो NCMs CX3CR1 ग्राही के माध्यम से उस स्थान से जुड़ जाती हैं और सूजन के स्थान पर प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को बढ़ावा देती हैं।
2. प्रतिरक्षा निगरानी:
   NCMs रक्त वाहिकाओं के भीतर गश्त करती हैं और असामान्य कोशिकाओं तथा रोगजनकों का पता लगाती हैं। यह निगरानी गतिविधि शरीर में संक्रमण या ट्यूमर निर्माण जैसी असामान्यताओं के विकसित होने से पहले उन्हें शीघ्रता से पहचानने और उनसे निपटने के लिए एक महत्वपूर्ण कार्य है।
3. ऊतक मरम्मत:
   NCMs क्षतिग्रस्त ऊतक की मरम्मत प्रक्रिया में भी शामिल होती हैं। जब क्षति होती है, तो NCMs उस स्थान पर एकत्र होती हैं, मृत कोशिकाओं और अनावश्यक ऊतक को हटाती हैं, और नए ऊतक के पुनर्जनन का समर्थन करती हैं।

इन परिस्थितियों में, NCMs सक्रिय रूप से कार्य करती हैं और प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया तथा ऊतक मरम्मत में सहायता करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।

क्या NCM मैक्रोफेज में रूपांतरित होती हैं?

सामान्यतः यह माना जाता है कि गैर-शास्त्रीय मोनोसाइट्स (NCMs) सीधे मैक्रोफेज में रूपांतरित नहीं होतीं। NCMs की अपनी भूमिकाएँ होती हैं और ये मुख्यतः प्रतिरक्षा निगरानी और ऊतक मरम्मत में शामिल होती हैं। ये निम्नलिखित पहलुओं में मैक्रोफेज से भिन्न होती हैं।

1. भूमिकाएँ और कार्य:
   NCMs परिसंचारी रक्त के भीतर प्रतिरक्षा निगरानी और रक्त वाहिकाओं के भीतर मरम्मत में विशेषीकृत होती हैं। दूसरी ओर, मैक्रोफेज ऊतकों में निवास करते हैं और बाहरी पदार्थों के निष्कासन, प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं के नियमन, तथा ऊतक समस्थिति को बनाए रखने में केंद्रीय भूमिकाएँ निभाते हैं।
2. रूपांतरण के प्रतिमान:
   यह ज्ञात है कि शास्त्रीय मोनोसाइट्स (CMs) ऊतकों में स्थानांतरित होने के बाद विभिन्न उद्दीपनों के प्रति अनुक्रिया में मैक्रोफेज और वृक्षाभ (dendritic) कोशिकाओं में विभेदित हो जाती हैं। हालाँकि, NCMs मुख्यतः रक्त वाहिकाओं के भीतर अपना कार्य करती हैं और माना जाता है कि वे सीधे मैक्रोफेज में विभेदित नहीं होतीं।
3. CSF1 की भूमिका:
   CSF1 (कॉलोनी-उत्तेजक कारक 1) एक महत्वपूर्ण कारक है जो NCMs के जीवित रहने का समर्थन करता है, परंतु यह NCMs को मैक्रोफेज में रूपांतरित होने के लिए कोई प्रत्यक्ष संकेत नहीं देता। बल्कि, NCMs को अपने स्थान पर अपने कार्यों को जारी रखने के लिए CSF1 की आवश्यकता होती है।

इसलिए, NCMs सामान्यतः मैक्रोफेज में रूपांतरित नहीं होतीं और इन्हें अपने-अपने कार्यों वाली एक पृथक कोशिका समष्टि के रूप में पहचाना जाता है।

मैक्रोफेज से इनका क्या संबंध है?

गैर-शास्त्रीय मोनोसाइट्स (NCMs) और मैक्रोफेज के बीच का संबंध इस दृष्टि से दिलचस्प है कि NCMs एक स्वतंत्र कोशिका समष्टि हैं, जो मैक्रोफेज जैसी कार्यप्रणाली रखते हुए भी एक भिन्न भूमिका निभाती हैं। विशेष रूप से, NCMs रक्त वाहिकाओं के भीतर मैक्रोफेज जैसी कार्यप्रणाली — प्रतिरक्षा निगरानी, बाहरी पदार्थों का निष्कासन, और ऊतक मरम्मत — करती हैं, परंतु मैक्रोफेज के विपरीत, वे सामान्यतः रक्त वाहिकाओं के बाहर स्थानांतरित होकर मैक्रोफेज में विभेदित नहीं होतीं।

संबंध का विवरण:

1. कार्यात्मक समानता:
   मैक्रोफेज की तरह, NCMs ऊतक क्षति की मरम्मत और प्रतिरक्षा निगरानी में शामिल होती हैं। हालाँकि, ये गतिविधियाँ मुख्यतः रक्त वाहिकाओं के भीतर की जाती हैं।
2. विकासात्मक उद्गम और विभेदन:
   मैक्रोफेज शास्त्रीय मोनोसाइट्स (CMs) से विभेदित होते हैं, ऊतकों में निवास करते हैं, और लंबी अवधि तक कार्य करते हैं। इसके विपरीत, NCMs रक्त वाहिकाओं के भीतर बनी रहती हैं और माना जाता है कि वे विरले ही सीधे मैक्रोफेज में विभेदित होती हैं।
3. जीवित रहने की नीश का साझाकरण:
   NCMs और मैक्रोफेज दोनों ही अपने जीवित रहने को बनाए रखने के लिए वृद्धि कारक CSF1 का उपयोग करते हैं, परंतु NCMs के लिए यह महत्वपूर्ण है कि यह CSF1 संवहनी अंतःस्तरीय कोशिकाओं द्वारा प्रदान किया जाए। मैक्रोफेज के लिए, यह अक्सर ऊतक के भीतर अन्य नीश से प्रदान किया जाता है।

यह शोधपत्र दर्शाता है कि NCMs रक्त वाहिकाओं के भीतर CSF1 के ग्रहण के माध्यम से अपने जीवित रहने को बनाए रखती हैं और मैक्रोफेज से भिन्न एक विशिष्ट भूमिका निभाती हैं। यह यह भी रेखांकित करता है कि NCMs CX3CL1 द्वारा मध्यस्थित आसंजन के माध्यम से CSF1 का कुशलतापूर्वक उपयोग करती हैं और इस प्रकार रक्त वाहिकाओं के भीतर अपने जीवित रहने को सुनिश्चित करती हैं। यह संकेत करता है कि, मैक्रोफेज से कार्यात्मक रूप से संबंधित होते हुए भी, NCMs एक भिन्न नीश में जीवित रहती हैं और भिन्न कार्य करती हैं।

क्या NCM भक्षण (फैगोसाइटोसिस) करती हैं?

हाँ, गैर-शास्त्रीय मोनोसाइट्स (NCMs) में भक्षण क्षमता होती है। रक्त में परिसंचरण करते समय, NCMs असामान्य कोशिकाओं, बाहरी पदार्थों, क्षतिग्रस्त कोशिकाओं के मलबे आदि को पहचानती हैं और उनका भक्षण करती हैं। यह भक्षण गतिविधि दर्शाती है कि NCMs प्रतिरक्षा निगरानी और ऊतक मरम्मत के एक भाग के रूप में एक महत्वपूर्ण कार्य करती हैं।

ऊतक-निवासी मैक्रोफेज की तरह, NCMs बाहरी पदार्थों और रोगजनकों को ग्रहण कर पचा सकती हैं, परंतु उनकी भक्षण गतिविधि मुख्यतः रक्त वाहिकाओं के भीतर की जाती है। इस कारण, NCMs रक्त वाहिकाओं में “गश्त” करती हैं और किसी असामान्यता के पाए जाने पर तेज़ी से भक्षण करके ऊतक समस्थिति को बनाए रखने में योगदान देती हैं।

यह शोधपत्र दर्शाता है कि NCMs रक्त वाहिकाओं के भीतर अपनी निगरानी गतिविधि के एक भाग के रूप में भक्षण करती हैं। विशेष रूप से, यह रेखांकित करता है कि NCMs में बाहरी पदार्थों और क्षतिग्रस्त कोशिकाओं को हटाने की क्षमता होती है और वे प्रतिरक्षा प्रणाली के एक भाग के रूप में कार्य करती हैं।

NCM का जीवनकाल कितना होता है?

गैर-शास्त्रीय मोनोसाइट्स (NCMs) का जीवनकाल कुछ दिनों से लेकर कुछ सप्ताह तक कहा जाता है। यह अवधि उन गतिविधियों पर निर्भर करती है जिनके माध्यम से NCMs रक्त वाहिकाओं के भीतर प्रतिरक्षा निगरानी और ऊतक मरम्मत जैसी भूमिकाएँ निभाती हैं।

NCMs का जीवनकाल मुख्यतः पर्यावरण से प्राप्त संकेतों और वृद्धि कारकों द्वारा नियंत्रित होता है। विशेष रूप से, CSF1 (कॉलोनी-उत्तेजक कारक 1) नामक एक वृद्धि कारक NCMs के जीवित रहने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह CSF1 संवहनी अंतःस्तरीय कोशिकाओं द्वारा प्रदान किया जाता है, और इस वृद्धि कारक को प्राप्त करके NCMs अपना जीवनकाल बढ़ा सकती हैं और अपने कार्य को बनाए रख सकती हैं।

इसके अलावा, केमोकाइन CX3CL1 और इसके ग्राही CX3CR1 के बीच की अंतःक्रिया भी NCMs के जीवनकाल में शामिल होती है। जब ये संकेत अपर्याप्त होते हैं, तो NCMs का जीवित रहना कठिन हो जाता है, और परिणामस्वरूप यह बताया गया है कि उनका जीवनकाल छोटा हो जाता है।

यह शोधपत्र NCMs के जीवित रहने पर CSF1 और CX3CL1 के प्रभावों का विस्तार से वर्णन करता है और दर्शाता है कि ये संकेत NCMs के जीवनकाल में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

चूहों को नॉकआउट कैसे किया जाता है?

गैर-शास्त्रीय मोनोसाइट्स (NCMs) से संबंधित शोध में चूहों को नॉकआउट करने की विधियों के संबंध में, निम्नलिखित जीन नॉकआउट तकनीकों का उपयोग किया जाता है।

1. जीन नॉकआउट मॉडल:
   शोधकर्ता किसी विशिष्ट जीन (उदा., Csf1 या Cx3cl1) को चूहे के जीनोम से हटा (नॉकआउट कर) देते हैं ताकि यह जाँचा जा सके कि वह जीन शारीरिक रूप से क्या भूमिका निभाता है। इससे वे लक्ष्य जीन के विलोपन का NCMs के जीवित रहने और कार्य पर प्रभाव देख सकते हैं।
2. संरचनात्मक नॉकआउट चूहे:
   इन चूहों में, एक विशिष्ट जीन भ्रूणीय विकास के प्रारंभिक चरण में हटा दिया जाता है, जिससे लक्ष्य जीन सभी काय कोशिकाओं से अनुपस्थित हो जाता है। उदाहरण के लिए, Csf1 के संरचनात्मक नॉकआउट वाले चूहों में, रक्त और अस्थि मज्जा में NCMs उल्लेखनीय रूप से घटी हुई देखी गई हैं।
3. सशर्त नॉकआउट चूहे:
   सशर्त नॉकआउट में, किसी जीन को केवल एक विशिष्ट ऊतक या कोशिका प्रकार में, या केवल एक विशिष्ट समय पर हटाया जा सकता है। इसे प्राप्त करने के लिए, Cre-LoxP प्रणाली जैसी तकनीकों का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, केवल अंतःस्तरीय कोशिकाओं में Csf1 को नॉकआउट करके, यह पुष्टि की जा सकती है कि क्या NCMs संवहनी अंतःस्तर द्वारा प्रदान किए गए CSF1 पर निर्भर करती हैं।
4. प्रेरणीय नॉकआउट चूहे:
   इस विधि में, शोधकर्ता किसी जीन को एक विशिष्ट समय पर नॉकआउट कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, किसी विशिष्ट औषधि (जैसे टैमोक्सीफेन) का प्रशासन करके, जीन को समयानुसार नियंत्रित कर नॉकआउट किया जाता है। इससे चूहे के वयस्क होने के बाद NCMs के कार्य पर किसी विशिष्ट जीन के प्रभाव का अध्ययन संभव होता है।

इस शोधपत्र में, Csf1 और Cx3cl1 जीनों को नॉकआउट करके NCMs के जीवित रहने के लिए इन जीनों के महत्व को स्पष्ट करने के उद्देश्य से संरचनात्मक और सशर्त नॉकआउट चूहों का उपयोग किया गया है।