हेमेटोपोएटिक स्टेम सेल

From LTRC

अगस्त 2015

हेमेटोपोएटिक स्टेम सेल
latin cellula haematopoietica praecursoria
precursor हेमंजियोब्लास्ट
system हेमेटोपोएटिक प्रणाली
function स्टेम सेल जो अन्य रक्त कोशिकाओं को जन्म देते हैं
location अस्थि मज्जा
acronym HSC
एक कोशिका जो हेमेटोपोएसिस के दौरान प्रोजेनिटर कोशिका से उत्पन्न होती है। माइलॉयड कोशिकाएं ग्रैनुलोसाइट्स, मोनोसाइट्स, एरिथ्रोसाइट्स या प्लेटलेट्स बन सकती हैं।

हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाएं (HSCs) वे स्टेम सेल[1] हैं जो अन्य रक्त कोशिकाओं को जन्म देती हैं। इस प्रक्रिया को हेमेटोपोएसिस कहा जाता है।[2] कशेरुकी जीवों में, पहली निश्चित HSCs भ्रूण महाधमनी की वेंट्रल एंडोथेलियल दीवार से (मध्य-गर्भावस्था के दौरान) महाधमनी-गोनाड-मेसोनेफ्रॉस क्षेत्र के भीतर, एंडोथेलियल-से-हेमेटोपोएटिक संक्रमण के रूप में जानी जाने वाली प्रक्रिया के माध्यम से उत्पन्न होती हैं। वयस्कों में, हेमेटोपोएसिस अधिकांश हड्डियों के केंद्र में स्थित लाल अस्थि मज्जा में होता है। लाल अस्थि मज्जा भ्रूण की मेसोडर्म नामक परत से उत्पन्न होती है। हालिया अध्ययन ने अकशेरुकी कंकालों के भीतर हेमेटोपोएटिक स्टेम सेल (HSC) निकेत (niches) की पहली वैश्विक खोज को चिह्नित किया है—जिसने इस लंबे समय से चली आ रही धारणा को पलट दिया है कि कंकाल हेमेटोपोएसिस केवल कशेरुकी जीवों तक ही सीमित है।

हेमेटोपोएसिस वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा सभी परिपक्व रक्त कोशिकाओं का उत्पादन होता है। इसे भारी उत्पादन आवश्यकताओं (औसत व्यक्ति प्रतिदिन 500 बिलियन से अधिक रक्त कोशिकाओं का उत्पादन करता है)[3] और परिसंचरण में प्रत्येक रक्त कोशिका प्रकार की संख्या को विनियमित करने की आवश्यकता के बीच संतुलन बनाना होता है। कशेरुकी जीवों में, हेमेटोपोएसिस का विशाल बहुमत अस्थि मज्जा में होता है और यह सीमित संख्या में हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाओं से उत्पन्न होता है जो मल्टीपोटेंट (बहुशक्तिशाली) होती हैं और व्यापक स्व-नवीनीकरण में सक्षम होती हैं।

हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाएं विभिन्न प्रकार की रक्त कोशिकाओं को जन्म देती हैं, जिन्हें माइलॉयड और लिम्फोइड लाइनों में विभाजित किया जाता है। माइलॉयड कोशिकाओं में मोनोसाइट्स, मैक्रोफेज्स, न्यूट्रोफिल्स, बेसोफिल्स, इओसिनोफिल्स, एरिथ्रोसाइट्स और मेगाकैरियोसाइट्स से प्लेटलेट्स शामिल हैं। लिम्फोइड कोशिकाओं में T कोशिकाएं, B कोशिकाएं, नेचुरल किलर कोशिकाएं और इननेट लिम्फोइड कोशिकाएं शामिल हैं। माइलॉयड और लिम्फोइड दोनों वंश डेंड्रिटिक कोशिका निर्माण में शामिल होते हैं।

हेमेटोपोएटिक स्टेम सेल की परिभाषा 1961 में उनकी पहली खोज के बाद से विकसित हुई है।[4] हेमेटोपोएटिक ऊतक में दीर्घकालिक और अल्पकालिक पुनर्जनन क्षमताओं वाली कोशिकाएं और प्रतिबद्ध मल्टीपोटेंट, ओलिगोपोटेंट, और यूनिपोटेंट प्रोजेनिटर कोशिकाएं होती हैं। हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाएं माइलॉयड ऊतक में कोशिकाओं का 1:10,000 हिस्सा होती हैं।

HSC प्रत्यारोपण का उपयोग कैंसर और अन्य प्रतिरक्षा प्रणाली विकारों के उपचार में उनकी पुनर्योजी गुणों के कारण किया जाता है।[5]

संरचना

ये गोल, गैर-आसंजक (non-adherent) होती हैं, जिनमें एक गोल नाभिक और कम साइटोप्लाज्म-से-नाभिक अनुपात होता है। आकार में, हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाएं लिम्फोसाइट्स के समान होती हैं।

स्थान

भ्रूण विकास (माउस और मानव) के दौरान सबसे पहली हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाएं महाधमनी-गोनाड-मेसोनेफ्रॉस क्षेत्र और विटेलिन और गर्भनाल धमनियों में पाई जाती हैं।[6] थोड़े समय बाद, HSCs प्लेसेंटा, योक सैक, भ्रूण के सिर और भ्रूण के यकृत में भी पाई जाती हैं।

स्टेम और प्रोजेनिटर कोशिकाओं को सुई और सिरिंज का उपयोग करके इलियाक क्रेस्ट पर पेल्विस से लिया जा सकता है।[7] कोशिकाओं को तरल के रूप में निकाला जा सकता है (कोशिका आकृति विज्ञान को देखने के लिए स्मीयर करने हेतु) या उन्हें कोर बायोप्सी के माध्यम से निकाला जा सकता है (कोशिकाओं की वास्तुकला या एक-दूसरे और हड्डी के साथ उनके संबंध को बनाए रखने के लिए)।

उपप्रकार

एक कॉलोनी-फॉर्मिंग यूनिट (CFU) HSC का एक उपप्रकार है। (शब्द का यह अर्थ सूक्ष्मजीवों की कॉलोनी-फॉर्मिंग यूनिट से अलग है, जो एक कोशिका गणना इकाई है।) HSC कॉलोनी-फॉर्मिंग यूनिट्स कई प्रकार की होती हैं:

उपरोक्त CFUs वंश पर आधारित हैं। एक अन्य CFU, कॉलोनी-फॉर्मिंग यूनिट–प्लीहा (CFU-S), एक इन विवो क्लोनल कॉलोनी गठन का आधार था, जो 8 से 12 दिनों के बाद विकिरणित चूहों की प्लीहा में परिपक्व हेमेटोपोएटिक कोशिकाओं के क्लोन को जन्म देने के लिए अस्थि मज्जा कोशिकाओं की क्षमता पर निर्भर करता है। इसका उपयोग शुरुआती अध्ययनों में व्यापक रूप से किया गया था, लेकिन अब इसे स्टेम कोशिकाओं के बजाय अधिक परिपक्व प्रोजेनिटर या ट्रांजिट-एम्प्लीफाइंग कोशिकाओं को मापने वाला माना जाता है।

स्टेम कोशिकाओं को अलग करना

আরও দেখুন: हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाओं को अलग करने की तकनीकें

चूंकि हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाओं को एक शुद्ध आबादी के रूप में अलग नहीं किया जा सकता है, इसलिए उन्हें माइक्रोस्कोप में पहचानना संभव नहीं है। हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाओं को फ्लो साइटोमेट्री के उपयोग से पहचाना या अलग किया जा सकता है, जहां आसपास की रक्त कोशिकाओं से दुर्लभ हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाओं को अलग करने के लिए कई अलग-अलग कोशिका सतह मार्करों (विशेष रूप से CD34) के संयोजन का उपयोग किया जाता है। हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाओं में परिपक्व रक्त कोशिका मार्करों की अभिव्यक्ति की कमी होती है और इसलिए उन्हें Lin- कहा जाता है। वंश मार्करों की अभिव्यक्ति की कमी का उपयोग हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाओं को अलग करने के लिए कई सकारात्मक कोशिका-सतह मार्करों का पता लगाने के साथ संयोजन में किया जाता है। इसके अलावा, हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाएं अपने छोटे आकार और रोडामाइन 123 (रोडामाइन lo) या होएक्स्ट 33342 (साइड पॉपुलेशन) जैसे महत्वपूर्ण रंगों के साथ कम धुंधलापन द्वारा पहचानी जाती हैं।

कार्य

हेमेटोपोएसिस प्रक्रिया के दौरान हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाओं से उत्पन्न होने वाली कोशिकाओं का आरेख

हेमेटोपोएसिस

মূল নিবন্ধ: हेमेटोपोएसिस

हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाएं हेमेटोपोएसिस के लिए आवश्यक हैं, जो रक्त के भीतर कोशिकाओं का निर्माण है। हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाएं सभी रक्त कोशिका प्रकारों की भरपाई कर सकती हैं (अर्थात, मल्टीपोटेंट हैं) और स्व-नवीनीकरण कर सकती हैं। हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाओं की एक छोटी संख्या बहुत बड़ी संख्या में बेटी हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाओं को उत्पन्न करने के लिए विस्तार कर सकती है। इस घटना का उपयोग अस्थि मज्जा प्रत्यारोपण में किया जाता है,[8] जब हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाओं की एक छोटी संख्या हेमेटोपोएटिक प्रणाली का पुनर्निर्माण करती है। यह प्रक्रिया इंगित करती है कि, अस्थि मज्जा प्रत्यारोपण के बाद, दो बेटी हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाओं में सममित कोशिका विभाजन होना चाहिए।

माना जाता है कि स्टेम सेल स्व-नवीनीकरण अस्थि मज्जा में स्टेम सेल निकेत में होता है, और यह मानना उचित है कि इस निकेत में मौजूद प्रमुख संकेत स्व-नवीनीकरण में महत्वपूर्ण होंगे।[2] HSC स्व-नवीनीकरण के लिए पर्यावरणीय और आणविक आवश्यकताओं में बहुत रुचि है, क्योंकि HSC की खुद को फिर से भरने की क्षमता को समझने से अंततः इन विट्रो में HSC की विस्तारित आबादी का निर्माण संभव हो सकेगा जिनका उपयोग चिकित्सीय रूप से किया जा सकता है।

सुप्तावस्था (Quiescence)

हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाएं (HSCs), सभी वयस्क स्टेम कोशिकाओं की तरह, मुख्य रूप से सुप्तावस्था (quiescence), या प्रतिवर्ती विकास अवरोध की स्थिति में मौजूद होती हैं। सुप्त HSCs का परिवर्तित चयापचय कोशिकाओं को हाइपोक्सिक अस्थि मज्जा (bone marrow) के वातावरण में लंबे समय तक जीवित रहने में मदद करता है।[9] जब कोशिका मृत्यु या क्षति द्वारा उकसाया जाता है, तो हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाएं सुप्तावस्था से बाहर निकलती हैं और फिर से सक्रिय रूप से विभाजित होना शुरू कर देती हैं। निष्क्रियता से प्रसार और वापस जाने की प्रक्रिया MEK/ERK पाथवे और PI3K/AKT/mTOR पाथवे द्वारा नियंत्रित होती है। इन संक्रमणों का कुनियमन (dysregulation) स्टेम सेल की समाप्ति, या रक्त प्रणाली में सक्रिय हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाओं के क्रमिक नुकसान का कारण बन सकता है।

गतिशीलता (Mobility)

हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाओं में अन्य अपरिपक्व रक्त कोशिकाओं की तुलना में अस्थि मज्जा अवरोध (bone marrow barrier) को पार करने की अधिक क्षमता होती है, और इस प्रकार, वे एक हड्डी की अस्थि मज्जा से दूसरी हड्डी तक रक्त में यात्रा कर सकती हैं। यदि वे थाइमस में बस जाती हैं, तो वे T कोशिकाओं में विकसित हो सकती हैं। भ्रूण और अन्य एक्स्ट्रामेडुलरी हेमेटोपोएसिस (extramedullary hematopoiesis) के मामले में, हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाएं यकृत या प्लीहा में भी बस सकती हैं और विकसित हो सकती हैं।

यह हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाओं को सीधे रक्त से एकत्र (harvest) करने में सक्षम बनाता है।

नैदानिक महत्व

प्रत्यारोपण (Transplant)

মূল নিবন্ধ: Hematopoietic stem cell transplantation

हेमेटोपोएटिक स्टेम सेल प्रत्यारोपण (HSCT) मल्टीपोटेंट हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाओं का प्रत्यारोपण है, जो आमतौर पर अस्थि मज्जा, परिधीय रक्त (peripheral blood), या गर्भनाल रक्त (umbilical cord blood) से प्राप्त होता है।[10] यह ऑटोलॉगस (रोगी की अपनी स्टेम कोशिकाओं का उपयोग), एलोजेनिक (स्टेम कोशिकाएं किसी दाता से आती हैं) या सिनजेनिक (एक समान जुड़वां से) हो सकता है।

यह सबसे अधिक बार रक्त या अस्थि मज्जा के कुछ कैंसर, जैसे मल्टीपल मायलोमा या ल्यूकेमिया के रोगियों के लिए किया जाता है।[11] इन मामलों में, प्रत्यारोपण से पहले आमतौर पर विकिरण या कीमोथेरेपी के साथ प्राप्तकर्ता की प्रतिरक्षा प्रणाली को नष्ट कर दिया जाता है। संक्रमण और ग्राफ्ट-वर्सेस-होस्ट रोग (graft-versus-host disease) एलोजेनिक HSCT की प्रमुख जटिलताएं हैं।

परिसंचारी परिधीय रक्त से स्टेम कोशिकाओं को एकत्र करने के लिए, रक्त दाताओं को एक साइटोकाइन, जैसे कि ग्रैनुलोसाइट-कॉलोनी स्टिमुलेटिंग फैक्टर (G-CSF) का इंजेक्शन दिया जाता है, जो कोशिकाओं को अस्थि मज्जा छोड़ने और रक्त वाहिकाओं में संचारित होने के लिए प्रेरित करता है।[12] स्तनधारी भ्रूणविज्ञान में, पहली निश्चित हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाएं AGM (महाधमनी-गोनाड-मेसोनेफ्रोस) में पाई जाती हैं, और फिर जन्म से पहले अस्थि मज्जा को उपनिवेशित करने से पहले भ्रूण के यकृत में बड़े पैमाने पर विस्तारित होती हैं।

हेमेटोपोएटिक स्टेम सेल प्रत्यारोपण कई संभावित जटिलताओं के साथ एक खतरनाक प्रक्रिया बनी हुई है; यह जीवन-धमकाने वाली बीमारियों वाले रोगियों के लिए आरक्षित है। जैसे-जैसे प्रक्रिया के बाद जीवित रहने की दर बढ़ी है, इसका उपयोग कैंसर से परे ऑटोइम्यून बीमारियों[13] और वंशानुगत कंकाल डिस्प्लेसिया (skeletal dysplasias); विशेष रूप से घातक शिशु ऑस्टियोपेट्रोसिस (malignant infantile osteopetrosis) और म्यूकोपॉलीसेकेराइडोसिस तक विस्तारित हो गया है।

स्टेम कोशिकाओं का उपयोग विभिन्न प्रकार के ऊतकों को पुनर्जीवित करने के लिए किया जा सकता है। HCT को क्रोनिक मायलोइड ल्यूकेमिया, एक्यूट लिम्फैटिक ल्यूकेमिया, अप्लास्टिक एनीमिया, और हीमोग्लोबिनोपैथी के साथ-साथ एक्यूट मायलोइड ल्यूकेमिया और प्राथमिक प्रतिरक्षा कमियों के लिए एक स्थापित चिकित्सा के रूप में माना जाता है। हेमेटोपोएटिक प्रणाली का पुनर्जनन आमतौर पर कीमो- या विकिरण चिकित्सा और HCT के 2-4 सप्ताह बाद प्राप्त किया जाता है। HSCs का गैर-हेमेटोपोएटिक ऊतक पुनर्जनन में उनके उपयोग के लिए नैदानिक रूप से परीक्षण किया जा रहा है।[14]

हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाओं की उम्र बढ़ना

DNA क्षति

उम्र बढ़ने के दौरान दीर्घकालिक हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाओं में DNA स्ट्रैंड ब्रेक जमा हो जाते हैं।[15] यह संचय DNA मरम्मत और प्रतिक्रिया मार्गों के व्यापक क्षीणन (attenuation) से जुड़ा है जो HSC सुप्तावस्था पर निर्भर करता है। नॉन-होमोलॉगस एंड जॉइनिंग (NHEJ) एक ऐसा मार्ग है जो DNA में डबल-स्ट्रैंड ब्रेक की मरम्मत करता है। NHEJ को "नॉन-होमोलॉगस" कहा जाता है क्योंकि ब्रेक सिरों को होमोलॉगस टेम्पलेट की आवश्यकता के बिना सीधे जोड़ा (ligated) जाता है। NHEJ मार्ग कई प्रोटीनों पर निर्भर करता है जिसमें लिगेज 4, DNA पॉलीमरेज म्यू और NHEJ फैक्टर 1 (NHEJ1, जिसे Cernunnos या XLF के रूप में भी जाना जाता है) शामिल हैं।

DNA लिगेज 4 (Lig4) की NHEJ द्वारा डबल-स्ट्रैंड ब्रेक की मरम्मत में एक अत्यधिक विशिष्ट भूमिका है। चूहे में Lig4 की कमी उम्र बढ़ने के दौरान हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाओं के क्रमिक नुकसान का कारण बनती है।[16] प्लुरिपोटेंट स्टेम कोशिकाओं में Lig4 की कमी के परिणामस्वरूप DNA डबल-स्ट्रैंड ब्रेक का संचय और बढ़ा हुआ एपोप्टोसिस (apoptosis) होता है।

पॉलीमरेज म्यू म्यूटेंट चूहों में, हेमेटोपोएटिक कोशिका विकास कई परिधीय और अस्थि मज्जा कोशिका आबादी में दोषपूर्ण होता है, जिसमें अस्थि मज्जा कोशिका संख्या में लगभग 40% की कमी होती है, जिसमें कई हेमेटोपोएटिक वंश शामिल हैं।[17] हेमेटोपोएटिक प्रोजेनिटर कोशिकाओं की विस्तार क्षमता भी कम हो जाती है। ये विशेषताएं हेमेटोपोएटिक ऊतक में डबल-स्ट्रैंड ब्रेक की मरम्मत करने की कम क्षमता के साथ सहसंबद्ध हैं।

चूहों में NHEJ फैक्टर 1 की कमी हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाओं की समय से पहले उम्र बढ़ने की ओर ले जाती है, जैसा कि कई साक्ष्यों द्वारा इंगित किया गया है, जिसमें यह प्रमाण भी शामिल है कि दीर्घकालिक पुनर्संस्थापन (repopulation) दोषपूर्ण है और समय के साथ खराब हो जाता है।[18] NHEJ1 की कमी के मानव प्रेरित प्लुरिपोटेंट स्टेम सेल मॉडल का उपयोग करते हुए, यह दिखाया गया था कि NHEJ1 की आदिम हेमेटोपोएटिक प्रोजेनिटर्स के अस्तित्व को बढ़ावा देने में एक महत्वपूर्ण भूमिका है। इन NHEJ1-कमी वाली कोशिकाओं में एक कमजोर NHEJ1-मध्यस्थता मरम्मत क्षमता होती है जो स्पष्ट रूप से शारीरिक तनाव, सामान्य चयापचय और आयनकारी विकिरण द्वारा प्रेरित DNA क्षति से निपटने में असमर्थ है।

Lig4, DNA पॉलीमरेज म्यू और NHEJ1 की कमी के प्रति हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाओं की संवेदनशीलता यह बताती है कि NHEJ स्टेम कोशिकाओं की समय के साथ शारीरिक तनाव के खिलाफ खुद को बनाए रखने की क्षमता का एक प्रमुख निर्धारक है।[16] रॉसी एट अल. ने पाया कि अंतर्जात DNA क्षति उम्र के साथ जमा होती है, यहां तक कि वाइल्ड टाइप हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाओं में भी, और सुझाव दिया कि DNA क्षति का संचय स्टेम सेल की उम्र बढ़ने का एक महत्वपूर्ण शारीरिक तंत्र हो सकता है।

क्लोनल विविधता का नुकसान

एक अध्ययन से पता चलता है कि 70 वर्ष की आयु के आसपास हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाओं (HSC) की क्लोनल विविधता काफी कम हो जाती है तेजी से बढ़ने वाले कुछ क्लोन तक, जो वृद्धावस्था के एक नए सिद्धांत की पुष्टि करता है, जो स्वस्थ वृद्धावस्था को सक्षम बना सकता है।[19] उल्लेखनीय है कि उम्र बढ़ने के दौरान क्लोनल विविधता में इस बदलाव की सूचना पहले 2008 में सैन डिएगो, कैलिफोर्निया में क्रिस्टा मुलर-सीबर्ग प्रयोगशाला द्वारा म्यूरिन (मूषक) प्रणाली के लिए दी गई थी।

अनुसंधान

कल्चर में व्यवहार

एक कोबलस्टोन एरिया-फॉर्मिंग सेल (CAFC) परख (assay) एक सेल कल्चर-आधारित अनुभवजन्य परख है। जब इसे स्ट्रोमल फीडर लेयर के एक संगम कल्चर पर रखा जाता है,[20] तो हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाओं का एक अंश अंतराल के बीच रेंगता है (भले ही स्ट्रोमल कोशिकाएं एक-दूसरे को छू रही हों) और अंततः स्ट्रोमल कोशिकाओं और सबस्ट्रेटम (यहाँ डिश की सतह) के बीच बस जाता है या स्ट्रोमल कोशिकाओं के बीच कोशिकीय प्रक्रियाओं में फंस जाता है। एम्पेरिपोलेसिस वह इन विवो घटना है जिसमें एक कोशिका पूरी तरह से दूसरी कोशिका में समा जाती है (उदाहरण के लिए थाइमोसाइट्स का थाइमिक नर्स कोशिकाओं में); दूसरी ओर, जब इन विट्रो में, लिम्फोइड वंश की कोशिकाएं नर्स-जैसी कोशिकाओं के नीचे रेंगती हैं, तो इस प्रक्रिया को स्यूडोएम्पेरिपोलेसिस कहा जाता है। यह समान घटना HSC क्षेत्र में सेल कल्चर शब्दावली कोबलस्टोन एरिया-फॉर्मिंग सेल्स (CAFC) के रूप में अधिक जानी जाती है, जिसका अर्थ है कि कोशिकाओं के क्षेत्र या समूह चरण कंट्रास्ट माइक्रोस्कोपी के तहत सुस्त कोबलस्टोन (पत्थर) जैसे दिखते हैं, जबकि अन्य हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाएं अपवर्तक (refractile) होती हैं। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि स्ट्रोमल कोशिकाओं के ऊपर ढीले ढंग से तैरने वाली कोशिकाएं गोलाकार होती हैं और इसलिए अपवर्तक होती हैं। हालाँकि, जो कोशिकाएं स्ट्रोमल कोशिकाओं के नीचे रेंगती हैं, वे चपटी हो जाती हैं और इसलिए अपवर्तक नहीं होती हैं। स्यूडोएम्पेरिपोलेसिस की क्रियाविधि हाल ही में प्रकाश में आई है। यह CXC केमोकाइन्स (जैसे, SDF1) के रिसेप्टर CXCR4 (CD184) और α4β1 इंटीग्रिन के माध्यम से परस्पर क्रिया द्वारा मध्यस्थ हो सकती है।

पुनर्संस्थापन गतिकी (Repopulation kinetics)

हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाओं (HSC) को सीधे आसानी से नहीं देखा जा सकता है, और इसलिए, उनके व्यवहार का अनुमान अप्रत्यक्ष रूप से लगाया जाना चाहिए। क्लोनल अध्ययन HSC के एकल-कोशिका इन विवो अध्ययन के लिए सबसे करीबी तकनीक होने की संभावना है। यहाँ, परिष्कृत प्रयोगात्मक और सांख्यिकीय विधियों का उपयोग यह सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है कि, उच्च संभावना के साथ, एक घातक रूप से विकिरणित (lethally irradiated) मेजबान में दिए गए प्रत्यारोपण में एक एकल HSC निहित है। इस स्टेम सेल के क्लोनल विस्तार को तब समय के साथ रक्त में दाता-प्रकार की कोशिकाओं के प्रतिशत की निगरानी करके देखा जा सकता है क्योंकि मेजबान का पुनर्गठन होता है। परिणामी समय श्रृंखला को HSC की पुनर्संस्थापन गतिकी के रूप में परिभाषित किया गया है।

पुनर्गठन गतिकी बहुत विषम होती है। हालाँकि, प्रतीकात्मक गतिशीलता (symbolic dynamics) का उपयोग करके, यह दिखाया जा सकता है कि वे सीमित संख्या में वर्गों में आते हैं।[21] इसे सिद्ध करने के लिए, क्लोनल Thy-1lo SCA-1+ lin−(B220, CD4, CD8, Gr-1, Mac-1 और Ter-119) c-kit+ HSC से सैकड़ों प्रयोगात्मक पुनर्संस्थापन गतिकी को प्रतीकात्मक अनुक्रमों में अनुवादित किया गया था, जिसमें जब भी दाता-प्रकार की कोशिकाओं के प्रतिशत के दो क्रमिक मापों में क्रमशः सकारात्मक, नकारात्मक या अपरिवर्तित ढलान होती है, तो "+" , "-", "~" प्रतीकों को सौंपा गया था। हैमिंग दूरी का उपयोग करके, पुनर्संस्थापन पैटर्न को क्लस्टर विश्लेषण के अधीन किया गया, जिससे गतिकी के 16 अलग-अलग समूह प्राप्त हुए। अनुभवजन्य प्रमाण को पूरा करने के लिए, लैपलेस ऐड-वन अप्रोच का उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया गया था कि इन 16 समूहों में शामिल नहीं होने वाली गतिकी को खोजने की संभावना बहुत कम है। उपप्रमेय के रूप में, यह परिणाम दिखाता है कि हेमेटोपोएटिक स्टेम सेल डिब्बे भी गतिशील मानदंडों द्वारा विषम हैं।

मूल रूप से यह माना जाता था कि सभी हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाएं अपनी आत्म-नवीनीकरण और विभेदन क्षमताओं में समान थीं। इस दृष्टिकोण को पहली बार 2002 में सैन डिएगो में मुलर-सीबर्ग समूह द्वारा की गई खोज से चुनौती दी गई थी, जिन्होंने स्पष्ट किया कि विभिन्न स्टेम कोशिकाएं अलग-अलग पुनर्संस्थापन पैटर्न दिखा सकती हैं जो क्लोनल Thy-1lo Sca-1+ lin− c-kit+ HSC के एपिजेनेटिक रूप से पूर्व-निर्धारित आंतरिक गुण हैं।[22] इन क्लोनल अध्ययनों के परिणामों ने वंशावली पूर्वाग्रह (lineage bias) की धारणा को जन्म दिया। रक्त में लिम्फोइड (L) से माइलॉयड (M) कोशिकाओं के अनुपात ρ=L/M का एक मात्रात्मक मार्कर के रूप में उपयोग करते हुए, स्टेम सेल डिब्बे को HSC की तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है। संतुलित (Bala) हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाएं परिधीय श्वेत रक्त कोशिकाओं को माइलॉयड से लिम्फोइड कोशिकाओं के उसी अनुपात में पुनर्संस्थापित करती हैं जैसा कि अप्रभावित चूहों में देखा जाता है (औसतन लगभग 15% माइलॉयड और 85% लिम्फोइड कोशिकाएं, या 3 ≤ ρ ≤ 10)। माइलॉयड-पूर्वाग्रही (My-bi) हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाएं बहुत कम लिम्फोसाइट्स उत्पन्न करती हैं जिसके परिणामस्वरूप अनुपात 0 < ρ < 3 होता है, जबकि लिम्फोइड-पूर्वाग्रही (Ly-bi) हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाएं बहुत कम माइलॉयड कोशिकाएं उत्पन्न करती हैं, जिसके परिणामस्वरूप लिम्फोइड-से-माइलॉयड अनुपात ρ > 10 होता है। तीनों प्रकार HSC के सामान्य प्रकार हैं, और वे विभेदन के चरणों का प्रतिनिधित्व नहीं करते हैं। बल्कि, ये HSC के तीन वर्ग हैं, जिनमें से प्रत्येक का एक एपिजेनेटिक रूप से निश्चित विभेदन कार्यक्रम है। इन अध्ययनों ने यह भी दिखाया कि वंशावली पूर्वाग्रह स्टोकेस्टिक रूप से विनियमित नहीं है या पर्यावरणीय प्रभाव में अंतर पर निर्भर नहीं है। My-bi HSC संतुलित या Ly-bi HSC की तुलना में अधिक समय तक आत्म-नवीनीकरण करते हैं। माइलॉयड पूर्वाग्रह लिम्फोपोइटिन इंटरल्यूकिन 7 (IL-7) के प्रति कम प्रतिक्रियाशीलता के परिणामस्वरूप होता है।

बाद में, अन्य समूहों ने मूल निष्कर्षों की पुष्टि की और उन पर प्रकाश डाला।[23] उदाहरण के लिए, ईव्स समूह ने 2007 में पुष्टि की कि पुनर्संस्थापन गतिकी, दीर्घकालिक आत्म-नवीनीकरण क्षमता, और My-bi और Ly-bi स्थिर रूप से विरासत में मिले आंतरिक HSC गुण हैं। 2010 में, गुडेल समूह ने साइड पॉपुलेशन (SP) SCA-1+ lin− c-kit+ HSC में वंशावली पूर्वाग्रह के आणविक आधार के बारे में अतिरिक्त अंतर्दृष्टि प्रदान की। जैसा कि IL-7 सिग्नलिंग के लिए पहले दिखाया गया था, यह पाया गया कि ट्रांसफॉर्मिंग ग्रोथ फैक्टर परिवार (TGF-beta) का एक सदस्य क्रमशः My-bi और Ly-bi HSC के प्रसार को प्रेरित और बाधित करता है।

व्युत्पत्ति

ग्रीक haimato- से, haima 'रक्त' का संयोजन रूप, और ग्रीक poietikos 'बनाने में सक्षम, रचनात्मक, उत्पादक' के लैटिन रूप से, poiein 'बनाने, रचना करने' से।[24]

संदर्भ

  1. ↑ (March 2022). "Revisiting hematopoiesis: applications of the bulk and single-cell transcriptomics dissecting transcriptional heterogeneity in hematopoietic stem cells". Briefings in Functional Genomics. 21 (3) 159–176. doi:10.1093/bfgp/elac002.
  2. ↑ 2.0 2.1 (April 2016). "Niche heterogeneity in the bone marrow". Annals of the New York Academy of Sciences. 1370 (1) 82–96. doi:10.1111/nyas.13016.
  3. ↑ (Jan 2013). "Bone marrow: the workhorse organ". The Consultant Pharmacist. 28 (1) 16-22. doi:10.4140/TCP.n.2013.16.
  4. ↑ (February 1961). "A direct measurement of the radiation sensitivity of normal mouse bone marrow cells". Radiation Research. 14 (2) 213–22. doi:10.2307/3570892.
  5. ↑ (17 June 2011). 5. Hematopoietic Stem Cells.. Stem Cell Information.
  6. ↑ (June 2000). "Definitive hematopoietic stem cells first develop within the major arterial regions of the mouse embryo". The EMBO Journal. 19 (11) 2465–2474. doi:10.1093/emboj/19.11.2465.
  7. ↑ Bone Marrow Transplant Process. Mayo Clinic.
  8. ↑ (2016). "Stem Cells Applications in Regenerative Medicine and Disease Therapeutics". International Journal of Cell Biology. 2016 (7). doi:10.1155/2016/6940283.
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  10. ↑ (2014). "Hematopoietic stem cells: potential new applications for translational medicine". Journal of Stem Cells. 9 (3) 163–197.
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स्रोत: अंग्रेज़ी विकिपीडिया के “Hematopoietic stem cell” लेख का अनुवाद। मूल लेख: https://en.wikipedia.org/wiki/Hematopoietic_stem_cell यह अनुवाद स्वचालित रूप से तैयार किया गया है।

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