Integration of human and mouse single-cell transcriptomes of the developing cerebellum nominates cells-of-origin for Group 3 and 4 medulloblastoma

विकसित होते मस्तिष्क की कल्पना एक हलचल भरे निर्माण स्थल (construction site) के रूप में करें। मस्तिष्क के पिछले हिस्से में, एक विशेष "नर्सरी" है जिसे रॉम्बिक लिप (rhombic lip) कहा जाता है, जहाँ एक विशिष्ट प्रकार की मस्तिष्क कोशिका (ग्लूटामेटर्जिक न्यूरॉन्स) का जन्म होता है और उन्हें प्रशिक्षित किया जाता है। कभी-कभी, यह प्रशिक्षण गलत हो जाता है, और कोशिकाएं अपनी शिक्षा ठीक से पूरी नहीं कर पाती हैं। सामान्य मस्तिष्क कार्यकर्ता बनने के बजाय, वे एक खतरनाक, तेजी से बढ़ने वाले कैंसर में बदल जाती हैं जिसे मेडुलोब्लास्टोमा (medulloblastoma) कहा जाता है। यह एक गंभीर ट्यूमर है जो मुख्य रूप से बच्चों को प्रभावित करता है।

लंबे समय से, वैज्ञानिक इस बात को समझने की कोशिश कर रहे हैं कि इस नर्सरी से कौन सा विशिष्ट "छात्र" अपराधी बन जाता है। वे उत्तर खोजने के लिए चूहों (mice) को देख रहे हैं, लेकिन समस्या यह है कि: मानव मस्तिष्क की बनावट चूहों से अलग होती है।

मानव "अतिरिक्त विंग" (The Human "Extra Wing")

चूहे की नर्सरी को एक छोटे, एक कमरे वाले स्कूलहाउस के रूप में सोचें। हालाँकि, मानव नर्सरी में एक विशाल विस्तार विंग (expansion wing) है जो चूहों (और यहाँ तक कि बंदरों) के पास नहीं है। इस अतिरिक्त स्थान के कारण, मनुष्य एक विशिष्ट प्रकार की मस्तिष्क कोशिका बना सकते हैं जो चूहों के पास बिल्कुल नहीं है।

शोध पत्र सुझाव देता है कि एक विशिष्ट प्रकार की कैंसर कोशिका (ग्रुप 4 मेडुलोब्लास्टोमा) इस मानव-विशेष विस्तार विंग से आने वाला एक "खराब सेब" (bad apple) हो सकती है। लेकिन अब तक, किसी को नहीं पता था कि क्या वास्तव में ये अद्वितीय कोशिकाएं मौजूद थीं या क्या कैंसर वास्तव में उनके जैसा दिखता था।

मस्तिष्क कोशिकाओं का महा-मिलान (The Great Brain Cell Match-Up)

इस रहस्य को सुलझाने के लिए, शोधकर्ताओं ने बड़े डेटा डिटेक्टिव (जासूसों) की तरह काम किया। उन्होंने मानव और चूहे, दोनों के विकास के दौरान मस्तिष्क कोशिकाओं के 336,598 सूक्ष्म स्नैपशॉट्स (snapshots) एकत्र किए। यह हर ग्रेड स्तर पर, किंडरगार्टन से लेकर ग्रेजुएशन तक, स्कूल के हर एक छात्र की फोटो लेने जैसा है।

जब उन्होंने फोटो की तुलना की, तो उन्हें कुछ रोमांचक मिला:

1. दो नए समूह: उन्होंने मनुष्यों में कोशिकाओं के दो विशेष समूहों की खोज की जो चूहों में दुर्लभ या अनुपस्थित हैं। उन्होंने इनमें से एक समूह को "UBC 1" नाम दिया।
2. मानवीय हस्ताक्षर (The Human Signature): यह "UBC 1" समूह एक VIP क्लास की तरह है जो केवल मानव विस्तार विंग में मौजूद है। यह संबंध बनाने (axonogenesis) में व्यस्त है और इसे विशिष्ट "प्रिंसिपल्स" (जीन जिन्हें OTX2, SOX4, और SOX11 कहा जाता है) द्वारा नियंत्रित किया जाता है जो कोशिकाओं को बताती हैं कि कैसे बढ़ना है।

अपराधियों को पकड़ना (Catching the Criminals)

इसके बाद, टीम ने वास्तविक मेडुलोब्लास्टोमा ट्यूमर से सीधे लिए गए 27,735 स्नैपशॉट्स को देखा। वे देखना चाहते थे कि क्या कैंसर कोशिकाएं सामान्य छात्रों की तरह दिखती हैं या VIP छात्रों की तरह।

• मिलान: उन्होंने पुष्टि की कि ग्रुप 4 के ट्यूमर वास्तव में "UBC" कोशिकाओं की तरह ही दिखते हैं।
• ट्विस्ट: लेकिन यह केवल एक UBC कोशिका नहीं थी। ग्रुप 3 और ग्रुप 4 के ट्यूमर की दो-तिहाई कोशिकाएं बिल्कुल मानव-विशिष्ट "UBC 1" VIP समूह की तरह दिखती थीं।

निष्कर्ष (The Takeaway)

अध्ययन ने पाया कि वे "प्रिंसिपल्स" (SOX4 और SOX11) जो मानव VIP क्लास को चलाते हैं, वही इन कई कैंसर कोशिकाओं में भी मुख्य भूमिका निभा रहे हैं।

इसका क्या अर्थ है?
शोध पत्र यह निष्कर्ष निकालता है कि क्योंकि मनुष्यों के पास अपने मस्तिष्क की नर्सरी में यह अद्वितीय "विस्तार विंग" है जो चूहों के पास नहीं है, इसलिए हमें यह समझने के लिए कि यह विशिष्ट प्रकार का कैंसर वास्तव में कैसे शुरू होता है, मानव मॉडलों (human models) की आवश्यकता हो सकती है। केवल चूहों का उपयोग करके इस कैंसर का अध्ययन करना, एक चूहे के घर को देखकर मानव गगनचुंबी इमारत को समझने की कोशिश करने जैसा है; आप इसके सबसे महत्वपूर्ण, अद्वितीय हिस्से को देखने से चूक रहे हैं।