Lower miRNA-155-5p expression in pancreatic β cells than in α cells is associated with higher susceptibility to innate immune pathway activators
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि अग्नाशय की β कोशिकाएं α कोशिकाओं की तुलना में miR-155-5p की कम अभिव्यक्ति प्रदर्शित करती हैं, जो एक ऐसा अंतर है, जो TLR सक्रियण और हाइपरग्लाइसीमिया के साथ मिलकर, उनकी जन्मजात प्रतिरक्षा तनाव (innate immune stress) के प्रति संवेदनशीलता को बढ़ा देता है और इंसुलिन स्राव को बाधित करता है, जो संभावित रूप से टाइप 1 मधुमेह की शुरुआत में योगदान दे सकता है।
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टाइप 1 मधुमेह एक ऐसी स्थिति है जिसमें शरीर की प्रतिरक्षा प्रणाली गलती से अग्न्याशय (पैनक्रियाज) में इंसुलिन बनाने वाली कोशिकाओं पर हमला करती है और उन्हें नष्ट कर देती है। ये विशिष्ट कोशिकाएं, जिन्हें बीटा कोशिकाएं कहा जाता है, रक्त शर्करा को नियंत्रित करने के लिए आवश्यक हैं। हालांकि आनुवंशिकी इस बात में बड़ी भूमिका निभाती है कि किसे यह बीमारी होगी, लेकिन तथ्य यह है कि समान जुड़वां (आइडेंटिकल ट्विन्स) हमेशा दोनों को इससे ग्रस्त नहीं होते, यह सुझाव देता है कि पर्यावरण में कुछ ऐसा होना चाहिए जो इस हमले को सक्रिय करता है। वैज्ञानिकों ने लंबे समय से संदेह जताया है कि वायरस, विशेष रूप से एंटरोवायरस नामक समूह, इस प्रक्रिया में शामिल हैं। ये वायरस अग्न्याशय को संक्रमित कर सकते हैं और शरीर की आंतरिक चेतावनी प्रणालियों को भ्रमित कर सकते हैं, जो संक्रमणों से लड़ने के लिए बनाई गई हैं। जब ये अलार्म बजते हैं, तो वे कभी-कभी उन्हीं कोशिकाओं को नुकसान पहुँचा सकते या नष्ट कर सकते हैं जिन्हें बचाने के लिए उन्हें बनाया गया था। हालांकि, वायरस के संक्रमण से बीटा कोशिकाओं के विनाश तक के सटीक चरणों का रहस्य लंबे समय तक बना रहा।
द बारथोलिन इंस्टीट्यूट और रोस्किल्डे यूनिवर्सिटी, डेनमार्क के शोधकर्ताओं के एक नए अध्ययन ने इस अंतःक्रिया पर करीब से नज़र डाली है, जिसमें कोशिका के भीतर एक विशिष्ट प्रकार के अणु पर ध्यान केंद्रित किया गया है जो यह नियंत्रित करने में मदद करता है कि कोशिका तनाव और संक्रमण के प्रति कैसे प्रतिक्रिया देती है। शोधकर्ता यह समझना चाहते थे कि बीटा कोशिकाएं अपने पड़ोसियों, अल्फा कोशिकाओं (जो ग्लूकागन नामक एक अलग हार्मोन बनाती हैं) की तुलना में इन वायरल हमलों के प्रति अधिक संवेदनशील क्यों दिखाई देती हैं। इसकी जांच करने के लिए, उन्होंने प्रयोगशाला में विकसित चूहों की बीटा और अल्फा कोशिकाओं की लाइनों का उपयोग किया। उन्होंने इन कोशिकाओं को वायरस की उपस्थिति की नकल करने वाले पदार्थों के संपर्क में लाया, विशेष रूप से कोशिका के उन आंतरिक सेंसरों को सक्रिय करके जो आमतौर पर वायरल जेनेटिक मटेरियल का पता लगाते हैं। उन्होंने कोशिकाओं का परीक्षण विभिन्न शर्करा स्थितियों के तहत भी किया, जो सामान्य स्तरों से लेकर बहुत उच्च स्तरों तक फैली हुई थीं, यह देखने के लिए कि क्या उच्च रक्त शर्करा कोशिकाओं को अधिक नाजुक बना देती है।
शोधकर्ताओं ने पाया कि जब कोशिकाओं को इन वायरल मिमिक्स (नकल करने वाले तत्वों) के संपर्क में लाया गया, तो बीटा कोशिकाओं ने अल्फा कोशिकाओं की तुलना में अलग और अधिक गंभीर प्रतिक्रिया दी। इस तनाव का एक प्रमुख संकेत नाइट्रिक ऑक्साइड का उत्पादन था, जो एक ऐसा अणु है जो चेतावनी संकेत के रूप में कार्य कर सकता है लेकिन यदि स्तर बहुत अधिक हो जाए तो कोशिकाओं को नुकसान भी पहुँचा सकता है। बीटा कोशिकाओं ने अल्फा कोशिकाओं की तुलना में काफी अधिक तनाव संकेत उत्पन्न किए, विशेष रूप से तब जब शर्करा का स्तर उच्च था। इसके अलावा, जब शोधकर्ताओं ने वायरल आरएनए (RNA) का पता लगाने वाले विशिष्ट सेंसर को सक्रिय किया, तो बीटा कोशिकाओं में इंसुलिन छोड़ने की क्षमता में भारी गिरावट देखी गई, जो रक्त शर्करा को कम करने के लिए आवश्यक हार्मोन है। इसके विपरीत, अल्फा कोशिकाएं सामान्य रूप से कार्य करती रहीं और बिना किसी समस्या के अपना हार्मोन जारी करती रहीं। यह सुझाव देता है कि बीटा कोशिकाएं वायरल खतरों और उच्च शर्करा के स्तर के संयोजन के प्रति अद्वितीय रूप से संवेदनशील हैं।
कोशिकाओं की आंतरिक मशीनरी की गहराई में उतरते हुए, टीम ने माइक्रोआरएनए (microRNA) नामक सूक्ष्म नियामक अणुओं के एक सेट का अध्ययन किया। ये अणु जीन के लिए 'डिमर स्विच' की तरह कार्य करते हैं, जो विशिष्ट जीनों की गतिविधि को बढ़ाने या घटाने के लिए उन्हें नियंत्रित करते हैं ताकि कोशिका अनुकूलन कर सके। अध्ययन से पता चला कि एक विशेष माइक्रोआरएनए, जिसे miRNA-155-5p के रूप में जाना जाता है, अल्फा कोशिकाओं की तुलना में बीटा कोशिकाओं में बहुत कम स्तर पर मौजूद था। यह अंतर सभी स्थितियों में सुसंगत था। जब बीटा कोशिकाओं को उच्च शर्करा या वायरल मिमिक्स के संपर्क में लाया गया, तो इस सुरक्षात्मक माइक्रोआरएनए का स्तर और भी गिर गया। शोधकर्ताओं ने यह भी देखा कि ISG15 नामक एक अन्य जीन, जो शरीर की एंटीवायरल रक्षा का हिस्सा है, बीटा कोशिकाओं में मजबूती से सक्रिय हुआ लेकिन अल्फा कोशिकाओं में शांत रहा। यह इंगित करता है कि बीटा कोशिकाएं एक उन्मत्त, शायद अत्यधिक, प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया उत्पन्न कर रही हैं जिसे वे पूरी तरह से नियंत्रित नहीं कर सकतीं, जबकि अल्फा कोशिकाएं अधिक स्थिर रहती हैं।
अध्ययन यह निष्कर्ष निकालता है कि बीटा कोशिकाओं में अल्फा कोशिकाओं के पास मौजूद आंतरिक विनियमन का स्तर नहीं होता है जब वे किसी वायरल खतरे का सामना करती हैं। बीटा कोशिकाओं में miRNA-155-5p के निम्न स्तर उन्हें वायरस द्वारा उत्पन्न तनाव संकेतों को ठीक से प्रबंधित करने में असमर्थ बनाते दिखते हैं, विशेष रूप से तब जब रक्त शर्करा उच्च हो। प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को संतुलित करने में यह अक्षमता इस बात का मुख्य कारण हो सकती है कि बीटा कोशिकाएं टाइप 1 मधुमेह में प्राथमिक लक्ष्य क्यों होती हैं, जबकि अल्फा कोशिकाएं उसी वातावरण में जीवित रहती हैं। निष्कर्ष बताते हैं कि बीमारी का मार्ग एक 'परफेक्ट स्टॉर्म' (एक साथ आने वाली आपदा) है जहाँ एक वायरल संक्रमण और उच्च रक्त शर्करा मिलकर बीटा कोशिकाओं की रक्षा प्रणाली को अभिभूत कर देते हैं। इन विशिष्ट आणविक कमजोरियों की पहचान करके, यह शोध एक स्पष्ट तस्वीर प्रदान करता है कि ये कोशिकाएं इतनी आसानी से क्यों क्षतिग्रस्त हो जाती हैं, जो उन उपचारों की ओर इशारा करता है जो उनकी इन दोहरे हमलों को सहने की क्षमता को मजबूत करने में मदद कर सकें।
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