The ectopic olfactory receptor OR10J5 counteracts skeletal muscle senescence and age-related decline

जैसे-जैसे हम उम्र में बढ़ते हैं, हमारा शरीर एक धीमी, निरंतर बदलाव से गुजरता है। सबसे दृश्यमान परिवर्तनों में से एक हमारी मांसपेशियों में होता है। वे द्रव्यमान (mass) खो देती हैं, कमजोर हो जाती हैं, और दैनिक टूट-फूट से उबरने में संघर्ष करती हैं। यह गिरावट, जिसे सार्कोपेनिया (sarcopenia) कहा जाता है, केवल थकान महसूस करने के बारे में नहीं है; यह इस बात का मौलिक टूटना है कि कैसे मांसपेशी ऊतक अपना रखरखाव करते हैं। वैज्ञानिकों को लंबे समय से पता है कि इस प्रक्रिया में कोशिकाएं विभाजित होने और मरम्मत करने की अपनी क्षमता खो देती हैं, जिसे सेनेसेंस (senescence) नामक अवस्था कहा जाता है, जहाँ वे ठीक से काम करना बंद कर देती हैं और हानिकारक संकेत छोड़ने लगती हैं जो उनके पड़ोसियों को नुकसान पहुँचाते हैं। दशकों से, शोधकर्ता इस उम्र बढ़ने की प्रक्रिया को नियंत्रित करने वाले विशिष्ट आणविक स्विचों की तलाश कर रहे थे, इस उम्मीद में कि उन्हें वापस चालू या बंद करने का कोई तरीका मिल सके ताकि ताकत और स्वतंत्रता को बनाए रखा जा सके।

शोधकर्ताओं की एक टीम ने अब इस भूमिका के लिए एक आश्चर्यजनक उम्मीदवार की पहचान की है: एक प्रोटीन जो आमतौर पर नाक का हिस्सा होता है। मानव शरीर में, घ्राण रिसेप्टर्स (olfactory receptors) हमारे नाक के सेंसर हैं जो गंध का पता लगाते हैं। हालाँकि, इनमें से कुछ रिसेप्टर्स शरीर के अन्य हिस्सों में भी पाए जाते हैं, जिनमें कंकाल की मांसपेशियां (skeletal muscle) शामिल हैं, जहाँ वे गंध का पता लगाने से संबंधित कार्यों के बिना कार्य करते हैं। अध्ययन एक ऐसे रिसेप्टर पर केंद्रित है, जिसे OR10J5 कहा जाता है, जो मांसपेशियों की कोशिकाओं में मौजूद है लेकिन गंध का पता लगाने में शामिल नहीं है। शोधकर्ताओं ने पाया कि जैसे-जैसे मांसपेशियां उम्रदराज होती हैं, इस रिसेप्टर का स्तर काफी कम हो जाता है। जब रिसेप्टर गायब होता है, तो मांसपेशियां तेजी से उम्रदराज होती हैं और कार्यक्षमता तेजी से खो देती हैं। इसके विपरीत, जब इस रिसेप्टर को एक विशिष्ट रसायन द्वारा सक्रिय किया जाता है, तो यह उम्र बढ़ने की प्रक्रिया को धीमा कर सकता है, जिससे मांसपेशियों की कोशिकाओं को युवा और मजबूत रहने में मदद मिलती है।

जांच की शुरुआत प्रयोगशाला में मांसपेशियों की कोशिकाओं को देखकर हुई। शोधकर्ताओं ने चूहों की मांसपेशियों की कोशिकाओं को लिया और उन्हें या तो बार-बार विभाजित होने तक बढ़ने दिया या उन्हें उम्र बढ़ने के नुकसान की नकल करने वाले तनाव के संपर्क में लाकर उन्हें उम्रदराज होने के लिए मजबूर किया। दोनों ही मामलों में, कोशिकाओं ने उम्र बढ़ने के स्पष्ट संकेत दिखाए, जैसे कि एक चपटा आकार और उन निशानों का संचय जो यह दर्शाते हैं कि वे अब ठीक से कार्य नहीं कर रही हैं। महत्वपूर्ण रूप से, इन उम्रदराज कोशिकाओं में, OR10J5 रिसेप्टर बनाने के निर्देश लगभग पूरी तरह से गायब थे। यही पैटर्न मानव मांसपेशियों की कोशिकाओं में भी देखा गया जिन्हें विकिरण (radiation) का उपयोग करके उम्रदराज किया गया था, और वृद्ध चूहों के वास्तविक मांसपेशी ऊतकों में भी। रिसेप्टर बस उम्रदराज मांसपेशियों से गायब था, जो इसके अभाव और मांसपेशियों के स्वास्थ्य के पतन के बीच एक मजबूत संबंध का सुझाव देता है।

यह सिद्ध करने के लिए कि इस रिसेप्टर की कमी वास्तव में समस्याओं का कारण थी, न कि केवल एक दुष्प्रभाव, वैज्ञानिकों ने ऐसे चूहे बनाए जो आनुवंशिक रूप से OR10J5 का उत्पादन करने में असमर्थ थे। ये चूहे बिना इस रिसेप्टर के पैदा हुए थे और उन्हें उम्र बढ़ने के दौरान देखा गया। सामान्य चूहों की तुलना में, रिसेप्टर-रहित चूहों ने उम्र बढ़ने के साथ बहुत तेजी से मांसपेशियों का द्रव्यमान खो दिया। उनकी मांसपेशियां कमजोर हो गईं, और वे ट्रेडमिल पर अधिक दूर या अधिक समय तक नहीं दौड़ सके। आणविक स्तर पर, उनकी मांसपेशियों ने उम्र बढ़ने के गंभीर लक्षण दिखाए, जिसमें सूजन और कोशिका के आंतरिक तंत्र को नुकसान शामिल था। जब शोधकर्ताओं ने इन चहारों पर रासायनिक उपचार किया जो सामान्य रूप से मांसपेशियों के क्षय का कारण बनते हैं, तो रिसेप्टर-रहित चूहों ने अपने सामान्य समकक्षों की तुलना में बहुत अधिक कष्ट सहा। इसने पुष्टि की कि रिसेप्टर एक ढाल के रूप में कार्य करता है, जो मांसपेशियों के ऊतकों को समय और तनाव की मार से बचाता है।

अगला कदम यह देखना था कि क्या वे इस प्रक्रिया को इस रिसेप्टर को वापस चालू करके उलट सकते हैं। शोधकर्ताओं ने 'लाइरल' (lyral) नामक एक सिंथेटिक रसायन का उपयोग किया, जो OR10J5 रिसेप्टर से जुड़ने और उसे सक्रिय करने के लिए जाना जाता है। लाइरल सुगंध उद्योग में एक सामान्य घटक है, जिसका उपयोग सुगंध बनाने के लिए किया जाता है, लेकिन इस संदर्भ में, इसने रिसेप्टर के कार्य को अनलॉक करने वाली एक कुंजी के रूप में कार्य किया। जब वैज्ञानिकों ने लैब डिश में उम्रदराज चूहों की मांसपेशियों की कोशिकाओं में लाइरल मिलाया, तो कोशिकाओं ने तुरंत प्रतिक्रिया दी। इस रसायन ने कोशिका के भीतर एक श्रृंखला अभिक्रिया (chain reaction) शुरू की, जो एक सिग्नलिंग अणु के उछाल से शुरू हुई जो कोशिका को सक्रिय और स्वस्थ रहने के लिए निर्देश देता है। यह संकेत कोशिका के माध्यम से यात्रा करता है, नई मांसपेशियों के निर्माण और ऊर्जा बनाने के लिए जिम्मेदार जीन को चालू करता है, जबकि उम्र बढ़ने और सूजन को बढ़ावा देने वाले जीन को बंद करता है। उपचारित कोशिकाएं अधिक स्वस्थ दिख रही थीं, अधिक प्रभावी ढंग से विभाजित हुईं, और क्षति के कम संकेत दिखाए।

टीम ने जीवित जानवरों में इस दृष्टिकोण का परीक्षण किया। उन्होंने लाइरल रसायन को उन पुराने चूहों को दिया जिनमें उनके प्राकृतिक रिसेप्टर्स अभी भी मौजूद थे, और उन पुराने चूहों को भी दिया जिनमें रिसेप्टर पूरी तरह से अनुपस्थित था। परिणाम आश्चर्यजनक थे। कार्यात्मक रिसेप्टर्स वाले पुराने चूहों ने मांसपेशियों का द्रव्यमान प्राप्त किया, शरीर की वसा कम की, और शारीरिक शक्ति एवं सहनशक्ति में महत्वपूर्ण सुधार दिखाया। वे समान आयु के उपचार न पाने वाले चूहों की तुलना में अधिक दूर दौड़ सके और अधिक मजबूती से पकड़ बना सके। हालाँकि, जिन चूहों में OR10J5 रिसेप्टर की कमी थी, उन्हें उपचार से कोई लाभ नहीं हुआ। वे कमजोर और दुर्बल बने रहे, जिससे सिद्ध हुआ कि रसायन की शक्ति पूरी तरह से इस विशिष्ट रिसेप्टर को सक्रिय करने की इसकी क्षमता से आई थी। यदि रिसेप्टर गायब था तो उपचार काम नहीं आया, जिसने पुष्टि की कि रिसेप्टर ही आवश्यक लक्ष्य है।

यह सुनिश्चित करने के लिए कि ये निष्कर्ष केवल चूहों तक सीमित नहीं हैं, शोधकर्ताओं ने मानव कोशिकाओं की ओर रुख किया। उन्होंने प्रयोगशाला डिश में स्टेम सेल्स (stem cells) से मानव मांसपेशी ऊतक उगाने की एक परिष्कृत विधि का उपयोग किया। उन्होंने दो प्रकार के मांसपेशी ऊतक बनाए: एक युवा, स्वस्थ कोशिकाओं से और दूसरा पुरानी कोशिकाओं से जिन्हें उम्र बढ़ने के संकेत दिखने तक कई बार पासेज (passage) किया गया था। जब उन्होंने उम्रदराज मानव मांसपेशियों की कोशिकाओं को लाइरल के साथ उपचारित किया, तो परिणाम चूहों में देखे गए परिणामों के समान थे। रसायन ने उम्र बढ़ने के संकेतों को कम किया, मजबूत मांसपेशी तंतुओं में फ्यूज होने की क्षमता में सुधार किया, और हानिकारक सूजन संबंधी संकेतों के स्तर को कम किया। इससे पता चला कि यह तंत्र केवल चूहों तक सीमित नहीं है बल्कि यह मानव मांसपेशियों के उम्र बढ़ने के तरीके का एक मौलिक हिस्सा भी है।

अध्ययन ने यह भी स्पष्ट किया कि यह रिसेप्टर कैसे काम करता है। यह एक स्विच की तरह कार्य करता है जो, रसायन द्वारा चालू किए जाने पर, कोशिका के भीतर एक विशिष्ट मार्ग (pathway) को सक्रिय करता है। इस मार्ग में अणुओं की एक श्रृंखला शामिल है जो कोशिका की सतह से उसके केंद्र तक एक संदेश भेजती है, कोशिका को अधिक ऊर्जा पैदा करने वाली संरचनाओं का निर्माण करने और उम्र बढ़ने की प्रक्रियाओं को रोकने का निर्देश देती है। रिसेप्टर के बिना, यह संदेश नहीं भेजा जा सकता है, और कोशिका पतन की स्थिति में चली जाती है। शोध से पता चलता है कि रिसेप्टर केवल उम्र बढ़ने का एक निष्क्रिय मार्कर नहीं है बल्कि एक सक्रिय नियामक है जिसे मांसपेशियों के स्वास्थ्य में सुधार के लिए हेरफेर किया जा सकता है।

हालाँकि निष्कर्ष उत्साहजनक हैं, शोधकर्ता सावधानीपूर्वक यह नोट करते हैं कि यह एक 'प्रूफ ऑफ कॉन्सेप्ट' (सिद्धांत की पुष्टि) है। उपयोग किया गया रसायन, लाइरल, एक सुगंध यौगिक है, और मनुष्यों में दवा के रूप में इसके उपयोग के लिए इसकी सुरक्षा स्थापित नहीं की गई है। अध्ययन यह प्रदर्शित करता है कि इस रिसेप्टर को सक्रिय करना कोशिकाओं और चूहों में काम करता है, लेकिन यह अभी तक यह साबित नहीं करता है कि यह मनुष्यों के लिए उपचार के रूप में काम करेगा। रसायन के साथ मुख्य चिंता त्वचा एलर्जी पैदा करने की इसकी क्षमता है, और दवा के रूप में मानव शरीर के भीतर इसका व्यवहार अभी भी अज्ञात है। यह कार्य तत्काल इलाज के बजाय भविष्य के दवा विकास के लिए एक नया लक्ष्य स्थापित करता है।

OR10J5 रिसेप्टर की मांसपेशियों की उम्र बढ़ने में भूमिका की खोज हमारे शरीर में समय के साथ होने वाले परिवर्तनों को समझने के लिए एक नया अध्याय खोलती है। यह प्रकट करता है कि एक प्रोटीन परिवार, जो हमें गंध पहचानने में मदद करने के लिए सबसे अधिक जाना जाता है, हमारी मांसपेशियों को मजबूत रखने के लिए भी महत्वपूर्ण है। यह दिखाकर कि इस रिसेप्टर की कमी मांसपेशियों के पतन में योगदान देती है और इसे सक्रिय करने से कुछ प्रभावों को उलटा जा सकता है, अध्ययन वैज्ञानिकों के लिए एक स्पष्ट मार्ग प्रदान करता है। यह सुझाव देता है कि बुढ़ापे में मांसपेशियों को संरक्षित करने की कुंजी इस विशिष्ट रिसेप्टर को सक्रिय रखने के तरीकों को खोजने में निहित हो सकती है, जो एक ऐसे भविष्य के लिए आशा प्रदान करती है जहाँ मांसपेशियों का नुकसान उम्र बढ़ने का एक अपरिहार्य हिस्सा नहीं है।