A study of primary culture and stem cell identification staining of human dermal papilla cells

त्वचा की गहराई में, जहाँ बालों के रोम (हेयर फॉलिकल्स) जड़ें जमाते हैं, वहाँ डर्मल पैपिला नामक कोशिकाओं का एक छोटा सा समूह होता है। ये कोशिकाएं बाल उगाने के नियंत्रण केंद्र के रूप में कार्य करती हैं, जो रोम को संकेत भेजती हैं कि कब एक नया बाल उगाना शुरू करना है और कब आराम करना है। केवल बालों के चक्र को प्रबंधित करने के अलावा, इन कोशिकाओं में एक विशेष गुण भी होता है: वे स्टेम कोशिकाओं की तरह व्यवहार करती हैं, जो शरीर की वह कच्ची सामग्री हैं जो कई अलग-अलग प्रकार के ऊतकों में बदल सकती हैं। इस अद्वितीय क्षमता के कारण, वैज्ञानिक लंबे समय से उन्हें प्रयोगशाला सेटिंग में उगाने के लिए उत्सुक रहे हैं। यदि शोधकर्ता इन कोशिकाओं को सफलतापूर्वक अलग और विकसित कर सकें, तो वे बालों के झड़ने के इलाज या क्षतिग्रस्त त्वचा की मरम्मत के नए तरीके खोज सकते हैं। हालाँकि, इन कोशिकाओं को नुकसान पहुँचाए बिना त्वचा से बाहर निकालना पारंपरिक रूप से एक धीमी और कठिन प्रक्रिया रही है, जिसमें अक्सर सूक्ष्म कटाई की आवश्यकता होती है जिससे संदूषण का खतरा रहता है और बहुत कम कोशिकाएं प्राप्त होती हैं।

चीन की एक शोध टीम ने इस प्रक्रिया में सुधार करने का लक्ष्य रखा। उन्होंने मानव स्कैल्प (सिर की त्वचा) के ऊतकों से इन डर्मल पैपिला कोशिकाओं को निकालने की एक नई विधि विकसित की और फिर उन्होंने बारीकी से देखा कि एक डिश में बढ़ने के दौरान ये कोशिकाएं कैसा व्यवहार करती हैं। टीम ने त्वचा के छोटे टुकड़ों से शुरुआत की जिनमें बालों के रोम थे, जिन्हें उन्होंने छह अलग-अलग दाताओं से उनकी अनुमति लेकर प्राप्त किया था। कोशिकाओं को हाथ से काटने के बजाय, उन्होंने एक विशिष्ट एंजाइम का उपयोग किया, जो एक प्रकार का प्रोटीन है और जैविक विलायक (सॉल्वेंट) की तरह कार्य करता है, ताकि ऊतकों को धीरे से ढीला किया जा सके। उन्होंने त्वचा के टुकड़ों को एक ऐसे घोल में दो घंटे तक रखा जिसमें यह एंजाइम मौजूद था, जिससे ऊतक नरम हो गए। यह सुनिश्चित करने के लिए कि बालों के रोम आसपास की वसा और त्वचा से पूरी तरह अलग हो जाएं, उन्होंने मिश्रण को पांच मिनट तक धीरे से हिलाया। यह कदम महत्वपूर्ण था; इसने डर्मल पैपिला को बाकी ऊतकों से बिना नुकसान पहुँचाए मुक्त करने में मदद की।

एक बार जब ऊतक ढीले हो गए, तो शोधकर्ताओं ने मिश्रण को उच्च गति पर घुमाने के लिए एक मशीन का उपयोग किया, जिससे भारी बालों के रोम और पैपिला ट्यूब के नीचे बैठ गए जबकि हल्की वसा और मलबा ऊपर तैरने लगा। नमूने को अच्छी तरह से साफ करने के लिए उन्होंने इस वॉशिंग और स्पिनिंग प्रक्रिया को दोहराया। सूक्ष्मदर्शी के नीचे, शोधकर्ता डर्मल पैपिला को छोटी, नाशपाती के आकार की या अंडाकार संरचनाओं के रूप में देख सकते थे। उन्होंने इन्हें बारीक चिमटी (फॉर्सेप्स) से सावधानीपूर्वक निकाला और एक कल्चर डिश में रख दिया। कोशिकाओं को बढ़ने में मदद करने के लिए, उन्होंने पोषक तत्वों से भरपूर तरल पदार्थ मिलाया जिसमें विशिष्ट ग्रोथ फैक्टर्स शामिल थे, जिनमें वे पदार्थ भी थे जो कोशिकाओं को विभाजित होने और युवा रहने के लिए प्रोत्साहित करते हैं। इसके बाद उन्होंने बीस-सात दिनों तक डिश की निगरानी की, यह देखते हुए कि कोशिकाएं कैसे चलती हैं और बढ़ती हैं।

परिणामों ने दिखाया कि नई विधि ने अच्छा काम किया। डिश में पैपिला रखने के कुछ ही दिनों के भीतर, कोशिकाएं केंद्रीय समूह से बाहर की ओर प्रवास करने लगीं। ये कोशिकाएं एक रेडियल पैटर्न (त्रिज्यीय पैटर्न) में बढ़ीं, जो पहिये की तीलियों की तरह फैल गईं। मूल पैपिला के सबसे करीब वाली कोशिकाएं छोटी और आपस में कसकर जुड़ी हुई थीं, जबकि उनसे दूर वाली कोशिकाएं लंबी, स्पिंडल (तर्कु) के आकार में खिंच गईं। एक महीने की अवधि के दौरान, केंद्रीय समूह तीन-आयामी आकार से दो-आयामी परत में बदल गया, फिर भी मूल पैपिला बाईसवें दिन तक भी स्पष्ट और अलग दिखाई दे रहा था। इस निरंतर विकास ने सुझाव दिया कि कोशिकाएं स्वस्थ और सक्रिय थीं।

यह पुष्टि करने के लिए कि ये बढ़ती कोशिकाएं वास्तव में वही स्टेम कोशिकाएं हैं जिन्हें वे ढूंढना चाहते थे, शोधकर्ताओं ने कई अलग-अलग स्टेनिंग तकनीकों का उपयोग किया, जो रासायनिक हाइलाइटर की तरह हैं जो विशिष्ट कोशिका विशेषताओं को चमकने या रंग बदलने में मदद करते हैं। सबसे पहले उन्होंने एल्केलाइन फॉस्फेटेज (alkaline phosphatase) की तलाश की, जो एक एंजाइम है जो अक्सर सक्रिय स्टेम कोशिकाओं में पाया जाता है। उन्होंने पाया कि इस मार्कर के साथ चमकने वाली कोशिकाएं केंद्र के चारों ओर कसकर जुड़ी हुई थीं, जहाँ पैपिला स्थित था, जबकि किनारों पर बहुत कम कोशिकाएं दिखाई दीं। उन्होंने दूसरे तरीके का उपयोग किया, एक विशेष फ्लोरोसेंट डाई जो जीवित स्टेम कोशिकाओं को लक्षित करती है, और एक समान पैटर्न देखा: चमकने वाली कोशिकाएं बीच में केंद्रित थीं, और परिधि (किनारे) के पास केवल कुछ ही बिखरी हुई थीं। दो अलग-अलग परीक्षणों के बीच इस निरंतरता ने शोधकर्ताओं को मजबूत सबूत दिए कि स्टेम कोशिकाएं केंद्र में मौजूद और फल-फूल रही थीं।

टीम ने दो अन्य मार्करों की भी जांच की। एक प्रोटीन था जिसे Sox2 कहा जाता है, जो स्टेम कोशिकाओं को उनकी कच्ची, अविभेदित अवस्था में रखने के लिए आवश्यक है। जब उन्होंने इस प्रोटीन की तलाश की, तो उन्होंने इसे कोशिकाओं के केंद्रक (न्यूक्लियस) के अंदर चमकते हुए देखा, जिससे पुष्टि हुई कि कोशिकाओं ने अपने स्टेम-जैसे गुणों को बनाए रखा है। अंतिम मार्कर जिसकी उन्होंने जांच की वह था वर्सिकन (versican), जो बालों के विकास में शामिल एक संरचनात्मक प्रोटीन है। दिलचस्प बात यह है कि वर्सिकन के लिए चमकने वाली कोशिकाएं बढ़ते हुए समूह के बाहरी किनारों पर पाई गईं, न कि केंद्र में। यह सुझाव देता है कि जबकि कल्चर के मुख्य भाग में सबसे शक्तिशाली स्टेम कोशिकाएं थीं, बाहरी कोशिकाओं ने फैलते हुए अलग-अलग भूमिकाएं निभाना और परिपक्व होना शुरू कर दिया था।

अध्ययन यह निष्कर्ष निकालता है कि यह बेहतर अलगाव तकनीक स्वस्थ डर्मल पैपिला कोशिकाओं की एक बड़ी संख्या प्राप्त करने का एक प्रभावी तरीका है जो अपनी स्टेम सेल क्षमताओं को बनाए रखती हैं। एक विशिष्ट एंजाइमेटिक पाचन के साथ एक विशेष शेकिंग स्टेप को जोड़कर, शोधकर्ता इन कोशिकाओं को पहले की तुलना में अधिक कुशलता से अलग करने में सक्षम हुए। तथ्य यह है कि ये कोशिकाएं अच्छी तरह से बढ़ीं और स्टेम कोशिकाओं के कई संकेतों को प्रदर्शित किया, यह पुष्टि करता है कि डर्मल पैपिला वास्तव में इन शक्तिशाली कोशिकाओं का एक समृद्ध स्रोत है। यह खोज भविष्य के कार्यों के लिए एक ठोस आधार प्रदान करती है, जो बाल कैसे बढ़ते हैं इसका अध्ययन करने और संभावित रूप से त्वचा और बालों की स्थितियों के लिए नए उपचार विकसित करने के लिए आवश्यक कोशिकाओं को एकत्र करने का एक विश्वसनीय तरीका प्रदान करती है।