Adipose myostatin mediates lipid signaling from obese adipose tissue to tumors
यह अध्ययन प्रकट करता है कि एडिपोज-व्युत्पन्न मायोस्टैटिन (myostatin), लिपोकाइन पामिटोलेइक एसिड के स्तर को बढ़ाकर मोटापे से जुड़े ट्यूमर के प्रसार को बढ़ावा देता है, जो सीधे तौर पर PKM2 सिग्नलिंग के माध्यम से कैंसर कोशिकाओं में ट्यूमर-बढ़ाने वाले ट्रांसक्रिप्शनल प्रोग्राम को सक्रिय करता है।
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मोटापा केवल अतिरिक्त वजन मात्र नहीं है; यह एक ऐसी स्थिति है जहाँ शरीर के वसा ऊतक (फैट टिश्यू) उन तरीकों से रासायनिक रूप से सक्रिय हो जाते हैं जो अन्य अंगों को नुकसान पहुँचा सकते हैं। दशकों से, वैज्ञानिक जानते हैं कि मोटापे से ग्रस्त लोगों में कैंसर विकसित होने का उच्च जोखिम होता है और इन व्यक्तियों में ट्यूमर अक्सर तेजी से बढ़ते हैं। ट्यूमर के आसपास का वसा ऊतक केवल एक निष्क्रिय भंडारण केंद्र नहीं है। इसके बजाय, यह एक रासायनिक कारखाने की तरह कार्य करता है, जो रक्तप्रवाह में फैटी एसिड और संकेतक अणुओं (सिग्नलिंग मॉलिक्यूल्स) को छोड़ता है। ये पदार्थ दूर के स्थानों तक, जिनमें ट्यूमर भी शामिल हैं, जा सकते हैं, जहाँ वे ईंधन के रूप में काम कर सकते हैं या ऐसे निर्देश भेज सकते हैं जो कैंसर को फैलने के लिए प्रोत्साहित करते हैं। हालाँकि, वसा ऊतक की शिथिलता और ट्यूमर के आक्रामक व्यवहार को जोड़ने वाली विशिष्ट घटनाओं की श्रृंखला एक रहस्य बनी हुई थी। इस कड़ी को समझना महत्वपूर्ण है क्योंकि यह वसा और कैंसर के बीच संचार को बाधित करने के नए तरीके प्रकट कर सकता है, जिससे सीधे ट्यूमर पर हमला किए बिना रोग की प्रगति को धीमा किया जा सकता है।
फूदान विश्वविद्यालय और अन्य संस्थानों के शोधकर्ताओं की एक टीम ने अब वसा कोशिकाओं से कैंसर कोशिकाओं तक संचार की एक सीधी रेखा का पता लगा लिया है, और एक विशिष्ट प्रोटीन और एक विशिष्ट वसा अणु की पहचान की है जो मोटापे से ग्रस्त व्यक्तियों में ट्यूमर के विकास को संचालित करने के लिए मिलकर काम करते हैं। उन्होंने पाया कि मायोस्टैटिन (myostatin) नामक एक प्रोटीन, जिसे आमतौर पर मांसपेशियों के आकार के नियामक के रूप में देखा जाता है, वसा कोशिकाओं के भीतर एक छिपी हुई और महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। मोटापे से ग्रस्त चूहों में, यह प्रोटीन केवल निष्क्रिय नहीं रहता; यह एक ऐसी श्रृंखला को सक्रिय करता है जिससे वसा कोशिकाएं एक विशिष्ट प्रकार का फैटी एसिड बनाने लगती हैं। यह फैटी एसिड फिर रक्त के माध्यम से ट्यूमर तक पहुँचता है, जहाँ यह कैंसर कोशिकाओं के भीतर एक प्रमुख प्रोटीन से जुड़ जाता है, जो प्रभावी रूप से एक स्विच की तरह काम करता है जो ट्यूमर को तेजी से बढ़ने और फैलने का निर्देश देता है।
शोधकर्ताओं ने एक लंबे समय से चली आ रही धारणा का परीक्षण करके शुरुआत की: कि इस प्रक्रिया को चलाने वाला मायोस्टैटिन मांसपेशियों से आता है। चूंकि शरीर में मायोस्टैटिन का प्राथमिक स्रोत मांसपेशियां हैं, इसलिए यह तर्कसंगत लग रहा था कि मांसपेशियों से उत्पन्न मायोस्टैटिन ही समस्या का कारण होगा। इसका परीक्षण करने के लिए, उन्होंने ऐसे चूहे बनाए जिनमें केवल उनकी मांसपेशियों में मायोस्टैटिन की कमी थी। जब इन चूहों को मोटापा उत्पन्न करने के लिए उच्च वसा वाला आहार दिया गया और फिर कैंसर कोशिकाएं दी गईं, तो ट्यूमर सामान्य मोटे चूहों की तरह ही तेजी से बढ़े। इस परिणाम ने मांसपेशियों को समस्या के स्रोत के रूप में खारिज कर दिया। टीम ने फिर स्वयं वसा ऊतक की ओर अपना ध्यान केंद्रित किया। उन्होंने चूहों का एक दूसरा समूह बनाया जिनमें केवल उनकी वसा कोशिकाओं में मायोस्टैटिन की कमी थी। इन जानवरों में, उच्च वसा वाले आहार ने मोटापा तो पैदा किया, लेकिन ट्यूमर काफी धीमी गति से बढ़े और चूहे अधिक समय तक जीवित रहे। इस निष्कर्ष ने वसा कोशिका को उस संकेत के वास्तविक उद्गम स्थल के रूप में चिन्हित किया जो कैंसर को ईंधन देता है।
एक मायोस्टैटिन रहित वसा कोशिका ट्यूमर को कैसे धीमा कर सकती है, इसे समझने के लिए वैज्ञानिकों ने देखा कि ये कोशिकाएं रक्त में क्या छोड़ रही थीं। उन्होंने पाया कि जब वसा कोशिकाओं में मायोस्टैटिन मौजूद होता है, तो यह एक एंजाइम के उत्पादन को प्रेरित करता है जो एक सामान्य फैटी एसिड को पामिटोलेइक एसिड (palmitoleic acid) नामक एक अलग, असंतृप्त (unsaturated) फैटी एसिड में परिवर्तित करता है। जिन चूहों में वसा कोशिकाओं में मायोस्टैटिन था, उनमें पामिटोलेइक एसिड का स्तर उच्च था। जिन चूहों में इसकी कमी थी, उनमें यह स्तर कम था। जब शोधकर्ताओं ने सामान्य चूहों की वसा कोशिकाओं से प्राप्त तरल को एक डिश में कैंसर कोशिकाओं पर लगाया, तो कैंसर कोशिकाएं तेजी से बढ़ीं। हालाँकि, जब उन्होंने संशोधित चूहों की वसा कोशिकाओं से प्राप्त तरल का उपयोग किया, तो कैंसर कोशिकाएं बहुत धीमी गति से बढ़ीं। इसने पुष्टि की कि वसा कोशिकाएं एक रासायनिक संदेश भेज रही थीं, और वह संदेश मायोस्टैटिन की उपस्थिति पर निर्भर था।
अगला कदम यह पहचानना था कि कैंसर कोशिकाओं के भीतर इस संदेश का प्राप्तकर्ता कौन है। शोधकर्ताओं को संदेह था कि पामिटोलेइक एसिड केवल भोजन के रूप में नहीं बल्कि एक प्रत्यक्ष संकेत के रूप में कार्य कर रहा है। उन्होंने इस फैटी एसिड से जुड़ने वाले किसी भी प्रोटीन को पकड़ने के लिए एक प्रोब (probe) का उपयोग किया। प्रोब कैंसर कोशिकाओं में पाइरूवेट कायनेज एम2 (pyruvate kinase M2), या संक्षेप में PKM2 नामक प्रोटीन से जुड़ गया। यह प्रोटीन कोशिका के ऊर्जा प्रसंस्करण में शामिल होने के लिए जाना जाता है, लेकिन इसका एक और कार्य यह नियंत्रित करना भी है कि कौन से जीन सक्रिय होते हैं। टीम ने पाया कि जब पामिटोलेइक एसिड PKM2 से जुड़ता है, तो यह प्रोटीन के आकार को बदल देता है और उसे कोशिका के केंद्र से केंद्रक (nucleus) में ले जाता है, जहाँ यह ट्यूमर के विकास को बढ़ावा देने वाले जीन को सक्रिय कर सकता है। जब उन्होंने इस गति को रोका या फैटी एसिड को प्रोटीन से जुड़ने से रोका, तो कैंसर कोशिकाएं उतनी आक्रामक रूप से बढ़ना बंद कर दीं।
इस विशिष्ट मार्ग को लुप्त कड़ी साबित करने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक अंतिम, निर्णायक प्रयोग किया। उन्होंने उन चूहों को लिया जिन्हें आनुवंशिक रूप से उनकी वसा कोशिकाओं में मायोस्टैटिन की कमी के लिए संशोधित किया गया था—जो स्वाभाविक रूप से तेज ट्यूमर वृद्धि के प्रति प्रतिरोधी थे—और उन्हें अतिरिक्त पामिटोलेइक एसिड दिया। परिणाम तत्काल था: इन चूहों में ट्यूमर तेजी से बढ़ने लगा, और सामान्य मोटे चूहों जैसी वृद्धि दर और आकार में वापस आ गया। इसने प्रदर्शित किया कि फैटी एसिड वास्तव में कार्यात्मक संदेशवाहक था। बिना वसा कोशिकाओं में मायोस्टैटिन के, फैटी एसिड का उत्पादन नहीं हुआ, और ट्यूमर विकास का संकेत प्राप्त नहीं कर सका। लेकिन एक बार जब फैटी एसिड को पुन: पेश किया गया, तो संकेत बहाल हो गया, और ट्यूमर ने अपने आक्रामक व्यवहार को फिर से शुरू कर दिया।
अध्ययन ने मानव डेटा को भी देखा कि क्या यह तंत्र मनुष्यों पर लागू हो सकता है। उन्होंने कैंसर के रोगियों के ऊतक नमूनों की जांच की और पाया कि पामिटोलेइक एसिड बनाने के लिए जिम्मेदार एंजाइम का स्तर स्वस्थ व्यक्तियों की तुलना में कैंसर रोगियों के वसा ऊतकों में अधिक था। इसके अलावा, उन्होंने मौजूदा चिकित्सा अध्ययनों की समीक्षा की और पाया कि रक्त या ऊतकों में इस फैटी एसिड का उच्च स्तर अक्सर अधिक आक्रामक कैंसर और विभिन्न प्रकार के ट्यूमरों वाले रोगियों में खराब परिणामों से जुड़ा होता है। हालांकि ये मानव अवलोकन अपने आप में कारण और प्रभाव को सिद्ध नहीं करते हैं, वे चूहों के प्रयोगात्मक परिणामों के साथ पूरी तरह मेल खाते हैं, जो सुझाव देते हैं कि यह मार्ग मानव रोग में एक वास्तविक और महत्वपूर्ण कारक है।
यह शोध इस समझ को नया रूप देता है कि मोटापा कैंसर को कैसे बढ़ावा देता है। यह दिखाता है कि अतिरिक्त वसा का खतरा केवल ट्यूमर के लिए उपलब्ध अधिक ईंधन के बारे में नहीं है। इसके बजाय, वसा ऊतक स्वयं सक्रिय संकेतों के स्रोत के रूप में कार्य करता है जो ट्यूमर को बढ़ने का निर्देश देते हैं। अध्ययन एक विशिष्ट आणविक सर्किट की पहचान करता है: वसा कोशिका के भीतर एक प्रोटीन एक फैटी एसिड के निर्माण को ट्रिगर करता है, जो ट्यूमर तक यात्रा करता है और विकास कार्यक्रमों को चालू करने के लिए एक विशिष्ट प्रोटीन से जुड़ जाता है। इस पथ का मानचित्रण करके, वैज्ञानिकों ने उपचार के लिए एक नए संभावित लक्ष्य को प्रकट किया है। यदि डॉक्टर इस फैटी एसिड के उत्पादन को रोक सकें या कैंसर कोशिका से इसके जुड़ने को रोक सकें, तो वे सीधे ट्यूमर को लक्षित किए बिना मोटे रोगियों में ट्यूमर के विकास को धीमा कर सकते हैं। यह कार्य इस बात पर प्रकाश डालता है कि शरीर की प्रणालियाँ गहराई से जुड़ी हुई हैं, जहाँ एक ऊतक में परिवर्तन दूसरे को रासायनिक कमांड भेज सकता है, जिसके स्वास्थ्य पर गंभीर परिणाम होते हैं।
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