कोशिका प्रवासन और उपकला-मेसेनकाइमल संक्रमण

भ्रूण के निर्माण के लिए कोशिकाओं को गति करने की आवश्यकता होती है, और गति करने की क्षमता प्राप्त करने का एक मुख्य तरीका उपकला-मेसेनकाइमल संक्रमण (EMT) है, जिसमें कसकर जुड़ी उपकला कोशिकाएं अपने कोशिका-कोशिका जंक्शनों और एपिकल-बेसल ध्रुवीयता को खो देती हैं और मेसेनकाइमल कोशिकाओं के प्रवासी, आक्रामक गुणों को प्राप्त करती हैं। EMT और इसकी विपरीत प्रक्रिया सामंजस्यपूर्ण परतों को व्यक्तिगत कोशिकाओं को छोड़ने देती है जो नए स्थानों पर यात्रा करती हैं, जैसे कि गैस्ट्रुलेशन और तंत्रिका शिखा के निर्माण के दौरान। साथ में, EMT और निर्देशित प्रवासन कोशिकाओं को इस तरह से पुनः स्थापित करते हैं कि ऊतक सही स्थानों पर बनते हैं।

Definition

उपकला-मेसेनकाइमल संक्रमण एक प्रतिवर्ती कोशिकीय कार्यक्रम है जिसमें एक उपकला कोशिका अपने जंक्शनों और एपिकल-बेसल ध्रुवीयता को खो देती है और अग्र-पश्च ध्रुवीयता और बढ़ी हुई गतिशीलता और आक्रामकता के साथ एक मेसेनकाइमल फेनोटाइप प्राप्त करती है; कोशिका प्रवासन भ्रूण के माध्यम से कोशिकाओं की परिणामी निर्देशित गति है।

Scope

यह प्रविष्टि बताती है कि EMT क्या है, इसे चलाने वाली आणविक घटनाएँ, सामान्य विकास में इसकी भूमिकाएँ, और एक बार प्रवासी बनने के बाद कोशिकाएँ कैसे चलती हैं। यह EMT और विकासात्मक कोशिका प्रवासन को आणविक और कोशिकीय विषयों के रूप में मानती है और संदर्भ और शैक्षिक है, न कि नैदानिक मार्गदर्शन।

Core questions

• कौन से आणविक परिवर्तन एक उपकला कोशिका को एक प्रवासी मेसेनकाइमल कोशिका में परिवर्तित करते हैं?
• कौन सी विकासात्मक घटनाएँ EMT और कोशिका प्रवासन पर निर्भर करती हैं?
• प्रवासी कोशिकाएँ दिशा को कैसे समझती हैं और अपने गंतव्यों तक कैसे पहुँचती हैं?
• विकास में EMT का रोग में इसके पुनर्सक्रियन से क्या संबंध है?

Key concepts

• कोशिका-कोशिका जंक्शनों और एपिकल-बेसल ध्रुवीयता का नुकसान
• EMT प्रतिलेखन कारक (Snail, Slug, Twist, ZEB)
• E-cadherin का डाउनरेगुलेशन
• गतिशीलता और आक्रामकता का अधिग्रहण
• मेसेनकाइमल-उपकला संक्रमण (विपरीत प्रक्रिया)
• तंत्रिका शिखा प्रवासन और गैस्ट्रुलेशन
• साइटोस्केलेटल रीमॉडलिंग और कोशिका-मैट्रिक्स आसंजन

Key theories

एक प्रतिवर्ती विकासात्मक कार्यक्रम के रूप में EMT

EMT एक समन्वित, प्रतिवर्ती स्विच है जिसमें सिग्नलिंग मार्ग Snail, Slug, Twist, और ZEB जैसे प्रतिलेखन कारकों को सक्रिय करते हैं जो उपकला जीनों को दबाते हैं और मेसेनकाइमल जीनों को प्रेरित करते हैं, जिससे कोशिकाओं को अलग होने और प्रवास करने की अनुमति मिलती है और, विपरीत संक्रमण के माध्यम से, अपने गंतव्य पर फिर से उपकला बनाने की अनुमति मिलती है।

EMT संदर्भों का वर्गीकरण

EMT को विकास, घाव भरने और फाइब्रोसिस, और कैंसर की प्रगति से जुड़े प्रकारों में व्यवस्थित किया गया है, जो एक सामान्य आणविक कोर साझा करते हैं लेकिन विभिन्न जैविक सेटिंग्स में होते हैं, जो यह स्पष्ट करता है कि एक विकासात्मक कार्यक्रम का रोग में कैसे पुन: उपयोग किया जाता है।

Mechanisms

EMT विकासात्मक संकेतों द्वारा संचालित होता है — जिसमें TGF-बीटा/BMP, Wnt, Notch, और वृद्धि-कारक मार्ग शामिल हैं — जो Snail, Slug, Twist, और ZEB जैसे प्रतिलेखन कारकों के एक मुख्य सेट को सक्रिय करते हैं। ये कारक उपकला जीनों को दबाते हैं, विशेष रूप से कोशिका-कोशिका आसंजन अणु E-cadherin को, और मेसेनकाइमल जीनों को प्रेरित करते हैं, जिससे कोशिका अपने तंग और आसंजन जंक्शनों को अलग करती है, एपिकल-बेसल ध्रुवीयता खो देती है, और अग्र-पश्च ध्रुवीयता को अपनाने के लिए अपने साइटोस्केलेटन को पुनर्गठित करती है। कोशिका तब उभारों का विस्तार करती है, बाह्य मैट्रिक्स से आसंजन बनाती और बदलती है, और समन्वित उभार, लगाव और वापसी द्वारा चलती है। भ्रूण में यह गैस्ट्रुलेशन के दौरान कोशिकाओं के अंतर्गमन और तंत्रिका शिखा कोशिकाओं के विखंडन और प्रवासन जैसी घटनाओं को सक्षम बनाता है, जो विभेदन से पहले बाह्य संकेतों द्वारा निर्देशित परिभाषित मार्गों के साथ यात्रा करती हैं। क्योंकि EMT प्रतिवर्ती है, प्रवासी कोशिकाएं अपने नए स्थान पर उपकला में फिर से इकट्ठा होने के लिए विपरीत मेसेनकाइमल-उपकला संक्रमण से गुजर सकती हैं।

Clinical relevance

वही EMT कार्यक्रम जो सामान्य मॉर्फोजेनेसिस को संचालित करता है, ऊतक फाइब्रोसिस और कैंसर के आक्रमण और मेटास्टेसिस में पुनः सक्रिय हो जाता है, जिससे विकासात्मक EMT इन प्रक्रियाओं को समझने के लिए एक संदर्भ ढांचा बन जाता है। यह प्रविष्टि संदर्भ और शिक्षा के लिए तंत्र की व्याख्या करती है और निदान या उपचार का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

साक्ष्य कोशिका और विकासात्मक जीव विज्ञान से आते हैं — मॉडल भ्रूणों में गैस्ट्रुलेशन और तंत्रिका शिखा के अध्ययन, EMT प्रतिलेखन कारकों का आणविक विच्छेदन, और प्रवासी कोशिकाओं की लाइव इमेजिंग — जो नैदानिक दिशानिर्देशों के बजाय समीक्षा साहित्य और पाठ्यपुस्तकों में संश्लेषित होते हैं।

History

यह पहचान कि भ्रूण कोशिकाएं उपकला और मेसेनकाइमल अवस्थाओं के बीच स्विच कर सकती हैं, गैस्ट्रुलेशन और तंत्रिका शिखा प्रवासन के अध्ययनों से विकसित हुई। अगले दशकों में EMT के आणविक नियंत्रण को परिभाषित किया गया, जिसमें E-cadherin को दबाने वाले और संक्रमण को चलाने वाले प्रतिलेखन कारकों की पहचान की गई, और यह अहसास कि विकासात्मक कार्यक्रम का फाइब्रोसिस और कैंसर में पुन: उपयोग किया जाता है, ने EMT को व्यापक बायोमेडिकल ध्यान में लाया और इसके संदर्भों को वर्गीकृत करने के प्रयासों को प्रेरित किया।

Debates

क्या EMT एक ऑल-ऑर-नथिंग स्विच है या मध्यवर्ती अवस्थाओं का एक स्पेक्ट्रम है?

क्या कोशिकाएं उपकला और मेसेनकाइमल पहचानों के बीच पूरी तरह से परिवर्तित होती हैं या मिश्रित विशेषताओं के साथ स्थिर आंशिक या हाइब्रिड अवस्थाओं से गुजरती हैं, इस पर बहस होती है, जिसमें बढ़ते सबूत बताते हैं कि मध्यवर्ती अवस्थाएं सामान्य और कार्यात्मक रूप से महत्वपूर्ण हैं।

Key figures

• Jean Paul Thiery
• M. Angela Nieto
• Raghu Kalluri
• Robert Weinberg
• Rik Derynck

Seminal works

• thiery-2009
• kalluri-weinberg-2009
• lamouille-2014

Frequently asked questions

उपकला कोशिकाओं को प्रवास करने के लिए EMT से क्यों गुजरना पड़ता है?

उपकला कोशिकाएं जंक्शनों और एपिकल-बेसल ध्रुवीयता द्वारा अपनी जगह पर टिकी रहती हैं; EMT इन विशेषताओं को अलग करता है और साइटोस्केलेटन को पुनर्गठित करता है, जिससे कोशिका को अग्र-पश्च ध्रुवीयता और कम आसंजन मिलता है जिसकी उसे अलग होने और चलने के लिए आवश्यकता होती है।

क्या EMT स्थायी है?

नहीं। EMT प्रतिवर्ती है: जो कोशिकाएं प्रवास कर चुकी हैं वे विपरीत मेसेनकाइमल-उपकला संक्रमण से गुजर सकती हैं और अपने गंतव्य पर उपकला ऊतक में फिर से इकट्ठा हो सकती हैं।