حصہ 1: ترقیاتی دماغی چوٹ کی نیوروبیولوجی کو جوڑنا: غیر فعالی اور ممکنہ علاج کے ہدف کے ریگولیٹر کے طور پر نیورونل آربرائزیشن

ali.ma@wecistanche.com

پر کلک کریں۔Cistancheاینٹی الزائمر کی بیماری کے لئے ہربا

براہ کرم حصہ 2 کے لیے یہاں کلک کریں۔

Ane Goikolea-Vives اور Helen B. Stolp*

شعبہ تقابلی بایو میڈیکل سائنسز، رائل ویٹرنری کالج، لندن NW{0}}TU، UK؛ agoikoleavive18@rvc.ac.uk

* خط و کتابت: hstolp@rvc.ac.uk

خلاصہ: نیورو ڈیولپمنٹل عوارض کلیدی ترقیاتی عملوں پر جینیاتی تغیرات اور ماحولیاتی دباؤ کے پیچیدہ امتزاج سے حاصل ہو سکتے ہیں۔ اس پیچیدہ ایٹولوجی، اور نیورو ڈیولپمنٹل ڈس آرڈر کے عنوان کے تحت تشخیص شدہ سنڈرومز اور حالات کی اتنی ہی پیچیدہ صفوں کے باوجود، ان حالات کی نیوروپیتھولوجی میں متوازی ہیں جو سیلولر چوٹ اور خرابی کے اوورلیپنگ میکانزم کا مشورہ دیتے ہیں۔نیورونلآربورائزیشن ڈینڈرائٹ اور ایکسن ایکسٹینشن کا ایک عمل ہے جو دماغ کے معمول کے کام کرنے والے نیوران کے درمیان رابطے کے لیے ضروری ہے۔ عام طور پر نیورو ڈیولپمنٹل عوارض میں خلل آربورائزیشن اور Synapse کی تشکیل کی اطلاع دی جاتی ہے۔ یہاں، ہم اقتباس کے لیے خلل شدہ نیورونل آربورسٹ-چیک کے ثبوت کا خلاصہ کرتے ہیں: Goikolea-Vives, A.; اسٹولپ، ایچ بی ترقیاتی دماغی چوٹ کی نیورو بائیولوجی کو جوڑتا ہے:نیورونلغیر فعال اور ممکنہ علاج کے ہدف کے ایک ریگولیٹر کے طور پر آربرائزیشن۔ انٹر جے مول سائنس 2021، 22، 8220۔ https://doi.org/ 10.3390/ijms22158220

اکیڈمک ایڈیٹر:

جیوسیپ لازارینو

موصول ہوا: 2 جولائی 2021

منظور شدہ: 28 جولائی 2021

اشاعت: 30 جولائی 2021

پبلشر کا نوٹ: MDPI شائع شدہ نقشوں اور ادارہ جاتی وابستگیوں میں دائرہ اختیار کے دعووں کے حوالے سے غیر جانبدار رہتا ہے۔

کاپی رائٹ: © 2021 مصنفین کے ذریعہ۔ لائسنس یافتہ MDPI، باسل، سوئٹزرلینڈ۔ یہ مضمون ایک کھلا رسائی والا مضمون ہے جو شرائط اور کے تحت تقسیم کیا گیا ہے۔

تخلیقی العام کی شرائط

انتساب (CC BY) لائسنس (https:// creativecommons.org/licenses/by/ 4۔{1}}/)۔

ان حالات میں، بنیادی طور پر پرانتستا اور ہپپوکیمپس پر توجہ مرکوز کرتے ہوئے. اس کے علاوہ، ہم ترقی کے لحاظ سے مخصوص میکانزم کو تلاش کرتے ہیں جس کے ذریعےنیورونلarborization کو منظم کیا جاتا ہے. آخر میں، ہم کے اہم ریگولیٹرز پر تبادلہ خیالنیورونلآربورائزیشن جو نیورو ڈیولپمنٹل بیماری سے منسلک ہوسکتی ہے اور آربورائزیشن کی فارماسولوجیکل ترمیم کی صلاحیت اور Synaptic کنکشن کی تشکیل جو مستقبل میں علاج سے فائدہ فراہم کرسکتی ہے۔

مطلوبہ الفاظ: dendritic arborization; ڈینڈریٹک ریڑھ کی ہڈی؛ synapse کی تشکیل؛ اعصابی ترقی کی خرابی؛ پیدائشی دماغ کی چوٹ

1. تعارف

ڈینڈریٹک آربرز، ریڑھ کی ہڈی کے نیوران میں ڈینڈریٹک اسپائنز کے ساتھ، نیوران کو موصول ہونے والی معلومات اور اس معلومات پر کارروائی کرنے اور اس پر عمل کرنے کا طریقہ دونوں کو منظم کرنے میں بنیادی حیثیت رکھتے ہیں۔ نتیجے کے طور پر، ڈینڈریٹک آربرائزیشن میں تبدیلیاں، یا ڈینڈریٹک ریڑھ کی ہڈی کی تشکیل، دماغ کے کام پر ڈرامائی اثر ڈالتی ہے۔ اس کا ثبوت ڈینڈرائٹس اور ڈینڈریٹک ریڑھ کی ہڈیوں میں نیورو ڈیولپمنٹل، نیوروپسیچائٹرک، اور نیوروڈیجینریٹو عوارض کی علمی اور طرز عمل کی علامات کی شدت کے ساتھ باہمی ربط والی تبدیلیوں سے ہوتا ہے۔

ڈینڈرائٹ کی تشکیل نسبتاً دیر سے اور بڑھی ہوئی ترقی کا واقعہ ہے، ایک طویل عرصے تک پھیلاؤ کے بعد، جو تمام نیورانوں کے لیے ایک وسیع پیمانے پر دقیانوسی طرز کی پیروی کرتا ہے۔ یہ اندرونی جینیاتی طور پر ریگولیٹڈ پروسیسز کے امتزاج سے چلتا ہے، خاص طور پر نیورائٹ ایکسٹینشن کے ابتدائی مراحل کے دوران اہم، جو پھر متحرک طور پر بہت سے خارجی اشاروں سے متاثر ہوتے ہیں، بشمول سرگرمی پر منحصر ریگولیشن [1–3]۔ نیورو ڈیولپمنٹل عوارض میں خلل پیدا ہونے والی آربرائزیشن اور کنیکٹیویٹی کو درست کرنے کے لیے ممکنہ علاج کی شناخت کے لیے، ڈینڈریٹک آربرائزیشن پر جینیاتی اور ماحولیاتی واقعات کے نتائج، ان رکاوٹوں کے وقت پر انحصار، اور ساختی یا فعال معاوضے کی صلاحیت کو سمجھنا ضروری ہے۔ عام ترقی کے حصے کے طور پر۔ اگرچہ ان میں سے بہت سے شعبوں کے بارے میں ہماری سمجھ میں پیش رفت ہو رہی ہے، لیکن علاج کی دریافت میں دوبارہ مطلوبہ پیش رفت کرنے کے لیے ضروری معلومات کے مجموعی جائزہ اور انضمام کی کمی ہے۔ اس پیشرفت کو آسان بنانے کے لیے، ہم نیورو ڈیولپمنٹل ڈس آرڈرز اور ڈینڈرٹک ڈیولپمنٹ میں خلل کے درمیان روابط کا جائزہ لیں گے، عصبی نیٹ ورکس کے کام میں خلل کے ممکنہ نتائج پر غور کریں گے۔ نیورو ڈیولپمنٹل عوارض میں ڈینڈریٹک اور سینیپٹک کثافت میں بنیادی تبدیلیوں کے میکانزم کو تلاش کیا جائے گا، خاص طور پر ان میکانزم پر توجہ مرکوز کرتے ہوئے جو علاج کی مداخلت کا وعدہ ظاہر کرتے ہیں۔

2. نیورو ڈیولپمنٹل عوارض میں نیورونل آربورائزیشن میں خلل

نیورونلمورفولوجی کا ایک اہم فیصلہ کن ہے۔نیورونلکنیکٹوٹی اور عام دماغی فعل [4,5]۔ ڈینڈریٹک برانچنگ پیٹرن، نیز ڈینڈریٹک اور ریڑھ کی ہڈی کی کثافت، سائز، اور مورفولوجی، Synaptic ان پٹ ٹرانسمیشن، انضمام، اور پروسیسنگ [5,6] کی افادیت کا تعین کرتا ہے۔ بہت سے نیورو ڈیولپمنٹل پیتھالوجیز ڈینڈرٹک اور ریڑھ کی ہڈی کی اسامانیتاوں کو ظاہر کرتی ہیں، جن کا خلاصہ شکل 1 [7-10] میں کیا گیا ہے۔ مثال کے طور پر، آٹسٹک مریضوں کے دماغی پوسٹ مارٹم کے مطالعے نے ہپپوکیمپل CA1 اور CA4 علاقوں میں ڈینڈریٹک برانچنگ پیچیدگی میں کمی کی اطلاع دی ہے [11]، ڈورسولیٹرل پریفرنٹل کورٹیکس [12] میں ڈینڈرائٹس کی تعداد میں کمی، اور کارٹیکل اہرام میں ریڑھ کی ہڈی کی کثافت میں اضافہ ہوا ہے۔ نیوران [13]۔ ڈینڈریٹک اسامانیتا سنڈروم کی بنیادی خصوصیت ہیں جیسے ڈاؤن سنڈروم، ریٹ سنڈروم، نازک ایکس سنڈروم، اور فینیلکیٹونوریا؛ مریضوں نے ڈینڈریٹک آربرز کی تعداد اور لمبائی میں کمی کے ساتھ ساتھ دماغی پرانتستا میں غیر معمولی شکل اور ڈینڈریٹک ریڑھ کی ہڈی کی تعداد ظاہر کی ([14] میں جائزہ لیا گیا)۔ عارضے جیسے مرگی اور تکلیف دہ دماغی چوٹیں (TBI)، جس میں excitotoxicity شامل ہے، ریڑھ کی ہڈی کی غیر معمولی ساخت اور تقسیم سے بھی وابستہ رہے ہیں [15]۔ مرگی کے مریضوں کی پوسٹ مارٹم رپورٹوں میں ڈینڈریٹک برانچنگ کی پیچیدگی میں کمی، شاخوں کی کم شاخوں کے ساتھ ساتھ ریڑھ کی ہڈی کی کثافت میں کمی اور لیئر III کارٹیکل پیرامیڈل نیورونز میں ڈینڈرٹک سوجن ظاہر ہوئی [16]۔ ان مریضوں کے ہپپوکیمپس میں ڈینڈریٹک varicosities اور ڈینڈریٹک ریڑھ کی ہڈی کا نقصان دیکھا گیا ہے [17]۔ پیرینیٹل ہائپوکسک / اسکیمک دماغی چوٹ کے نتیجے میں طویل مدتی نیورولوجک نقائص یا نوزائیدہ کی موت ہوسکتی ہے ([18] میں جائزہ لیا گیا)۔ جانوروں کے مطالعے سے پتہ چلتا ہے کہ ہائپوکسک اسکیمک واقعات ڈینڈریٹک ریڑھ کی ہڈیوں کے نقصان، ڈینڈریٹک ویریکوسیٹیز کی ظاہری شکل، ڈینڈریٹک لمبائی میں کمی، اور چوہے کے کارٹیکل پرامڈل نیوران [19,20] اور بھیڑوں کے کارٹیکل اور سبکورٹیکل نیورونز [21-24] میں ڈینڈرٹک برانچنگ کا باعث بنتے ہیں۔ .

شکل 1. اسکیمیٹک ڈایاگرام ڈینڈرٹک آربرائزیشن اور ریڑھ کی ہڈی کی تشکیل میں بیماری سے وابستہ تبدیلیوں کا خلاصہ کرتا ہے۔ ایک نیورو ٹائپیکل نیوران پیچیدہ شاخوں اور لمبی اور متعدد ڈینڈرائٹس کی وضاحت کرتا ہے۔ یہ نسبتاً مستحکم اور پختہ ریڑھ کی ہڈی بھی تیار کرتا ہے۔ ASD والے افراد اکثر ڈینڈریٹک برانچنگ کی پیچیدگی میں کمی اور ناپختہ/ کانٹے دار ریڑھ کی ہڈی کی بڑھتی ہوئی موجودگی اور ریڑھ کی ہڈی کی کثافت میں اضافہ دکھاتے ہیں۔ نازک X اور Rett سنڈروم کے مریضوں کے نیوران چھوٹے اور کم بکثرت ڈینڈرائٹس اور بڑھتی ہوئی کثافت کی غیر معمولی لمبی اور پتلی ریڑھ کی ہڈی کو ظاہر کرتے پائے گئے ہیں۔ مرگی کے مریضوں میں، نیوران کو چھوٹے اور کم شاخوں والے آربرز بناتے ہوئے دیکھا گیا ہے جو اکثر متغیرات اور مسخ شدہ ریڑھ کی ہڈی کو ظاہر کرتے ہیں، اور ریڑھ کی ہڈی کی کثافت بھی کم ہوتی ہے۔ شیزوفرینک افراد کے نیوران ریڑھ کی ہڈی کے سائز میں کمی اور ریڑھ کی ہڈی کی غیر معمولی گردن، چھوٹے سوماس، اور ڈینڈرائٹس کی کم تعداد کو ظاہر کرتے ہیں۔ ہائپوکسیا/اسکیمیا یا ٹی بی آئی والے مضامین میں، نیوران نے کم اور چھوٹے ڈینڈرائٹس کی وضاحت کی، جس میں متغیرات اور رکاوٹیں ہیں، اور ریڑھ کی ہڈی کی کثافت میں کمی اور غیر معمولی ریڑھ کی ہڈی کی موجودگی کو ظاہر کیا۔ AD اور PD والے مریضوں کے نیوران میں ڈینڈرٹک کی لمبائی اور برانچنگ کے ساتھ ساتھ ریڑھ کی ہڈی کا نقصان بھی دیکھا گیا ہے۔ AD-الزائمر کی بیماری، ASD-آٹزم سپیکٹرم ڈس آرڈر، PD-پارکنسن کی بیماری، TBI-دماغ کی تکلیف دہ چوٹ۔

3. کارٹیکل سرکٹ کی تشکیل کے حصے کے طور پر نیورونل آربورائزیشن اور Synapse کی تشکیل

انسانوں میں سب سے قدیم کارٹیکل سرکٹس حمل کے ہفتے 5 [25-28] کے ذریعہ پرلیٹ میں بنتے ہیں۔ پریلیٹ کے اندر موجود نیوران ملحقہ خلیوں کے ساتھ ابتدائی اور عارضی Synaptic کنکشن بناتے ہیں جب تک کہ منتقلی کرنے والے نیوران زیادہ مستحکم کنکشن بنانے کے لیے نہ پہنچ جائیں عارضی اہداف کی طرح کام کرتے ہیں۔ یہ پری پلیٹ نیوران دماغی پرانتستا کے باہر پروجیکٹ کرنے والے پہلے نیوران بھی ہیں۔ جیسے جیسے کارٹیکل لامینی کی نشوونما ہوتی ہے، نیوران مقامی اور عالمی سطح پر باہم جڑے ہوئے عصبی نیٹ ورکس بنانے کے لیے مختصر اور طویل فاصلے کے رابطے پیدا کرتے ہیں۔ ہجرت اور تفریق کے بعد ترقیاتی عمل شروع میں ضرورت سے زیادہ ہوتے ہیں۔نیورونلarborization اور synaptic کنیکٹوٹی. ان کو بہتر بنانے کی ضرورت ہوتی ہے، پہلے خود بخود سرگرمی کے ذریعے اور بعد میں بیرونی محرکات پر منحصر سرگرمی کے ذریعے، تاکہ بالغ عصبی سرکٹس کی تشکیل اور اسے قائم کیا جا سکے [29]۔ اچانکنیورونلرابطے کی ابتدائی نشوونما کے لیے سرگرمی ضروری ہے، اور یہ تھیلاموکارٹیکل پاتھ وے کے ذریعے دماغی پرانتستا تک پہنچ جاتی ہے، یہاں تک کہ کارٹیکل نیورونز کی ریڈیل ہجرت مکمل ہونے سے پہلے ہی [30]۔ قبل از پیدائش کی بلیوں کے بصری نظام میں کیے گئے ابتدائی مطالعات نے یہ ظاہر کیا کہ آنکھ کھولنے سے پہلے ایکشن پوٹینشل کے خود بخود فائرنگ میں رکاوٹ ریٹینل گینگلیئن خلیوں کی نارمل ایکسون ٹرمینل برانچنگ [31] اور تھیلاموکارٹیکل پاتھ وے نیورونز کی خرابی کا باعث بنتی ہے، جس کی وجہ سے اوبرینٹ ڈومین کی شکل پیدا ہوتی ہے۔ بنیادی بصری پرانتستا میں کالم [32]۔ ترقی پذیر ماؤس somatosensory cortex میں، اس سے پہلے کہ کوئی حسی محرک حاصل کیا جا سکے، تھیلامس سے پیدا ہونے والی بے ساختہ سرگرمی کی عدم موجودگی کا نتیجہ کارٹیکل ہائپر ایکسیٹیبل سرکٹس اور فنکشنل کالمر ڈھانچے کی غیر معمولی نشوونما میں ہوتا ہے [33]۔

جیسے جیسے دماغ پختہ ہوتا ہے اور حسی ان پٹ حاصل کرنا شروع کرتا ہے، اس کے نتیجے میں Synapses کی تعداد، قسم اور طاقت مختلف ہوتی ہے۔نیورونلسرگرمی یہ نیورونل سرگرمی نہ صرف نیورونل پیٹرن میں منفرد معلومات کے اضافے کے قابل بناتی ہے بلکہ سرکٹ کی اصلاح کو بھی فروغ دیتی ہے اور بالغ سرکٹری کی ترقی میں ضروری ہے۔ پیدائش کے بعد، ڈینڈریٹک مورفوگنیسیس خاص طور پر سرگرمی پر منحصر آدانوں کے لیے حساس ہے، اور اس کا تعین کرنا بہت ضروری ہے۔نیورونلڈینڈریٹک ڈھانچہ اور قائم کرنے کے لئے کنکشن کی قسم [34]۔ مزید برآں، ڈینڈریٹک شاخیں چوٹ یا بیماری کی وجہ سے ہونے والے نقصان کے جواب میں دوبارہ تشکیل دے سکتی ہیں۔ نئی شکل دینے اور تبدیلی کے مطابق ڈھالنے کی صلاحیت کو پلاسٹکٹی کہا جاتا ہے، اور یہ بالغ زندگی بھر میں موجود دکھایا گیا ہے [35,36]۔

زندگی کے پہلے 18 مہینوں کے دوران، ڈینڈریٹک مورفوجنیسیس اور سائناپٹوجینیسیس کی شرح میں اضافہ ہوتا ہے، اور ترقی کے عمل جیسے کہ تجربے پر منحصر Synapse کی دوبارہ تشکیل اور کٹائی ایک نازک دور تک پہنچتی ہے جس میں غلط وقت اور شرح کو تجویز کیا گیا ہے کہ کئی نیورو ڈیولپمنٹل کی نشوونما کا باعث بنے۔ عوارض [26,37,38]۔ ڈینڈریٹک اور سیناپٹک کٹائی نیوران، مائکروگلیہ اور ایسٹروائٹس کے باہمی تعامل سے چلتی ہے [39]۔ کٹائی دو مراحل میں ہوتی ہے: پیدائش کے فوراً بعد - ابتدائی بچپن - حسی سرکٹس کی درست تشکیل کو یقینی بنانے کے لیے؛ اور بچپن، جوانی، اور جوانی سے لے کر اعلیٰ علمی افعال بشمول خود ضابطہ [39,40] میں شامل سرکٹس کو دوبارہ تشکیل دینے کی منتقلی کے دوران۔ غیر معمولی کٹائی غیر معمولی ڈینڈریٹک آربورائزیشن اور Synaptic فنکشن کا باعث بنتی ہے۔

دلچسپ بات یہ ہے کہ یہ ظاہر ہوتا ہے کہ ڈینڈرائٹ کی پختگی اور کچھ نیورو ڈیولپمنٹل عوارض کے طرز عمل کی علامات کا اظہار وقتی طور پر منسلک ہوتا ہے [41]۔ مثال کے طور پر، آٹزم اسپیکٹرم ڈس آرڈر (ASD) کا آغاز ابتدائی بچپن میں ہونے والی ڈینڈریٹک نمو اور آربرائزیشن کے ساتھ میل کھاتا ہے [42]، اور توجہ کی کمی ہائپر ایکٹیویٹی ڈس آرڈر (ADHD) کی علامات کا اظہار وسط اور دیر سے بچپن میں اور شیزوفرینیا کے ساتھ جوانی کے آخر میں ہوتا ہے۔ ڈینڈریٹک اور سیناپٹک کٹائی [40,41]۔ اے ایس ڈی پیتھالوجی کا تعلق جوش و خروش میں خلل ڈالنے والے/ روکے جانے والے توازن اور اعلیٰ آرڈر ایسوسی ایشن کے علاقوں کے غیر معمولی رابطے سے ہے [43]۔ چونکہ ASD اکثر زندگی کے پہلے 3 سالوں کے دوران دماغ کے سائز میں اضافہ کے ساتھ ہوتا ہے، اس لیے یہ فرض کیا گیا ہے کہ یہ ڈینڈریٹک زیادہ بڑھنے یا عام سیل نمبروں کی کٹائی اور دیکھ بھال میں کمی کی وجہ سے ہو سکتا ہے [42]۔ ADHD اور Tourette's syndrome بچپن میں دیر سے ظاہر ہوتے ہیں اور خود ضابطہ اور روکنے کی صلاحیت سے وابستہ عصبی سرکٹس میں ناقص رابطے کی خصوصیت رکھتے ہیں۔ ADHD کے مریضوں کو بھی بعد میں ان کے نیورو ٹائپیکل ہم منصبوں کے مقابلے میں چوٹی کارٹیکل موٹائی تک پہنچنے کے لئے دکھایا گیا ہے [44]۔ شیزوفرینیا کا عام آغاز جوانی یا جوانی کے دوران ہوتا ہے۔ شیزوفرینک مریضوں میں، بلوغت کے دوران، کارٹیکل پتلا ہونا تیز رفتاری سے ہوتا ہے اور عمر کے مطابق کنٹرول کے مقابلے میں پڑوسی علاقوں تک پھیلتا ہے [45]۔ ضرورت سے زیادہ پتلا ہونے کی وجہ یا تو ڈینڈریٹک برانچنگ میں کمی اور سیل نمبر میں کمی کی وجہ سے تجویز کی گئی ہے، یا زیادہ عام طور پر ضرورت سے زیادہ Synaptic pruning یا بے قاعدہ Synaptic remodeling [46,47]۔ اس معلومات سے، ہم یہ نتیجہ اخذ کر سکتے ہیں کہ درست ڈینڈریٹک پختگی کو برقرار رکھنے میں ناکامی غیر معمولی کا باعث بنتی ہے۔نیورونلفنکشن اور سرکٹ اسٹیبلشمنٹ، جس کا نتیجہ بالآخر نیورو ڈیولپمنٹل عوارض سے وابستہ atypical رویے کی علامات کی نشوونما میں ہوتا ہے۔ اس تناظر میں، اب یہ ضروری ہے کہ ڈینڈریٹک میچوریشنل واقعات کے مخصوص وقت اور سگنلنگ میکانزم پر غور کیا جائے جو ان کی بنیاد رکھتے ہیں۔

4. ترقیاتی ٹائم لائن اور نیورونل آربورائزیشن اور Synapse کی تشکیل کا ضابطہ

بالغ نیوران کی شکلیات کی خصوصیت بہت زیادہ شاخوں والے عملوں کی بھیڑ سے ہوتی ہے جو سیل کے جسم سے پھیلتے ہیں۔ یہ نیورائٹس ابتدائی طور پر اسی طرح پھیلتے ہیں، تخصص سے پہلے، محوروں اور ڈینڈرائٹس میں، ریڑھ کی ہڈی کی تشکیل اسپائنی نیورونز [2,3,8] میں دیر سے ڈینڈریٹک تخصص کا حصہ ہوتے ہیں۔ ڈینڈریٹک آربورائزیشن کے مراحل کا خلاصہ اس طرح کیا جاسکتا ہے کہ (i) نمو (ایک ابتدائی سست مرحلے اور اس کے بعد کی تیز طوالت کی خصوصیت)، اس کے بعد (ii) متحرک توسیع اور پسپائی، (iii) ڈینڈرائٹ اسٹیبلائزیشن (شکل 2) کے آخری دور کی طرف جاتا ہے۔ ) [2]۔ ان کے علاوہنیورونل- منحصر عمل، کٹائی کی ایک طویل مدت ہے جو خاص طور پر ماحولیاتی اشارے پر منحصر ہے ([1] میں جائزہ لیا گیا ہے)۔ لہذا، ڈینڈریٹک آربورائزیشن کا ایک دقیانوسی عنصر موجود ہے، حالانکہ انفرادی خلیوں کی اقسام، دماغی علاقوں اور پرجاتیوں کے درمیان واقعات کے وقت میں فرق ہے۔

پیکر 2۔ اسکیمیٹک ڈایاگرام تقابلی ٹائم فریم کا خلاصہ کرتا ہے جس میں ڈینڈرٹک آربرائزیشن کے اہم واقعات رونما ہوتے ہیں۔ ڈینڈریٹک برانچنگ ابتدائی شاخ کی تشکیل کے ساتھ شروع ہوتی ہے، فوراً بعدنیورونلہجرت اپنی آخری پوزیشن پر۔ برانچنگ کے عمل اس کے بعد ثانوی اور ترتیری شاخوں کے ساتھ ساتھ شاخوں کی لمبائی کی شکل میں ہوتے ہیں۔ اس مدت کے دوران، ڈینڈریٹک ریڑھ کی ہڈی کی ابتدائی تشکیل ہے اور، بعد میں، synapses کی. ڈینڈریٹک شاخوں، ریڑھ کی ہڈیوں اور synapses کی تنظیم نو اور استحکام ترقی کے عمل میں نسبتاً دیر سے ہوتا ہے۔ ان واقعات کا تقابلی ٹائم فریم ماؤس، بھیڑ، غیر انسانی پریمیٹ اور انسانی دماغ کے لیے دکھایا گیا ہے۔ E-برانن دن، GW-حملاتی ہفتہ، P-بعد از پیدائش کا دن۔

4.1 ڈینڈرائٹ کی ترقی کی ترقی اور وقت

متعدد پرجاتیوں سے جمع کردہ ڈیٹا زندگی کے ابتدائی سالوں کے دوران ڈینڈریٹک توسیع کا ایک عمومی نمونہ ظاہر کرتا ہے، جہاں ڈینڈریٹک شاخوں کا لمبا ہونا اور شاخوں کی بڑھتی ہوئی پیچیدگی کا تعلق Synaptic تشکیل سے ہے۔ یہ عمل نوعمری کے ابتدائی دور میں تنظیم نو اور Synaptic کٹائی کی مدت سے پہلے مستحکم ہو جاتا ہے کیونکہ آربرائزیشن اور Synaptic کنیکٹوٹی کے بالغ نمونے قائم ہو جاتے ہیں (تصویر دیکھیں2)۔ ابتدائی شاخوں کے مخصوص نمونے، جو گولگی کے داغ کے ساتھ تصور کیے جاتے ہیں، 3-9 بیسل ڈینڈرائٹس کے ساتھ ایک واحد apical پرائمری ڈینڈرائٹ دکھاتے ہیں۔48] یہ ہجرت کی تکمیل کے بعد پھیلتے ہیں، اس مقام پر پرائمری اپیکل نیورائٹ سے منتقلی کے لیے سرکردہ ہجرت کے کنارے کے ساتھ۔ ہجرت سے ڈینڈرٹک ایکسٹینشن کی طرف سوئچ ظاہر ہوتا ہے، کم از کم ماؤس میں، ابتدائی بعد از پیدائش پرانتستا میں Sox11 کی روک تھام کے ذریعے سہولت فراہم کرنے کے لیے۔49] ایکسن عام طور پر بیسل نیورائٹ سے مہارت رکھتا ہے، جبکہ باقی ڈینڈریٹک درخت میں حصہ ڈالتے ہیں۔ انسانی دماغ میں، حمل کے 16-26 ہفتوں کے درمیان پہلی ڈینڈرٹک برانچنگ کی اطلاع دی گئی ہے، جو 36 ہفتوں تک بڑھ جاتی ہے [50,51]، اور ایک قائم، اگرچہ ابتدائی، ڈینڈریٹک ڈھانچہ مدت میں موجود ہے، جس میں کارٹیکل نیورون ان کی زیادہ سے زیادہ لمبائی کا 30-55 فیصد ہیں52] غیر انسانی پریمیٹوں کے لیے اسی طرح کی قائم کردہ آربرائزیشن کو اصطلاح میں بیان کیا گیا ہے۔53] کارٹیکل نیورانز میں، بیسل ڈینڈرائٹس اپنی پیچیدگی کو اپیکل ڈینڈرائٹس سے پہلے قائم کرتے دکھائی دیتے ہیں، جس کے بعد بیسل ڈینڈرائٹس میں کسی نئے برانچ آرڈر کی شناخت نہیں ہوتی ہے۔52] ماؤس کے دماغ میں، یہ مراحل بڑے پیمانے پر پیدائش کے بعد کے پہلے ہفتے میں ہوتے ہیں، جس کی شاخیں بڑے پیمانے پر انسانی اصطلاح کے مساوی ہوتی ہیں، بعد از پیدائش کے دن (P)7-10 (میں تقابلی ڈیٹا دیکھیں49,54–56] بطور مثال)۔ بھیڑوں میں، دماغ کی نشوونما کی چوٹ کی ماڈلنگ کے لیے ایک اور عام جانور، پرانتستا کے اندر ڈینڈریٹک آربرائزیشن کا آغاز حمل کے تقریباً {{0}}.7–0.85 پر ہوتا ہے (ڈیٹا دیکھیں [21,23,24]).

انسانی پریفرنٹل کارٹیکس میں پرت V نیورونز کے تجزیہ سے پتہ چلتا ہے کہ ڈینڈریٹک توسیع اور برانچنگ کا ایک تیز مرحلہ ہے جو 5 سال کی عمر تک جاری رہتا ہے [57] اس کے بعد ڈینڈریٹک شاخوں کی مقامی متحرک تنظیم نو کی ایک طویل مدت ہوتی ہے۔ متحرک تنظیم نو کے اس دور سے متعلق اعداد و شمار کی اکثریت چوہا یا سیل کلچر اسٹڈیز سے آتی ہے جو ڈینڈریٹک آربورائزیشن کے ان مراحل کو منظم کرنے والے مالیکیولر میکانزم کی کھوج کرتے ہیں (ذیل میں بحث کی گئی ہے)۔ زیبرا فش میں کام کا ایک بہت بڑا حصہ بھی موجود ہے، مخصوص ترقیاتی واقعات کو غیر منتخب کرنے کے لیے جینیاتی طور پر بہتر ٹائم لیپس امیجنگ کی صلاحیت کو استعمال کرتا ہے۔ اگرچہ یہ جائزہ بنیادی طور پر ممالیہ کے دماغ سے حاصل کردہ نتائج پر مرکوز ہے، زیبرا فش ڈیٹا فیلڈ میں ایک اہم اضافہ ہے اور اس کا جائزہ [58] ماؤس کے دماغ سے ڈیٹا واضح طور پر P10 کے ذریعہ بنیادی شاخوں کی تشکیل کو ظاہر کرتا ہے، تقریباً P40 تک ثانوی اور ترتیری شاخوں کی مسلسل توسیع کے ساتھ۔50] نوزائیدہ انسانی دماغ میں کارٹیکل خطوں کے درمیان ڈینڈریٹک آربورائزیشن میں تبدیلی کا پتہ لگایا جا سکتا ہے، جس میں بنیادی موٹر کارٹیکس پہلے تیار ہوتا دکھائی دیتا ہے (لمبے ڈینڈرائٹس کی شناخت اور ڈینڈریٹک ریڑھ کی ہڈی کی زیادہ تعداد کی بنیاد پر)59] بصری اور سمعی علاقوں میں Synaptic کثافت بھی نسبتاً جلد ترقی کرتی دکھائی دیتی ہے۔60] دونوں اقدامات میں، پریفرنٹل پرانتستا کم پیچیدہ ڈینڈریٹک شاخوں کے ساتھ اپنی پختگی میں پیچھے دکھائی دیتا ہے۔52] اور ابتدائی زندگی میں Synapse تعداد میں کمی60] چمپ دماغ سے حاصل ہونے والے اعداد و شمار اسی طرح کی پختگی کے نمونے کو ظاہر کرتے ہیں: پریفرنٹل کورٹیکس میں نیوران نوعمروں کی کٹائی کے بعد تک کم وسیع ہوتے رہتے ہیں، حالانکہ وہ بالآخر دوسرے کارٹیکل خطوں کے نیوران کے مقابلے میں اپنے برانچنگ پیٹرن میں زیادہ پیچیدگی ظاہر کرتے ہیں [53].

ڈینڈرائٹ آربرائزیشن میں جنسی اختلافات کے ثبوت ان ویوو اور ان وٹرو اسٹڈیز کے مرکب سے بڑھنے لگے ہیں۔ یہ مطالعات P28 پر نر چوہوں میں ہپپوکیمپل نیوران کے ڈینڈریٹک آربرز کے اندر واضح طور پر بڑھتی ہوئی پیچیدگی کو ظاہر کرتی ہیں، ان کی خواتین ہم منصبوں کے مقابلے میں۔61] یہ نتیجہ پرائمری میں نقل کیا گیا تھا۔neuronal-glialایک ہی ماؤس سٹرین میں P0 ہپپوکیمپل ٹشو سے ثقافتیں اور کم از کم جزوی طور پر ایسٹروجن پر منحصر دکھائی دیتی ہیں۔61] نر اور مادہ کے درمیان ڈینڈریٹک آربرز کی تشکیل میں یہ اختلافات نیورو ڈیولپمنٹل عوارض کی پیشکش اور تشخیص میں اچھی طرح سے پہچانے جانے والے جنسی اختلافات کی وضاحت کرنے میں مدد کر سکتے ہیں۔ جبکہ Keil et al کا مطالعہ۔ (2017) ان جنسی اختلافات کو ایسٹروجن ریسیپٹر کے فعال ہونے سے جوڑتا ہے۔61]، Beyer and Karolczah (2000) کی طرف سے بنیادی ماؤس مڈبرین ڈوپامینرجک پر ایک مطالعہنیورونلثقافتوں سے پتہ چلتا ہے کہ ایسٹروجن آزادانہ طور پر نیوران کی نشوونما کو بھی متحرک کرسکتا ہے۔

ایسٹروجن ریسیپٹر، CREB کے CAMP- اور PKA سے ماخوذ فاسفوریلیشن پر انحصار کرنے کے بجائے۔62] مزید برآں، ماؤس اسٹڈیز سے کچھ شواہد موجود ہیں جو یہ بتاتے ہیں کہ مائکروگلیئل کی نشوونما میں جنسی اختلافات (فطری اور اس کے بعد کی سوزش) میں مشاہدہ شدہ اختلافات میں حصہ ڈال سکتے ہیں۔نیورونلarborization اور Synapse نمبر [63].

4.2 ڈینڈریٹک ریڑھ کی ہڈی اور Synaptic ترقی

ڈینڈریٹک ریڑھ کی ہڈی مائکروسکوپک جھلی کے پھیلاؤ ہیں جو دماغ میں Synapses کے قابل قبول پوسٹ سینیپٹک کمپارٹمنٹ پر مشتمل ہوتے ہیں [15] ریڑھ کی ہڈیوں میں نیورو ٹرانسمیٹر، نیوروپپٹائڈس، رسیپٹرز، سگنلنگ مالیکیولز، آئن چینلز اور دیگر پروٹین ہوتے ہیں جو Synaptic ٹرانسمیشن میں حصہ لیتے ہیں۔ نئے بننے والے ڈینڈرائٹس میں Synapses اور ریڑھ کی ہڈی کی کمی ہوتی ہے۔ اسپائنوجنیسس کے دوران، پتلی انگلی نما متحرک پروٹریشنز جن کا نام فیلوپوڈیا ہے ڈینڈریٹک آربر سے نکلتا ہے۔ یہ فلپوڈیا محور کے ساتھ رابطے میں ناپختہ synapses تشکیل دے سکتے ہیں۔ Synapses فلپوڈیم کی پوری لمبائی کے ساتھ اور اس کی بنیاد پر ہو سکتے ہیں اور متعدد synapses حاصل کر سکتے ہیں [64] جیسے جیسے اسپائنوجنیسیس آگے بڑھتا ہے، فلوپوڈیا کی لمبائی اور فریکوئنسی کم ہوتی جاتی ہے، اور ڈینڈرائٹس پیچھے ہٹے ہوئے فلوپوڈیا سے پتلی، ٹھوس، اور پختہ کھمبی کی شکل کی ریڑھ کی ہڈیاں پیدا کرنا شروع کر دیتے ہیں۔65].

ریڑھ کی ہڈی کی ریڑھ کی ہڈی کی تشکیل قدرتی تاخیر کے بعد ڈینڈریٹک برانچنگ کے بعد ہوتی ہے، انسانی ہپپوکیمپس میں حمل کے 36 ہفتوں تک نیوران پر ناپختہ ریڑھ کی ہڈیوں کا پتہ لگایا جا سکتا ہے، ایسا وقت جب متعدد ڈینڈریٹک شاخیں موجود ہوں50] ریڑھ کی ہڈی کی تشکیل پرانتستا میں اس سے بھی پہلے ہونے کا امکان ہے، کیونکہ Synapses کا پتہ حمل کے بعد کی عمر کے 27 ہفتوں سے لگایا جا سکتا ہے، جو cortical خطہ کے لحاظ سے 3-10 Synapse/100 um تک ہوتا ہے60] تقریباً 4 سال کی عمر میں Synaptic کثافت ایک چوٹی (~60 synapses/100 um) تک بڑھ جاتی ہے اور پھر جوانی میں کم ہو کر بالغ کثافت تقریباً 35 synapses/100 um تک پہنچ جاتی ہے۔60] ماؤس پرانتستا میں، ریڑھ کی ہڈی واضح طور پر P10 سے پہلے ناپختہ حالتوں میں موجود ہوتی ہے اور P20 تک واضح طور پر پختہ ہوجاتی ہے۔54] Synapses P5 سے قابل شناخت ہیں، تیزی سے P10-17 کے درمیان ایک بڑی مستحکم تعداد تک بڑھتے ہیں66] Synapse کی تشکیل کے نمونے پورے دماغ میں مختلف ہوتے ہیں، جس کا آغاز بیرونی پرتوں (II, III) کے مقابلے میں اندرونی کارٹیکل تہوں (V, VI) سے شروع ہوتا ہے، پرانتستا کی اندرونی ترقی کے بعد۔60].