مقداری پروٹومکس ماؤس دماغ کی تشکیل 2 کے درمیان اہم فرق کو ظاہر کرتا ہے

از راہ کرم رابطہ کریںoscar.xiao@wecistanche.comمزید معلومات کے لیے

12. چولینرجک ٹرانسمیشن

Acetylcholine ٹرانسمیشن ریسیپٹرز کی دو کلاسوں کے ذریعہ ثالثی کی جاتی ہے: نیکوٹینک ریسیپٹرز، جو سوڈیم کیشنز کے لیے ایسٹیلکولین گیٹڈ آئن چینلز ہیں، اور مسکرینک ریسیپٹرز، جو میٹابوٹروپک ریسیپٹرز ہیں جو ٹرامرک جی پروٹین کی سرگرمی کے ساتھ ملتے ہیں۔

غیر متوقع طور پر، ہمارے مطالعے میں، ہم ایسے پیپٹائڈس کا پتہ لگانے کے قابل نہیں تھے جو کہ واضح طور پر نیکوٹینک ریسیپٹرز سے منسوب ہوسکتے ہیں۔ دوسری طرف، ہم نے muscarinic cholinergic receptors کے کئی ارکان کے ٹائٹر کا تعین کیا۔ 12.1.مسکرینک ریسیپٹرز——چارم

ہپپوکیمپس اور کورٹیکس میں، لیکن سیریبیلم میں نہیں، ہم نے Chrml، Chrm3، اور Chrm4 (شکل 5A-C) کے ٹائٹر کی پیمائش کی۔ عمر بڑھنے نے ہپپوکیمپس میں Chrml اور Chrm3 کی سطح کو کم کیا، جبکہ پرانتستا میں، Chrm3 اور Chrm4 کی تعداد میں کمی واقع ہوئی (شکل 5A، B)۔

12.2.Acetylcholine Metabolism

Choline acetyltransferase (Chat) ایک انزائم ہے جو acetylcholine کی ترکیب میں شامل ہے۔ ہم نے پایا کہ بوڑھے جانوروں کے ہپپوکیمپس میں اس کا اظہار 2-گنا بڑھ گیا تھا (شکل 5A)۔ چیٹ کے برعکس، ایسٹیلکولین ایسٹراس (Ache) کا ٹائٹر، نیورو ٹرانسمیٹر کو ڈی گریڈ کرنے والا ایک انزائم، اس دماغی ڈھانچے میں عمر بڑھنے سے متاثر نہیں ہوا (شکل 5A)۔

مزید جاننے کے لیے براہ کرم یہاں کلک کریں۔

پرانتستا میں، چیٹ اور درد کی تعداد ہپپوکیمپس اور سیریبیلم کے مقابلے میں نمایاں طور پر زیادہ تھی۔ تاہم، وہ عمر بڑھنے سے متاثر نہیں ہوئے تھے (شکل 5A-C)۔

ہم نے سیریبیلم میں چیٹ اور درد کے ارتکاز میں عمر سے متعلق تبدیلیوں کا مشاہدہ بھی نہیں کیا، جہاں پروٹین کی مقدار دماغ کے تمام تجزیہ شدہ خطوں سے سب سے کم تھی۔

12.3۔ویسیکولر ایسٹیلکولین ٹرانسپورٹر—Slc18a3

Slc18a3 ایک پروٹین ہے جو Synaptic vesicles میں acetylcholine لوڈ کرنے کے لیے ذمہ دار ہے۔cistanche زندگی کی توسیعہمارے مطالعے سے پتہ چلتا ہے کہ Slc18a3 کا ارتکاز نوجوان چوہوں کے پرانتستا میں سب سے زیادہ تھا (ضمنی جدول S1)، اور عمر بڑھنے نے Slc18a3 کی سطح کو تقریباً 80 فیصد تک کم کر دیا (شکل 5B)۔ ہپپوکیمپس میں، پروٹین کی مقدار متاثر نہیں ہوئی۔ عمر بڑھنے سے (شکل 5A)، اور سیربیلم میں، پروٹین کا پتہ صرف بوڑھے جانوروں میں پایا گیا تھا (ضمنی جدول S1)۔

13. مونوامینز ریسیپٹرز، سگنل ٹرانسمیشن اور میٹابولزم

13.1.رسیپٹرز

اگرچہ ہم مونوامین سگنلنگ میں شامل کئی جھلی پروٹینوں کے ٹائٹر کی پیمائش کر سکتے ہیں (مثال کے طور پر، مونوامین ری اپٹیک میں)، ہمیں مونوامین ریسیپٹرز کے صرف چند ارکان کا پتہ چلا۔ ہمیں خاص طور پر ڈوپامائن ریسیپٹرز سے منسوب پیپٹائڈز نہیں ملے، اور سیروٹونن ریسیپٹرز کے متعدد گروپوں میں سے، ہم پرانے جانوروں کے ہپپوکیمپس میں صرف ایک سیروٹونن ریسیپٹر (Htrla) کے ٹائٹر کو واضح طور پر ماپنے کے قابل تھے (ضمنی جدول S1)۔

ہپپوکیمپس میں، ہم نے الفا-ایڈرینرجک ریسیپٹرز کے دو ارکان کے ٹائٹر کی پیمائش کی: a2a(Adra2a) اور a2c(Adra2c)(شکل 6A)۔ بوڑھے جانوروں میں ان کا ارتکاز کم تھا۔ تاہم، تبدیلیاں اعداد و شمار کے لحاظ سے اہم نہیں تھیں۔ پرانتستا میں، Adra2c جوان اور بوڑھے دونوں جانوروں میں موجود تھا، لیکن AdraZa صرف نوجوان جانوروں میں ظاہر کیا گیا تھا (شکل 6B)۔ سیریبیلم میں، صرف الفا-ایڈرینرجک ریسیپٹر کا پتہ چلا نوجوان جانوروں میں AdraZa تھا (شکل 6C)۔ اس مطالعہ میں، ہم واضح طور پر بیٹا ایڈرینرجک ریسیپٹر پروٹین، Adrb کو کوئی پیپٹائڈس تفویض کرنے کے قابل نہیں تھے۔

بیٹا-ایڈرینرجک ریسیپٹرز کے برعکس، ہمیں ہپپوکیمپس اور سیریبیلم (شکل 6A-C) میں ان ریسیپٹرز، Adrbkl، کی غیر حساسیت میں ملوث کنیز کے اظہار میں نمایاں کمی دیکھی گئی۔cistanche nzاس سے پتہ چلتا ہے کہ beta-adrenergic receptors کا دماغ میں ہر جگہ اظہار کیا جا سکتا ہے، لیکن ہمارے تجربے میں استعمال ہونے والے طریقہ کار کی وجہ سے، Adrb ریسیپٹرز سے متعلق پیپٹائڈز کو پروٹین کو تفویض نہیں کیا جا سکتا تھا۔

cistanche عمر مخالف کر سکتے ہیں

13.2.مونوامین ری اپٹیک

نیورو ٹرانسمیٹر ری اپٹیک کے لیے ذمہ دار سیروٹونن ٹرانسپورٹر (Slc6a4) کا ارتکاز تمام زیر مطالعہ دماغی ڈھانچے میں موجود تھا اور عمر بڑھنے سے عملی طور پر متاثر نہیں ہوا تھا (شکل 6A-C)۔ ہم نے عمر رسیدہ چوہوں کے ہپپو کیمپس میں Slc6a4 میں اعدادوشمار کے لحاظ سے نمایاں اضافہ دیکھا۔ تاہم، یہ اضافہ بہت کم تھا (شکل 6A)۔ ہپپوکیمپس کے برعکس، ہمیں عمر رسیدہ سیریبیلا میں Slc6a4 کا تقریباً 3.5 گنا زیادہ ٹائٹر ملا، لیکن یہ اضافہ اعداد و شمار کے لحاظ سے اہم نہیں تھا (شکل 6C)۔

ہم نے کارٹیکس (شکل 6B) میں ڈوپامائن ٹرانسپورٹر (Slc6a3) کے ٹائٹر کا تعین کیا۔ عمر بڑھنے سے اس کا ارتکاز متاثر نہیں ہوا۔

14. مونوامین کو غیر فعال کرنا

14.1.مونوامین آکسیڈیز—ماؤ

Monoamine oxidase amines کے deamination کو اتپریرک کرتا ہے اور نیوران اور glia خلیات کے ذریعے جاری ہونے والے monoamines کے انحطاط میں ملوث ہے۔ ماو کے دو آئسفارمز ہیں، ماؤ اور ماو، جن کا اظہار بالترتیب نیوران اور گلیل سیلز [36] سے منسوب ہے۔

ہمارے مطالعے کے نتائج سے پتا چلتا ہے کہ دونوں ماؤ آئسو اینزائمز دماغ کی تمام تشکیلات (شکل 6A-C) میں ہر جگہ ظاہر کیے گئے تھے۔ ہپپوکیمپس میں، عمر بڑھنے سے Maoa کا ارتکاز کم ہوا تھا، جب کہ عمر رسیدہ جانوروں میں Mao کی سطح نمایاں طور پر بلند ہوئی تھی۔ (شکل 6A)۔cistanche عضو تناسل کا سائزپرانتستا (شکل 6B) میں ماؤ آئسفارمز کے لیے بھی یہی رجحان دیکھا جا سکتا ہے۔

سیریبیلم میں، ماؤ کا ٹائٹر عمر بڑھنے سے متاثر نہیں ہوا تھا، لیکن بوڑھے جانوروں میں ماؤ کا ارتکاز جوانوں کی نسبت چار گنا زیادہ تھا (شکل 6C)۔ 14.2.Catechol O-Methyltransferase——Comt

Catechol O-methyltransferase O-methylation کو اتپریرک کرتا ہے اور اس طرح، monoamines جیسے adrenaline، dopamine اور serotonin کو غیر فعال کرتا ہے۔ ہمارے تجزیے میں، ہم نے پایا کہ انزائم تمام مطالعہ شدہ دماغی فارمیشنوں میں نسبتاً وافر تھا، اور یہ کہ اس کی سطح عمر بڑھنے سے متاثر نہیں ہوئی (شکل 6A-C)۔

15. مونوامین کی ترکیب

15.1. ٹرپٹوفن ہائیڈروکسیلیس 2—Tph2

Tryptophan hydroxylase ایک انزائم ہے جو سیرٹونن کی ترکیب کے پہلے مرحلے کو اتپریرک کرتا ہے۔ ہمارے مطالعے سے پتہ چلتا ہے کہ پرانے جانوروں کے تمام دماغی ڈھانچے میں Tph2 کی سطح ایک جیسی تھی (شکل 6A-C)۔ نوجوان جانوروں کے ہپپوکیمپس میں، Tph2 کا ٹائٹر دماغ کی دیگر ساختوں کی نسبت بہت کم تھا، لیکن عمر بڑھنے کے نتیجے میں اس ڈھانچے میں انزائم کے ٹائٹر میں نمایاں،8-گنا سے زیادہ اضافہ (شکل 6A)۔ پرانتستا اور سیریبیلم میں، عمر بڑھنے کا انزائم کے اظہار پر کوئی اثر نہیں ہوا (شکل 6B، C)۔

15.2۔ٹائروسین ہائیڈروکسیلیس—تھ

Th ٹائروسین سے monoamine (جیسے ڈوپامائن، adrenaline اور nora-drenaline) کی ترکیب کے پہلے مرحلے میں شامل ہے۔ پرانتستا میں Th کا ٹائٹر سب سے زیادہ تھا (شکل 6C)، اور ہپپوکیمپس (شکل 6A) میں انزائم کی موجودگی کا پتہ نہیں چلا۔cistanche پاؤڈرعمر بڑھنے کا دماغ کی دونوں شکلوں میں Th کے اظہار پر کوئی اثر نہیں ہوا (شکل 6B، C)۔

15.3 خوشبودار-L-امائنو ایسڈ ڈیکاربوکسیلیس—Ddc

Ddc (جسے DOPA decarboxylase اور AADC بھی کہا جاتا ہے، اور 5-hydroxytryptophan decarboxylase) نیورو ٹرانسمیٹر کی ترکیب میں حصہ لیتا ہے، مختلف ذیلی ذخائر جیسے DOPA، phenylalanine، histidine اور 5-hydroxytryptamine کے decarboxylation کو اتپریرک کرتا ہے۔ ہمارے مطالعے میں، ہم نے پایا کہ عمر رسیدہ جانوروں کے ہپپوکیمپی میں Ddc دو گنا سے زیادہ تھا (شکل 6A)، جب کہ پرانتستا اور سیریبیلم میں، پروٹین کی مقدار کو بڑھاپے کے لحاظ سے نمایاں طور پر تبدیل نہیں کیا گیا تھا (شکل 6B، C)۔

16. سگنل کی نقل و حمل

متعدد میٹابوٹروپک ریسیپٹرز کا محرک adenylate cyclase اور/یا phospholipases کی سرگرمی میں ترمیم اور ثانوی میسنجر جیسے cAMP اور inositol trisphosphates کی ارتکاز میں تبدیلی سے وابستہ ہے۔ 16.1.Adenylyl Cyclase ——Adcy

ایڈسی ایک انزائم ہے جو اے ٹی پی سے سی اے ایم پی کی تشکیل کو متحرک کرتا ہے، اور اس کی سرگرمی کو میٹابوٹروپک کولینرجک اور کیٹیکولامینرجک ریسیپٹرز کے محرک کے بعد منظم کیا جاتا ہے۔ ہمارے مطالعے سے پتہ چلتا ہے کہ ہپپوکیمپس میں، Adcy2 اور Adcy9 سائکلیس (شکل 6A) کے سب سے زیادہ پرچر آئسفارمز تھے۔ ہم نے پایا کہ پرانے چوہوں میں ہپپوکیمپس، Adcy9، میں انزائم کی مرکزی شکل کا ارتکاز نمایاں طور پر بڑھ گیا ہے، جبکہ پرانے جانوروں میں Adcy1، Adcy3، Adcy6 اور Adcy8 کے ٹائٹر میں کمی واقع ہوئی ہے (شکل 6A)۔ عمر بڑھنے کا کوئی اثر نہیں ہوا۔ پرانتستا میں Adcy، Adcy5 اور Adcy9 کی اہم شکلوں کی کثرت، لیکن اس نے Adcy1، Adcy2، Adcy3 اور Adcy6 (شکل 6B) کے ٹائٹر کو کم کر دیا۔ ہم نے سیریبیلم، ایڈسی (شکل 6C) میں مرکزی Adcy isoform میں بھی کمی دیکھی۔

16.2.Phospholipase C—Plc

فاسفولیپیس سی (Ple)، ایک انزائم جو فاسفولیپڈز کو ہائیڈولائز کرتا ہے، مسکرینک کولینجک ریسیپٹر (Chrm) اور الفا-ایڈرینرجک ریسیپٹر (Adra1) کے محرک کے بعد انٹرا سیلولر سگنل ٹرانسمیشن میں شامل ہوتا ہے[37]۔

ہمارے مطالعہ میں، ہم نے تمام مطالعہ شدہ دماغی ڈھانچے (شکل 6A-C) میں Ple کلاس کے کئی ارکان کو پایا۔ ہپپوکیمپس میں سب سے زیادہ پرچر Plc isoforms Plcgl اور Plch2 تھے، جن کا ٹائٹر عمر بڑھنے سے متاثر نہیں ہوا تھا (شکل 6A)۔ ہپپوکیمپس کے برعکس، Plcd3 کے علاوہ، تقریباً تمام Ple isoforms کو بوڑھے چوہوں (شکل 6B) کے پرانتستا میں کم کیا گیا تھا۔ سیریبیلم میں، Plcb4 Plc کا غالب آئسوفارم تھا، لیکن اس کا ٹائٹر عمر بڑھنے سے متاثر نہیں ہوا تھا (شکل 3) .صرف Ple جس کا ارتکاز پرانے چوہوں کے سیریبیلم میں مختلف تھا Plch2 (شکل 6C) تھا۔

17.Cytomatrix ایکٹو زون——CAZ

CAZ ایک presynaptic خطہ ہے جو نیورو ٹرانسمیٹر کی رہائی میں شامل ہے [38]۔ اس خطے کے اندر موجود پرو ٹینز براہ راست اور بالواسطہ طور پر سینیپٹک ویسیکل فیوژن کو presynaptic جھلی کے ساتھ ثالثی کرتے ہیں۔ پروٹینوں کے اس گروپ میں، کئی فنکشنل کلاسز کو ممتاز کیا جا سکتا ہے: SNAREs (گھلنشیل N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein re-ceptors)، جنہیں v-SNAREs (vesicle سے وابستہ SNAREs) اور t-SNAREs (ٹارگٹ میمبرین) میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ - وابستہ SNAREs)، اور کیلشیم کی ثالثی میں شامل پروٹین Synaptic vesicles [39]۔

اپنے تجزیے میں، ہم نے ہپپوکیمپس اور سیریبیلم (Figure7A,C) میں CAZ پروٹین کے ارتکاز میں عمر سے متعلق متعدد اہم تبدیلیوں کا مشاہدہ نہیں کیا۔ ہپپوکیمپس میں عمر سے متاثرہ واحد پروٹین Snap25 اور Vap تھے، جن کے ٹائٹرز کم تھے۔ پرانے چوہے (شکل 7A)۔cistanche سالسا اقتباسدوسری طرف، کئی CAZ پروٹینوں کے ارتکاز میں نمایاں طور پر ترمیم کی گئی تھی، عام طور پر بڑھ جاتی ہے، پرانتستا میں عمر بڑھنے سے (شکل 7B)۔ سب سے نمایاں تبدیلیاں v- اور t-SNARE پروٹین جیسے syntaxins (Stx)، synap-totagmine (Syt)، synaptobrevins (Vamp)، synaptogyrins (Syngr) اور synaptophysins (Syp) (Figure7B) سے متعلق تھیں۔ اس کے ساتھ تھا۔ Synaptic ویسیکل ڈاکنگ اور اینکرنگ کی کیلشیم پر منحصر مشینری میں شامل پروٹین کی تعداد میں اضافہ، جیسے

18. پوسٹسینپٹک کثافت——PSD

پوسٹ سینیپٹک کثافت پروٹین سے بھرپور خطہ ہے جو پوسٹ سینیپٹک میم برین سے منسلک ہوتا ہے جہاں سگنل ریسیپشن اور ٹرانسمیشن میں شامل پروٹینز کے ساتھ ساتھ Synaptic پلاسٹکٹی کی ماڈیولیشن ہوتی ہے [40]۔ ہمارے مطالعے میں، ہمیں تمام مطالعہ شدہ دماغی ڈھانچے (ضمنی جدول S1) میں PSD پروٹین کے کئی ارکان ملے، اور ان میں سے کچھ کے ٹائٹرز میں تبدیلیاں (رسیپٹرز، ثانوی میسنجر کی ترکیب میں شامل پروٹین وغیرہ) میں بیان کیا گیا ہے۔ کاغذ کے پچھلے حصے سیریبیلم میں پی ایس ڈی پروٹین کی حراستی میں عمر بڑھنے سے کوئی خاص تبدیلی نہیں آئی۔ Psd اور Shank3 صرف مستثنیات تھے: ان کا ٹائٹر، بالترتیب، بوڑھے جانوروں میں کم اور بلند تھا (شکل 7C)۔ سیریبیلم کے برعکس، عمر بڑھنے نے پرانتستا اور ہپپوکیمپس میں PSD پروٹین کے متعدد ارکان کے ارتکاز کو نمایاں طور پر کم کیا (Figure7A، B) ان میں Synaptic پلاسٹکٹی کے لیے اہم پروٹین تھے جیسے Dlg4/Psd95, Syngap1, Shankl اور Shank2 Cortex (Figure7B) میں اور Psd,Dlg, Dlgap اور Shank ہپپوکیمپس میں (Figure7A)۔ان تبدیلیوں کی تفصیلی فہرست۔ ضمنی جدول S1 میں فراہم کیا گیا ہے۔

19. Trans-Synaptic Cell Adhesion Molecules—CAMs

ٹرانس سینیپٹک سیل آسنجن مالیکیول Synaptic کنکشن کی تنظیم کے ذریعے synaptic plasticity کو کنٹرول کرتے ہیں، Synapse مورفولوجی کو کنٹرول کرتے ہیں اور رسیپٹر کے افعال کو منظم کرتے ہیں[41]

ہم نے ٹرانس سینیپٹک سیل آسنجن مالیکیولز (ضمنی جدول S1) میں تشریح کردہ تقریبا 140 پروٹینوں کے ٹائٹرز کو مقداری طور پر ماپا۔ مجموعی طور پر، زیادہ تر سی اے ایم کی سطح ہپپوکیمپس اور پرانتستا (فگر 8 اے، بی) میں عمر بڑھنے سے متاثر ہوئی تھی، لیکن سیربیلم (فگر 8 سی) میں نسبتاً چھوٹی تبدیلیاں دیکھی گئیں۔ ہم نے کئی سیل آسنجن مالیکیولز جیسے کیڈیرنز (سی ڈی ایچ)، کیٹیننز (سی ٹی این این)، ایفرینز (ای ایف)، ریسیپٹر ٹائپ ٹائروسین-پروٹین فاسفیٹیس (پی ٹی پی آر)، نیوریکسین (این آر ایکس این) اور لن 7 پروٹین، کی حراستی میں نمایاں کمی دیکھی۔ دونوں ہپپوکیمپس اور پرانے جانوروں کے پرانتستا میں (شکل 8A,B)۔ شکل 8 میں پیش کردہ پروٹینوں کا مکمل سیٹ ٹیبل 1 میں بیان کیا گیا ہے، اور Cdh، Ctnn، Eph اور Nrxn کے مختلف آئسفارمز کا ٹائٹر پیش کیا گیا ہے۔ ضمنی جدول S1۔

سیربیلم میں سب سے اہم تبدیلیاں Lgi کے اظہار سے وابستہ تھیں، جن کا ارتکاز پرانے چوہوں میں دو گنا سے زیادہ تھا (شکل 8C)۔ Lgis خفیہ پروٹین ہیں جو اعصابی نظام میں رسیپٹر کی تقسیم اور سیلولر تعامل کو منظم کرتے ہیں [73]۔ اگرچہ سیربیلم میں، زیادہ تر سیل آسنجن پروٹینوں کا ٹائٹر عمر بڑھنے سے متاثر نہیں ہوا تھا، لیکن ان میں سے کچھ کا ٹائٹر جیسے ایفرینز (Eph)، لپرین الفا (Ppfia) اور نیوریکسین (Nrxn) کم ہو گیا تھا (شکل 8C)۔ ہمیں ہپپوکیمپس اور کارٹیکس (شکل 8A-C) میں ایل جی آئی پروٹین میں بھی نمایاں بلندی ملی۔ انفرادی CAMs کے کردار کا خلاصہ جدول 1 میں دیا گیا ہے۔

20. ایکسٹرا سیلولر میٹرکس (ECM) پیرینیورونل نیٹ (پروٹینز

PNNs ایکسٹرا سیلولر میٹرکس ڈھانچے ہیں جو نیورونل سیل باڈی کی سطح کو ڈھانپتے ہیں اور مرکزی اعصابی نظام میں پروٹریشنز اور بالغ دماغوں میں synapses کو مستحکم کرتے ہیں۔ PNNs بنیادی طور پر chondroitin سلفیٹ proteoglycans [74] پر مشتمل ہیں۔

ہمیں PNNs کے 70 سے زیادہ ممبران جوان اور بوڑھے مرین دماغی ڈھانچے (ضمنی جدول S1) میں ملے۔ عام طور پر، ہم نے عمر رسیدہ دماغوں میں PNN پروٹین کی بلند سطح کا مشاہدہ کیا، اور یہ اضافہ بنیادی طور پر PNNs (Figure9A-C) کا بنیادی جزو Hapln (hyaluronan اور proteoglycan link protein) میں بے پناہ اضافے سے منسوب تھا۔ جاپان کے علاوہ، ہپپوکیمپس اور سیریبیلم میں کولیجنز (کول) کے ٹائٹر میں اضافہ کیا گیا تھا، اور مطالعہ شدہ دماغی ڈھانچے (شکل 9A-C) میں لامیننز (لام) کو بلند کیا گیا تھا۔ غیر متوقع طور پر، ہم نے پایا کہ کچھ PNN پروٹین بوڑھے چوہوں میں کم کر دیے گئے تھے، مثال کے طور پر، ہپپوکیمپس اور کورٹیکس (شکل 9A,B) میں ٹالین-2(TIn2) اور سیمافورنز (Sema) کی ارتکاز۔

ای سی ایم پروٹین کا تجزیہ کرنے پر، ہمیں ایک دلچسپ انحصار ملا: زیادہ تر بڑے پروٹیوگلیکانز (جیسے Agrn، Ncan، Vcan اور Bcan) کے ٹائٹرز میں پرانے جانوروں کے ہپپوکیمپس اور سیریبیلم میں نمایاں اضافہ ہوا تھا، لیکن پرانتستا میں نہیں (شکل 9A- سی)۔ ای سی ایم کو دوبارہ تشکیل دینے والے خامروں کے اظہار کے تناظر میں پرانتستا دماغ کی سب سے زیادہ مستحکم تشکیل معلوم ہوتی ہے۔ ہمیں تمام مطالعہ شدہ دماغی ڈھانچے میں ADAM پروٹیز کے کئی ارکان ملے۔ پرانے چوہوں کے ہپپوکیمپس میں صرف ADAM23 کا ارتکاز بڑھا ہوا تھا (شکل 9B)، ADAM10، ADAM11 ADAM22، اور ADAM23 کو بڑھایا گیا تھا، جبکہ ADAM22 اور ADAM23 کے ٹائٹرز کارٹیکس میں بلند ہوئے تھے (Fig) .

میٹالوپروٹینیسز میں، ہم صرف Mmp17 کے ارتکاز کی پیمائش کر سکتے ہیں، اور یہ ہپپوکیمپس اور سیریبیلم (شکل 9A-C) میں عمر بڑھنے سے قدرے کم ہو گئی تھی۔ CAM پروٹین گروپس کے کردار کا خلاصہ جدول2 میں دیا گیا ہے۔

21. بحث

دماغ کی تشکیل کی پروٹین کی ساخت میں عمر بڑھنے سے وابستہ تبدیلیاں ابھی تک اچھی طرح سے سمجھ سے باہر ہیں۔ امیونوسیٹو کیمیکل اور امیونو ہسٹو کیمیکل تکنیکوں کا استعمال کرتے ہوئے مطالعات کے ذریعہ ڈیٹا کے کئی قیمتی ٹکڑے فراہم کیے گئے ہیں۔ انہوں نے دماغ کے مختلف ڈھانچے، اور یہاں تک کہ نیوران کی مختلف آبادیوں میں متعدد پروٹینوں کے متنوع اظہار کا مظاہرہ کیا [97-99]۔ تاہم، طریقہ کار کی حدود کی وجہ سے، اس طرح کے مطالعے کو پروٹین کی ایک چھوٹی سی تعداد تک محدود رکھا گیا ہے، اور وہ پروٹین کے اظہار پر صرف نیم مقداری ڈیٹا فراہم کر سکتے ہیں۔ وہ مطالعہ شدہ نمونوں میں مطلق قدروں (مثلاً mol/g پروٹین میں) میں دیے گئے پروٹین کی حقیقی ارتکاز کو بھی فراہم نہیں کر سکے۔

اس مقالے میں، ہم نے بڑے پیمانے پر اسپیکٹومیٹری پر مبنی تکنیک کا استعمال کیا، لیبل سے پاک کل پروٹین اپروچ کا طریقہ، ہپپوکیمپس، دماغی پرانتستا، اور جوان اور بوڑھے چوہوں کے سیریبیلم میں سگنل ٹرانسمیشن میں شامل پروٹین کو مقداری طور پر بیان کرنے کے لیے۔ دماغ کی تمام تشکیلات مختلف خلیات پر مشتمل متفاوت ڈھانچے ہیں، جن میں نیوران اور ایسٹروسائٹس سب سے زیادہ پائے جاتے ہیں۔ اس کی وجہ سے، اس مقالے میں پیش کردہ نتائج کو واضح طور پر نیوران یا گلیل سیلز پر بیان نہیں کیا جا سکتا۔ تاہم، کئی صورتوں میں، تجزیہ شدہ پروٹین کے اظہار کا تعلق تقریباً صرف ایک قسم کے خلیے سے ہوتا ہے، مثال کے طور پر، ہپپوکیمپس میں GABA-synthetizing enzymes، جو بنیادی طور پر انٹرنیورونز سے وابستہ ہوتے ہیں (جائزہ کے لیے دیکھیں [100]) .

ہمارے تجزیے نے یہ ظاہر کیا کہ ہپپوکیمپس اور پرانتستا میں حوصلہ افزائی اور روک تھام کرنے والی ٹرانسمیشن (بالترتیب گلوٹامیٹرجک اور GABAergic) میں شامل مالیکیولر مشینری کو عمر بڑھنے سے نمایاں طور پر تبدیل کیا گیا (کم کیا گیا)۔ بدلے میں، سیریبیلم میں گلوٹامیٹ اور GABA ریسیپٹرز کا اظہار عملی طور پر کوئی تبدیلی نہیں کی گئی تھی۔ تاہم، عمر کے چوہوں میں GADs (GABA کی ترکیب میں شامل انزائمز) کا ٹائٹر مضبوطی سے بلند تھا۔

glutamatergic اور GABAergic ٹرانسمیشن میں شامل پروٹینوں کی کم ہوئی حراستی بوڑھے جانوروں میں ہپپوکیمپس اور کورٹیکس کی نیورونل پلاسٹکٹی میں کمی کی نشاندہی کر سکتی ہے۔

Camk4 کا ​​گھٹا ہوا ٹائٹر پرانے جانوروں کی نچلی synaptic plasticity کا اگلا نشان ہو سکتا ہے کیونکہ Camk4 ایک پروٹین ہے جو طویل مدتی یادداشت کی تشکیل کے لیے ناگزیر ہے [101]۔ ہم نے نہ صرف تمام مطالعہ شدہ دماغی تشکیلات میں Cam4 میں نمایاں کمی دیکھی ہے بلکہ دماغی دماغ میں اس کناز کی بہت زیادہ سطح بھی دیکھی ہے، جو ان مطالعات کے مطابق ہے جو سیریبلر طویل مدتی ڈپریشن کے لیے فعال Camk4 کے اہم کردار کو ظاہر کرتا ہے۔ دماغ کی اس ساخت میں Synaptic plasticity کی بنیادی شکل بنیں[102-104]۔ ہمیں Camk2 کے تھیٹر میں عمر سے متعلق کوئی فرق نہیں ملا، جو Synaptic بڑھانے میں براہ راست ملوث جانا جاتا ہے۔ تاہم، کیمک 2 ایک پروٹین ہے جس کا اظہار بہت اونچی سطح پر ہوتا ہے اور مختلف قسم کے سیلولر واقعات میں شامل ہوتا ہے، اور اس وجہ سے پورے ڈھانچے میں شماریاتی طور پر اہم تبدیلیوں کا فقدان غیر متوقع نہیں ہے۔

ہم نے Synaptic ٹرانسمیشن اور پلاسٹکٹی، جیسے PKA اور مارک میں شامل دیگر کنیزوں کے ارتکاز میں متعدد تبدیلیوں کا مشاہدہ نہیں کیا۔ تاہم، ہم نے پایا کہ PKA کا ایک اتپریرک سبونائٹ پرکاک کا ارتکاز ہپپوکیمپس میں عمر بڑھنے سے نمایاں طور پر کم ہو جاتا ہے۔ یہ عمر رسیدہ ہپپوکیمپی کی کم حوصلہ افزائی اور پلاسٹکٹی کا مشورہ دے سکتا ہے کیونکہ AMPA ذیلی یونٹوں کا PKA پر منحصر فاسفوریلیشن براہ راست AMPA ریسیپٹرز [105] کے synaptic شمولیت کو کنٹرول کرتا ہے۔

غیر متوقع طور پر، ہم نیکوٹینک ایسٹیلکولین ریسیپٹرز (نیز ڈوپامائن اور سیروٹونن ریسیپٹرز، سوائے Htrla کے) کے ٹائٹرز کی پیمائش کرنے کے قابل نہیں تھے۔ چونکہ ہم نے کئی دیگر جھلی پروٹینوں کی نشاندہی کی ہے، اس لیے ہمارے تجزیے میں ان ریسیپٹرز کی کمی نمونے کی تیاری کے طریقہ کار کا اثر نہیں ہے بلکہ منفرد پیپٹائڈس کی حقیقی عدم موجودگی کا نتیجہ ہے جو ان ریسیپٹرز پر واضح طور پر تشریح کی جا سکتی ہے۔

نیکوٹینک ریسیپٹرز کے برعکس، ہم نے ہپپوکیمپس اور پرانتستا میں مسکارینک ایسٹیلکولین ریسیپٹرز (Chrm) کی نشاندہی کی، اور ہم نے پایا کہ پرانے جانوروں میں ان کا ٹائٹر نمایاں طور پر کم ہو گیا تھا۔ دلچسپ بات یہ ہے کہ ہپپوکیمپس اور سیریبیلم میں ایسیٹیلکولین کی ترکیب میں شامل انزائم چیٹ کا ارتکاز نمایاں طور پر بڑھ گیا تھا اور سیریبیلم ہی دماغ کا واحد ڈھانچہ تھا جس میں ہم Chrm ارتکاز کی پیمائش کرنے کے قابل نہیں تھے۔

ایڈرینرجک ٹرانسمیشن کے حوالے سے جوان اور بوڑھے جانوروں کے درمیان سب سے واضح فرق مونوامین آکسیڈیس بی کے ٹائٹر میں بہت زیادہ اضافہ تھا، جو ایک انزائم ہے جو امائنز کو غیر فعال کرنے کا ذمہ دار ہے۔ یہ تجویز کر سکتا ہے کہ پرانے جانوروں میں ایڈرینرجک ٹرانسمیشن اور مجموعی طور پر کیٹیکولامینرجک سگنلنگ کم ہو جاتی ہے۔ تاہم، ہمیں Adrbkl کے ارتکاز میں عمر بڑھنے سے وابستہ ایک اہم کمی بھی ملی، ایک کناز جو ایڈرینرجک ریسیپٹرز کی غیر حساسیت میں شامل ہے۔ Adrbkl کی کمی کو ایڈرینرجک ریسیپٹرز کی حساسیت میں اضافے کا باعث بننا چاہیے - موآب کی سختی سے بڑھتی ہوئی سرگرمی کی وجہ سے نیورو ٹرانسمیٹر کی کم مقدار میں موافقت۔

نیورو ٹرانسمیٹر جاری کرنے کی صلاحیت بھی Synaptic vesicle کی اسمگلنگ میں ملوث پروٹین کی موجودگی پر منحصر ہے۔ ہمارا مطالعہ یہ ظاہر کرتا ہے کہ نیورو ٹرانسمیٹر کی رہائی میں مصروف پروٹینوں کا ارتکاز، جیسے v-SNAREs، t-SNAREs اور exocytosis سے وابستہ پروٹین، ہپپوکیمپس اور سیریبل لم میں عمر بڑھنے کے دوران نسبتاً مستقل تھا۔ اس کے برعکس، پرانے cortices میں نیورو ٹرانسمیٹر کی رہائی میں شامل پروٹین کا ٹائٹر نمایاں طور پر بلند ہوا، جس سے یہ تجویز کیا جا سکتا ہے کہ پرانے cortices میں فعال synapses کی مقدار نوجوان cortices کے مقابلے میں زیادہ ہے۔ تاہم، neurotransmitter کی رہائی کے presynaptic حصے میں اضافہ۔ پرانتستا کے اندر موجود آلات کا تعلق پوسٹ سینیپٹک پروٹینز کی بلندی کے ساتھ نہیں تھا جو سگنل کے استقبال اور ترسیل کی مشینری بناتا ہے۔ ہم نے ان پروٹینوں کے ٹائٹر میں کارٹیکس اور ہپپوکیمپس دونوں میں نمایاں کمی دیکھی۔

چونکہ Synaptic پلاسٹکٹی بھی Synapse مورفولوجی کو منظم کرنے والے پروٹینوں کے اظہار پر منحصر ہے، ہم نے ٹرانس سینیپٹک سیل آسنجن مالیکیولز اور ایکسٹرا سیلولر میٹرکس پروٹین کے ارتکاز کو چیک کیا جو پیرینیورونل جال بناتے ہیں۔

ہم نے پایا کہ زیادہ تر CAMs کے ٹائٹرز عمر رسیدہ ہپپوکیمپی اور کورٹیسز میں کم ہوئے تھے، جبکہ سیریبیلم میں، ان پروٹینوں کی تعداد نسبتاً مستحکم تھی۔ اگرچہ CAMs کے متعدد اراکین کے اظہار کا مطالعہ الزائمر کی بیماری [106-108] کے تناظر میں کیا گیا ہے، ہمارا تجزیہ CAM اظہار میں عمر پر منحصر تبدیلیوں کی پہلی عالمی تصویر فراہم کرتا ہے۔ تقریبا تمام دیگر CAMs کے برعکس، ہم نے Lgi پروٹین کی سطح میں نمایاں اضافہ پایا۔ ایل جی آئی پروٹین Synapse کی تشکیل اور پختگی میں حصہ لینے کے لیے جانا جاتا ہے بلکہ مائیلینیشن کے عمل میں بھی (جائزہ کے لیے دیکھیں[42])۔ Synapse کی نشوونما میں اہم Lgi پابند شراکت دار ADAM پروٹین ہیں جیسے ADAM11، ADAM22 اور ADAM23 [42]۔ ہمارے مطالعے میں، ہم نے ہپپوکیمپس میں ان تمام ADAM isoforms کے ارتکاز میں نمایاں اضافہ کا پتہ لگایا۔ یہ دریافت نوجوان ہپپوکیمپی کی نسبت بوڑھے ہپپوکیمپی میں پختہ، مستحکم synapses کی زیادہ تعداد کی تجویز کرتی ہے۔

اس کے برعکس، ہم نے پایا کہ پیرینیورونل نیٹ پروٹین کی اکثریت عمر رسیدہ دماغ کی تشکیل میں زیادہ پائی جاتی ہے۔ اختلافات Hapln، Acan اور Bgn پروٹین کے لیے سب سے زیادہ واضح تھے، جن کے ٹائٹرز دماغ کے تمام ڈھانچے میں بلند تھے۔

مزید یہ کہ ہم نے ہپپوکیمپس اور سیریبیلم میں پروٹیوگلائکنز میں بھی نمایاں بلندی کا مشاہدہ کیا۔ یہ پچھلے امیونو ہسٹو کیمیکل مطالعات کے بظاہر مخالف ہے جس نے تجویز کیا تھا کہ ماؤس دماغ میں، کونڈروٹین سلفیٹ پروٹیوگلائکنز جو بنیادی طور پر ہاپلن پروٹین پر مشتمل ہوتے ہیں عمر بڑھنے کے ساتھ تبدیل نہیں ہوتے ہیں [109]۔ یہ تضاد اس (1-ماہ کی عمر کے) اور پچھلے مطالعہ (4 ماہ کی عمر کے)[109] میں استعمال ہونے والے نوجوان جانوروں کی مختلف عمروں کا نتیجہ ہو سکتا ہے۔ اس طرح کی تشریح تقریباً ان مشاہدات کے مطابق ہے کہ چوہے کے دماغ میں 5 ماہ کی عمر تک کچھ پروٹیوگلائکینز کا اظہار مسلسل بڑھتا رہتا ہے، لیکن پھر کچھ پروٹینز کا ٹائٹر کم ہو جاتا ہے (جائزہ کے لیے دیکھیں [110])۔

اگرچہ ہم نے پایا کہ کچھ پروٹین یا پروٹین گروپ کی تعداد اسی طرح عمر بڑھنے سے متاثر ہوئی دماغ کی تمام تشکیلات میں،" بیک وقت عمر بڑھنا کوئی اصول نہیں لگتا۔ ، جبکہ ہپپوکیمپل اور کارٹیکل پروٹوم غیر مستحکم تھے۔

نتیجہ اخذ کرتے ہوئے، ہمارا تجزیہ پہلا گہرائی اور جامع مقداری پروٹومک مطالعہ ہے جس میں ہپپوکیمپس، کارٹیکس، اور جوان اور بوڑھے چوہوں کے سیریبیلم میں سگنل ٹرانسمیشن اور Synaptic پلاسٹکٹی کے لیے اہم پروٹین کے ارتکاز میں تبدیلیوں کو بیان کیا گیا ہے۔ یہاں پیش کردہ اعداد و شمار Synaptic پلاسٹکٹی پر جسمانی عمر بڑھنے کے اثر کی ایک عمومی تصویر فراہم کرتے ہیں اور یہ اینٹی ایجنگ تھراپیوں کے لیے ممکنہ منشیات کے اہداف تجویز کر سکتے ہیں۔

22. نتیجہ

عمر بڑھنے سے دماغی افعال کو تبدیل کرنے کے لیے جانا جاتا ہے، اور ہمارے مطالعے سے پتہ چلتا ہے کہ یہ تبدیلیاں متعدد رسیپٹرز، سگنل ٹرانزیکشن پروٹینز، اور Synapse کی تشکیل میں شامل ساختی پروٹین کے بدلے ہوئے اظہار سے متعلق ہیں۔ پروٹوم میں بڑھاپے سے متعلق تبدیلیاں دماغ کی تمام جانچ شدہ ساختوں میں دیکھی گئیں، مثلاً ہپپوکیمپس، دماغی پرانتستا اور سیریبیلم میں۔ عمر بڑھنے کے ساتھ، دماغ کا سب سے مستحکم ڈھانچہ سیریبیلم ہوتا ہے، جب کہ ہپپوکیمپس اور پرانتستا عصبی ٹرانسمیشن اور نیوروپلاسٹیٹی میں شامل مختلف پروٹینوں کی ایک ہی مقدار کی نمائش کرتے ہیں۔ ہمارے مطالعے سے پتہ چلتا ہے کہ پروٹوم میں عمر بڑھنے سے متعلق تبدیلیوں کا کوئی واحد عالمگیر نمونہ نہیں ہے۔ اس کے بجائے، ہر ایک تجزیہ شدہ دماغ کی تشکیل اس کے اپنے انداز کی تبدیلی کی نمائندگی کرتی ہے۔

یہ مضمون سیلز 2021، 10، 2021 سے لیا گیا ہے۔ https://doi.org/10.3390/cells10082021 https://www.mdpi.com/journal/cells