पिछले शोध ने पुनर्जनन, होमियोस्टैसिस को बनाए रखने, विशेष रूप से आंत और वृषण और दैहिक ऊतक विकास में प्रतिरक्षा कोशिकाओं के कार्यों को बड़े पैमाने पर प्रलेखित किया है। अध्ययनों का उद्देश्य उपकला और मेसेनकाइमल कोशिकाओं की संरचना, उपप्रकार और कार्य को स्पष्ट करना है; हालाँकि, फेफड़ों की प्रतिरक्षा कोशिकाओं की प्रक्रियाओं और कार्यात्मक भूमिकाओं के बारे में शोधकर्ताओं की समझ में एक अंतर मौजूद है।
प्रतिरक्षा कोशिकाएं जन्म से लेकर शिशु के जीवित रहने के लिए जिम्मेदार सबसे महत्वपूर्ण कोशिकाओं में से कुछ हैं। वायुजनित रोगजनकों और साँस के विषाक्त पदार्थों के खिलाफ फेफड़े से जुड़ी म्यूकोसल प्रतिरक्षा कोशिकाओं द्वारा प्रदान की गई सुरक्षा को देखते हुए, इस विषय पर साहित्य की वर्तमान कमी आश्चर्यजनक है। साहित्य में इस अंतर की संभावित व्याख्या भ्रूण के विकास के दौरान कोशिका विभेदन की जटिल प्रकृति और गर्भावस्था के दौरान इन विभेदों का सुरक्षित रूप से पता लगाने में सक्षम तकनीकों की ऐतिहासिक कमी के कारण हो सकती है।
एक महत्वपूर्ण प्रश्न जो अनुत्तरित है वह यह है कि क्या प्रतिरक्षा कोशिकाओं के पास रक्षा से ऊपर और ऊपर कार्य हो सकते हैं – क्या वे उन ऊतकों के विकास को नियंत्रित या अन्यथा प्रभावित कर सकते हैं जिनमें वे रहते हैं? सेलुलर और आणविक दोनों स्तरों पर मानव फेफड़ों के विकास से संबंधित इस और इसी तरह के प्रश्नों का उत्तर देने से फेफड़ों की मरम्मत और पुनर्जीवित करने के लिए डिज़ाइन किए गए उपन्यास नैदानिक हस्तक्षेपों की उत्पत्ति हो सकती है, जिससे लाखों या लाखों रोगियों को फेफड़े के प्रत्यारोपण का विकल्प मिल सकेगा।
पिछले शोध ने मानव फेफड़ों के विकासात्मक आकारिकी की विशेषता बताई है और इस प्रक्रिया को पांच अस्थायी रूप से अतिव्यापी चरणों में वर्गीकृत किया है। इनमें गर्भाधान (पीसीडब्ल्यू) के चार से सात सप्ताह के बीच भ्रूण चरण, पांच और 17 पीसीडब्ल्यू के बीच स्यूडोग्लैंडुलर चरण, 16 और 26 पीसीडब्ल्यू के बीच कैनालिकुलर चरण, 24 और 38 पीसीडब्ल्यू के बीच सैक्यूलर चरण और 36 से वायुकोशीय चरण शामिल हैं। पीसीडब्ल्यू से 21 वर्ष की आयु तक।
पहले तीन चरण, विशेष रूप से पांच और 22 पीसीडब्ल्यू के बीच, फेफड़ों के विकास की सबसे कम समझी जाने वाली अवधि का प्रतिनिधित्व करते हैं, बावजूद इसके कि वे सामूहिक रूप से लगभग कार्यात्मक फेफड़ों में उपकला स्टेम कोशिकाओं के संपूर्ण विकास को कवर करते हैं।
अध्ययन के बारे में
वर्तमान अध्ययन का उद्देश्य भ्रूण की प्रतिरक्षा प्रणाली की अस्थायी प्रगति का मूल्यांकन करना और भ्रूण के फेफड़ों के विकास को नियंत्रित करने में इसकी संभावित भूमिका को स्पष्ट करना है। मानव भ्रूण और भ्रूण के नमूने मानव विकासात्मक जीवविज्ञान संसाधन (एचडीबीआर) संयुक्त एमआरसी/वेलकम ट्रस्ट अनुदान से प्राप्त किए गए थे।
पांच से 22 पीसीडब्ल्यू के बीच समाप्त की गई गर्भावस्थाओं का उपयोग दाताओं से लिखित सहमति के साथ ताजा फेफड़े के ऊतक प्राप्त करने के लिए किया गया था। कैरियोटाइपिक विश्लेषण यह सुनिश्चित करने के लिए किया गया था कि शामिल नमूने आनुवंशिक असामान्यताओं से मुक्त थे और ‘विशिष्ट’ मानव भ्रूण विकास का प्रतिनिधित्व करते थे।
प्रतिरक्षा कोशिका परिमाणीकरण की सटीकता और विश्वसनीयता में सुधार करने के लिए, इमारिस सॉफ्टवेयर विश्लेषण के बाद कन्फोकल माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके त्रि-आयामी (3डी) परिमाणीकरण किया गया। अध्ययन अवधि के दौरान हर समय बिंदु पर गणना की गई 3डी छवियों की तुलना 2डी छवियों से की गई।
फेफड़े के ऊतक पाचन के बाद फ्लो साइटोमेट्री और प्रतिदीप्ति-सक्रिय सेल सॉर्टिंग (FACS) का उपयोग IHC परिमाणीकरण अनुमानों को मान्य करने, CD3+, CD4+, CD8+ और नियामक T कोशिकाओं (Tregs) के सापेक्ष अनुपात को CD45+ आबादी के अनुपात के रूप में स्पष्ट करने के लिए किया गया था। विकासात्मक चरण, और एकल-कोशिका राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए) अनुक्रमण (एससीआरएनए-वर्ग) के अग्रदूत के रूप में सीडी45+ कोशिकाओं को क्रमबद्ध करें।
इसके अलावा, scRNA-sq ने प्रवाह साइटोमेट्री परिणामों और नमूनों में प्रतिरक्षा कोशिकाओं के आणविक लक्षण वर्णन को मान्य करने के दोहरे उद्देश्य को पूरा किया। परिणामों के रिज़ॉल्यूशन को बेहतर बनाने के लिए ट्रांस्क्रिप्टोम्स और एपिटोप्स सीक्वेंसिंग (CITE-seq) की सेलुलर इंडेक्सिंग को अतिरिक्त रूप से नियोजित किया गया था।
मानव भ्रूण के फेफड़े के ऑर्गेनॉइड का उपयोग कार्यात्मक लक्षण वर्णन प्रयोगों के लिए भी किया गया था, जिसमें साइटोकिन उपचार, डिकैपेंटाप्लेजिक (एसएमएडी) प्रतिलेखन परख, और मैक्रोफेज, डेंड्राइटिक सेल (डीसी) संस्कृति और साइटोकिन सरणियों के खिलाफ माताओं के दोहरे सप्रेसर शामिल थे।
सभी प्राप्त डेटा सांख्यिकीय विश्लेषण के अधीन थे, जिसमें वन-वे एनालिसिस ऑफ वेरिएंस (एनोवा), अनपेयर्ड टू-टेल्ड टी-टेस्ट, अवशिष्ट अधिकतम संभावना विश्लेषण (आरईएमएल), और टुकी के पोस्ट हॉक मल्टीपल-तुलना परीक्षण शामिल थे।
अध्ययन निष्कर्ष
ScRNA-seq, IHC, और कार्यात्मक ऑर्गेनॉइड परीक्षणों से पता चला कि भ्रूण के विकास के चरणों में प्रतिरक्षा कोशिका आबादी काफी भिन्न होती है। पूर्वज और जन्मजात प्रतिरक्षा कोशिकाएं, जिनमें माइलॉयड, जन्मजात लिम्फोइड (आईएलसी), और प्राकृतिक हत्यारा (एनके) कोशिकाएं शामिल हैं, प्रारंभिक विकास चरणों में प्रमुख थीं लेकिन धीरे-धीरे टी- और बी-लिम्फोसाइटों द्वारा प्रतिस्थापित कर दी गईं। CD45+ कोशिकाएँ विकासात्मक चरणों में और फेफड़ों से जुड़े सभी ऊतक क्षेत्रों में लगभग सर्वव्यापी थीं; हालाँकि, उनकी सापेक्ष मात्रा समय और स्थान के अनुसार भिन्न-भिन्न थी।
प्रतिरक्षा कोशिकाओं के आणविक लक्षण वर्णन से 77,559 ट्रांसक्रिप्टोमिक प्रोफाइल का पता चला, जिनमें से 61,757 विज्ञान के लिए नए हैं। क्लस्टरिंग विश्लेषण के बाद इन प्रोफाइलों के एनोटेशन से पता चला कि सभी ज्ञात प्रतिरक्षा कोशिका श्रेणियों के 59 क्लस्टर प्रतिनिधि हैं। संतान का विश्लेषण
