Secretomics
सिक्रेटोमिक्स एक प्रकार का प्रोटिओमिक्स है जिसमें सिक्रेटोम का विश्लेषण शामिल है-एक कोशिका, ऊतक या जीव के सभी स्रावित प्रोटीन। स्रावित प्रोटीन विभिन्न प्रकार की शारीरिक प्रक्रियाओं में शामिल होते हैं, जिनमें कोशिका संकेत और मैट्रिक्स पुनर्निर्माण शामिल हैं, लेकिन घातक कोशिकाओं के आक्रमण और मेटास्टेसिस के लिए भी अभिन्न हैं। सिक्रेटॉमिक्स इस प्रकार कैंसर के लिए बायोमार्कर की खोज और रोगजनन के आणविक आधार को समझने में विशेष रूप से महत्वपूर्ण रहा है। स्राव के अघुलनशील अंश (बाह्य कोशिकीय आव्यूह) के विश्लेषण को मातृसमविज्ञान कहा गया है। सीक्रेटोम का इतिहास 2000 में त्जाल्स्मा एट अल। यूबैक्टीरियम बी. सबटिलिस के अध्ययन में उन्होंने 'सीक्रेटोम' शब्द गढ़ा। उन्होंने सिक्रेटोम को बैक्टीरिया के सभी स्रावित प्रोटीन और स्रावी तंत्र के रूप में परिभाषित किया। बी. सबटिलिस में प्रोटीन अनुक्रमों के एक डेटाबेस और एक एल्गोरिथ्म का उपयोग करके जो क्लीवेज साइटों और स्रावित प्रोटीन की विशेषता वाले एमिनो-टर्मिनल सिग्नल पेप्टाइड्स को देखता है, वे यह अनुमान लगाने में सक्षम थे कि कोशिका द्वारा प्रोटिओम का कौन सा अंश स्रावित होता है। 2001 में उसी प्रयोगशाला ने सिक्रेटोमिक्स का एक मानक निर्धारित किया-अकेले एमिनो एसिड अनुक्रम पर आधारित भविष्यवाणियां सिक्रेटोम को परिभाषित करने के लिए पर्याप्त नहीं हैं। उन्होंने बी. सबटिलिस द्वारा स्रावित 82 प्रोटीनों की पहचान करने के लिए द्वि-आयामी जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस और मास स्पेक्ट्रोमेट्री का उपयोग किया, जिनमें से केवल 48 की भविष्यवाणी उनके पिछले पेपर की जीनोम-आधारित विधि का उपयोग करके की गई थी। यह अनुमानित निष्कर्षों के प्रोटीन सत्यापन की आवश्यकता को दर्शाता है। जैसे-जैसे स्रावी मार्गों की जटिल प्रकृति का पता चला-अर्थात् स्राव के कई गैर-शास्त्रीय मार्ग हैं और कई गैर-स्रावी प्रोटीन हैं जो शास्त्रीय स्रावी मार्ग का एक हिस्सा हैं-स्रावी की एक अधिक गहन परिभाषा आवश्यक हो गई। 2010 में, अग्रवाल और अन्य। स्राव को "संरचनात्मक और विनियमित स्रावी अंगों से जुड़े ज्ञात और अज्ञात स्रावी तंत्र के माध्यम से किसी भी समय और स्थितियों में एक कोशिका, ऊतक, अंग या जीव द्वारा बाह्य कोशिकीय स्थान में स्रावित प्रोटीन के वैश्विक समूह" के रूप में परिभाषित करने का सुझाव दिया। स्रावी विश्लेषण की कठिनाइयाँ संदूषक संवर्धन में, कोशिकाएँ संदूषकों से घिरी होती हैं। सेल कल्चर मीडिया और सेलुलर मलबे से बोवाइन सीरम विश्लेषण के लिए उपयोग किए जाने वाले स्रावित प्रोटीन के संग्रह को दूषित कर सकता है। गोजातीय संदूषक एक विशेष चुनौती प्रस्तुत करते हैं क्योंकि कई गोजातीय बाह्य कोशिकीय प्रोटीनों के प्रोटीन अनुक्रम, जैसे कि फाइब्रोनेक्टिन और फाइब्युलिन-1, मानव प्रोटीन अनुक्रमों के समान हैं। इन दूषित पदार्थों को हटाने के लिए, कोशिकाओं को एस. एफ. एम. में इनक्यूबेट करने और स्रावित प्रोटीन एकत्र करने से पहले पी. बी. एस. या सीरम-मुक्त माध्यम (एस. एफ. एम.) से धोया जा सकता है। इस बात का ध्यान रखा जाना चाहिए कि कोशिकाएं न फटें, जिससे अंतःकोशिकीय प्रोटीन न निकले। इसके अलावा, ऊष्मायन समय और स्थितियों को अनुकूलित किया जाना चाहिए ताकि एस. एफ. एम. में पोषक तत्वों की कमी से प्रेरित चयापचय तनाव स्रावी विश्लेषण को प्रभावित न करे। कुछ प्रोटीन कम मात्रा में स्रावित होते हैं और फिर कोशिका संवर्धन माध्यम या शरीर के तरल पदार्थ में आगे पतला हो जाते हैं, जिससे इन प्रोटीनों का पता लगाना और उनका विश्लेषण करना मुश्किल हो जाता है। टी. सी. ए. अवक्षेपण जैसी एकाग्रता विधियों का उपयोग किया जा सकता है और साथ ही एंटीबॉडी माइक्रोएरे जैसे अत्यधिक संवेदनशील विधियों का भी उपयोग किया जा सकता है जो प्रोटीन के एकल अणुओं का भी पता लगा सकते हैं। इन विट्रो अध्ययनों की प्रासंगिकता कई स्रावी अध्ययन कोशिका संवर्धन विधियों के साथ इन विट्रो में आयोजित किए जाते हैं, लेकिन यह स्पष्ट नहीं है कि क्या वही प्रोटीन विवो में स्रावित होते हैं। अधिक से अधिक अध्ययन, विशेष रूप से कैंसर स्राव को देखने वाले, इन विट्रो में प्राप्त परिणामों की प्रासंगिकता की पुष्टि करने के लिए इन विवो विधियों का उपयोग कर रहे हैं। उदाहरण के लिए, एक गुप्त विश्लेषण करने के लिए ट्यूमर के बगल में समीपस्थ जैविक तरल पदार्थ एकत्र किए जा सकते हैं। विधि जीनोम-व्यापी भविष्यवाणी कई स्रावित प्रोटीनों में एक एन-टर्मिनल पेप्टाइड अनुक्रम होता है जो अनुवादित प्रोटीन को एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में जाने का संकेत देता है जहां प्रसंस्करण होता है जो अंततः स्राव की ओर ले जाएगा। इन संकेत पेप्टाइड्स की उपस्थिति का उपयोग कोशिका के स्राव का अनुमान लगाने के लिए किया जा सकता है। कुछ स्रावी प्रोटीनों में शास्त्रीय संकेत पेप्टाइड अनुक्रम नहीं होते हैं। इन्हें 'नेतृत्वहीन स्रावी प्रोटीन' (एल. एस. पी.) कहा जाता है। जीनोम-व्यापी भविष्यवाणी विधियों में विभिन्न प्रकार की समस्याएं होती हैं। गलत सकारात्मक और गलत नकारात्मक होने की संभावना अधिक होती है। इसके अलावा, जीन अभिव्यक्ति पर्यावरणीय स्थितियों से बहुत अधिक प्रभावित होती है, जिसका अर्थ है कि जीनोम या सी. डी. एन. ए. पुस्तकालय से अनुमानित एक स्राव पूरी तरह से वास्तविक स्राव के साथ मेल नहीं खाता है। किसी भी अनुमानित स्रावित प्रोटीन को मान्य करने के लिए प्रोटिओमिक दृष्टिकोण आवश्यक हैं। कई जीनोम-वाइड सीक्रेटोम डेटाबेस या नॉलेजबेस क्यूरेशन और कम्प्यूटेशनल भविष्यवाणी दोनों के आधार पर उपलब्ध हैं। इन डेटाबेस में फंगल सीक्रेटोम डेटाबेस (एफएसडी), फंगल सीक्रेटोम नॉलेजबेस (फनसेककेबी) और लैक्टिक एसिड बैक्टीरियल सीक्रेटोम डेटाबेस शामिल हैं। मानव और पशु प्रोटीन उपकोशिकीय स्थान डेटाबेस (मेटासेककेबी) और प्रोटिस्ट उपकोशिकीय प्रोटिओम डेटाबेस (प्रोटसेककेबी) भी हाल ही में जारी किए गए हैं। यद्यपि कम्प्यूटेशनल भविष्यवाणी में कुछ अशुद्धियाँ हैं, ये डेटाबेस प्रोटीन उपकोशिकीय स्थानों को और अधिक विशिष्ट बनाने के लिए उपयोगी संसाधन प्रदान करते हैं। प्रोटिओमिक दृष्टिकोण मास स्पेक्ट्रोमेट्री विश्लेषण सिक्रेटॉमिक्स का अभिन्न अंग है। स्रावित प्रोटीन युक्त सीरम या सुपरनेटेंट को प्रोटीज के साथ पचाया जाता है और प्रोटीन को 2डी जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस या क्रोमैटोग्राफिक विधियों द्वारा अलग किया जाता है। प्रत्येक व्यक्तिगत प्रोटीन का मास स्पेक्ट्रोमेट्री द्वारा विश्लेषण किया जाता है और उत्पन्न पेप्टाइड-मास फिंगरप्रिंट को प्रोटीन की पहचान करने के लिए एक डेटाबेस के माध्यम से चलाया जा सकता है। कोशिका संवर्धन में अमीनो एसिड द्वारा स्थिर आइसोटोप लेबलिंग (एस. आई. एल. ए. सी.) स्राव विज्ञान में एक महत्वपूर्ण विधि के रूप में उभरा है-यह कोशिका संवर्धन में स्रावित प्रोटीन और गोजातीय सीरम संदूषकों के बीच अंतर करने में मदद करता है। सामान्य माध्यम में विकसित कोशिकाओं और स्थिर-आइसोटोप लेबल वाले अमीनो एसिड के साथ मध्यम में विकसित कोशिकाओं से सुपरनेटेंट को 1:1 के अनुपात में मिलाया जाता है और मास स्पेक्ट्रोमेट्री द्वारा विश्लेषण किया जाता है। सीरम में प्रोटीन संदूषक केवल एक चोटी दिखाएंगे क्योंकि उनके पास एक लेबल समकक्ष नहीं है। एक उदाहरण के रूप में, एस. आई. एल. ए. सी. विधि का उपयोग संवर्धन और सीरम संदूषकों में मानव कोंड्रोसाइट्स द्वारा स्रावित प्रोटीन के बीच अंतर करने के लिए सफलतापूर्वक किया गया है। एंटीबॉडी माइक्रोएरे प्रोटीन का पता लगाने के लिए एक अत्यधिक संवेदनशील और उच्च-थ्रूपुट विधि है जो हाल ही में स्रावी विश्लेषण का हिस्सा बन गई है। एंटीबॉडी, या एक अन्य प्रकार के बाइंडर अणु को एक ठोस आधार पर लगाया जाता है और एक फ्लोरोसेंट लेबल वाला प्रोटीन मिश्रण जोड़ा जाता है। संकेत तीव्रता का उपयोग प्रोटीन की पहचान करने के लिए किया जाता है। एंटीबॉडी माइक्रोएरे बेहद बहुमुखी हैं-उनका उपयोग मिश्रण में प्रोटीन की मात्रा, विभिन्न प्रोटीन आइसोफॉर्म, पोस्टट्रांसलेशनल संशोधनों और प्रोटीन की जैव रासायनिक गतिविधि का विश्लेषण करने के लिए किया जा सकता है। इसके अलावा, ये माइक्रोएरे अत्यधिक संवेदनशील होते हैं-वे प्रोटीन के एकल अणुओं का पता लगा सकते हैं। वर्तमान में एंटीबॉडी माइक्रोएरे का उपयोग ज्यादातर मानव प्लाज्मा नमूनों का विश्लेषण करने के लिए किया जा रहा है, लेकिन इसका उपयोग संवर्धित कोशिकाओं और शरीर के द्रव स्राव विज्ञान के लिए भी किया जा सकता है, जो एक समय में कई प्रोटीन की उपस्थिति को देखने का एक सरल तरीका प्रस्तुत करता है। प्रभाव और महत्व कैंसर बायोमार्कर की खोज सामान्य शारीरिक प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण होने के अलावा, स्रावित प्रोटीन की कोशिका वृद्धि, प्रवास, आक्रमण और एंजियोजेनेसिस के माध्यम से ट्यूमरजेनेसिस में भी एक अभिन्न भूमिका होती है, जिससे सिक्रेटोमिक्स कैंसर बायोमार्कर की खोज के लिए एक उत्कृष्ट विधि बन जाती है। बायोमार्कर की पहचान करने के लिए शरीर के तरल पदार्थ या पूर्ण सीरम प्रोटिओमिक विधि का उपयोग करना बेहद मुश्किल हो सकता है-शरीर के तरल पदार्थ जटिल और अत्यधिक परिवर्तनशील होते हैं। कैंसर कोशिका रेखाओं या रोगग्रस्त ऊतकों का गुप्त विश्लेषण बायोमार्कर खोज के लिए एक सरल और अधिक विशिष्ट विकल्प प्रस्तुत करता है। कैंसर सिक्रेटोमिक्स के लिए दो मुख्य जैविक स्रोत कैंसर सेल लाइन सुपरनेटेंट्स और प्रॉक्सिमल जैविक तरल पदार्थ हैं, जो ट्यूमर के संपर्क में आने वाले तरल पदार्थ हैं। कैंसर सेल लाइन सुपरनेटेंट स्रावित प्रोटीन का एक आकर्षक स्रोत है। कई मानकीकृत कोशिका रेखाएँ उपलब्ध हैं और समीपस्थ शरीर द्रव की तुलना में सुपरनेटेंट का विश्लेषण करना बहुत आसान है। लेकिन यह स्पष्ट नहीं है कि क्या एक कोशिका रेखा स्राव अपने विशिष्ट सूक्ष्म वातावरण में एक वास्तविक ट्यूमर का एक अच्छा प्रतिनिधित्व है और एक मानकीकृत कोशिका रेखा एक वास्तविक ट्यूमर की विषमता का उदाहरण नहीं है। समीपस्थ तरल पदार्थों का विश्लेषण मानव ट्यूमर स्राव का बेहतर विचार दे सकता है, लेकिन इस विधि में इसकी कमियां भी हैं। समीपस्थ तरल पदार्थ एकत्र करने की प्रक्रियाओं को अभी भी मानकीकृत करने की आवश्यकता है और गैर-घातक नियंत्रण की आवश्यकता है। इसके अलावा, रोगियों के बीच पर्यावरणीय और आनुवंशिक अंतर विश्लेषण को जटिल बना सकते हैं। गुप्त विश्लेषण ने फेफड़ों के कैंसर, यकृत कैंसर, अग्नाशय के कैंसर, कोलोरेक्टल कैंसर, प्रोस्टेट कैंसर और स्तन कैंसर सहित कई प्रकार के कैंसर में संभावित नए बायोमार्कर की खोज की है। प्रोस्टेट-विशिष्ट प्रतिजन (पी. एस. ए.), जो प्रोस्टेट कैंसर के लिए वर्तमान मानक बायोमार्कर है, की नैदानिक विशिष्टता कम है-पी. एस. ए. का स्तर हमेशा आक्रामक और गैर-आक्रामक कैंसर के बीच भेदभाव नहीं कर सकता है-और इसलिए एक बेहतर बायोमार्कर की बहुत आवश्यकता है। प्रोस्टेट कोशिका रेखाओं के गुप्त विश्लेषण का उपयोग करते हुए, एक अध्ययन स्वस्थ नियंत्रण की तुलना में कैंसर रोगियों के सीरम में उच्च स्तर पर पाए जाने वाले कई प्रोटीन की खोज करने में सक्षम था। स्तन कैंसर का पता लगाने के लिए बायोमार्कर की भी बहुत आवश्यकता है-वर्तमान में बायोमार्कर केवल कैंसर के बाद के चरणों की निगरानी के लिए मौजूद हैं। स्तन कैंसर कोशिका रेखाओं के गुप्त विश्लेषण ने आशाजनक नैदानिक क्षमता के साथ एक नए बायोमार्कर के रूप में प्रोटीन ए. एल. सी. ए. एम. की खोज की। सहायक प्रजनन प्रौद्योगिकियां मानव भ्रूण स्राव का विश्लेषण भ्रूण की व्यवहार्यता निर्धारित करने के लिए एक गैर-आक्रामक विधि खोजने में सहायक हो सकता है। आई. वी. एफ. में, उच्च प्रत्यारोपण क्षमता वाले भ्रूणों को खोजने के प्रयास में रूपात्मक मानदंडों पर भ्रूणों का मूल्यांकन किया जाता है। मूल्यांकन की अधिक मात्रात्मक विधि खोजने से आई. वी. एफ. में उपयोग किए जाने वाले भ्रूणों की संख्या को कम करने में मदद मिल सकती है, जिससे उच्च क्रम की गर्भधारण को कम किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एक अध्ययन कई ब्लास्टोसिस्ट के लिए गुप्त उंगलियों के निशान विकसित करने में सक्षम था और 9 प्रोटीन पाए गए जो गुणसूत्रों की सामान्य और असामान्य संख्या के साथ ब्लास्टोसिस्ट के बीच अंतर कर सकते थे। इस प्रकार का विश्लेषण पूर्व प्रत्यारोपण आनुवंशिक जांच (पीजीएस) को बदलने में मदद कर सकता है, जिसमें भ्रूण कोशिकाओं की बायोप्सी शामिल होती है और यह विकास के लिए हानिकारक हो सकता है। संदर्भ प्रोटिओमिक्स स्राव