GDF11
ग्रोथ डिफरेंशिएशन फैक्टर 11 (जी. डी. एफ. 11) जिसे बोन मॉर्फोजेनेटिक प्रोटीन 11 (बी. एम. पी.-11) के रूप में भी जाना जाता है, एक ऐसा प्रोटीन है जिसे मनुष्यों में ग्रोथ डिफरेंशिएशन फैक्टर 11 जीन द्वारा कूटबद्ध किया जाता है। जी. डी. एफ. 11 परिवर्तनकारी विकास कारक बीटा परिवार का एक सदस्य है। जी. डी. एफ. 11 एक साइटोकिन के रूप में कार्य करता है और इसकी आणविक संरचना मनुष्यों, चूहों और चूहों में समान है। हड्डी मॉर्फोजेनेटिक प्रोटीन समूह की विशेषता एक पॉलीबेसिक प्रोटिओलिटिक प्रसंस्करण स्थल है, जिसे सात संरक्षित सिस्टीन अवशेषों वाले प्रोटीन का उत्पादन करने के लिए विभाजित किया जाता है। ऊतक वितरण जी. डी. एफ. 11 कंकाल की मांसपेशियों, अग्न्याशय, गुर्दे, तंत्रिका तंत्र और रेटिना सहित कई ऊतकों में व्यक्त किया जाता है। फंक्शन जीन विलोपन और अति-अभिव्यक्ति अध्ययनों से संकेत मिलता है कि जी. डी. एफ. 11 मुख्य रूप से कंकाल प्रणाली के भ्रूण संबंधी विकास को नियंत्रित करता है। यह केंद्रीय तंत्रिका तंत्र, रक्त वाहिकाओं, गुर्दे और अन्य ऊतकों के विकास को नियंत्रित करने में भी मदद कर सकता है। जी. डी. एफ. 11 न्यूरोडीजेनेरेटिव और न्यूरोवैस्कुलर रोग के परिणामों में सुधार करता है, कंकाल की मांसपेशियों की मात्रा को बढ़ाता है, और मांसपेशियों की ताकत को बढ़ाता है। इसके व्यापक जैविक प्रभावों में नैदानिक अनुप्रयोगों में वृद्धावस्था का उलटना, साथ ही उम्र से संबंधित रोग संबंधी परिवर्तनों को उलटने और चोट के बाद अंग पुनर्जनन को नियंत्रित करने की क्षमता शामिल हो सकती है। कोशिका वृद्धि और विभेदन पर प्रभाव जी. डी. एफ. 11 परिवर्तनकारी विकास कारक बीटा सुपरफेमिली से संबंधित है जो हॉक्स जीन की अभिव्यक्ति को विनियमित करके पूर्ववर्ती-पश्चवर्ती पैटर्न को नियंत्रित करता है। यह कौडल रीढ़ की हड्डी में हॉक्स जीन अभिव्यक्ति डोमेन और रोस्ट्रोकौडल पहचान को निर्धारित करता है। माउस के विकास के दौरान, जी. डी. एफ. 11 अभिव्यक्ति पूंछ की कली और कौडल तंत्रिका प्लेट क्षेत्र में शुरू होती है। जी. डी. एफ. नॉक-आउट चूहे पूर्ववर्ती-पश्चवर्ती स्थिति के साथ प्रतिरूपण समस्याओं के परिणामस्वरूप कंकाल दोष प्रदर्शित करते हैं। यह साइटोकिन घ्राण उपकला में न्यूरॉन्स की संख्या को नियंत्रित करने के लिए घ्राण ग्राही तंत्रिका प्रोजेनिटर के प्रसार को भी रोकता है, और रेटिना में विकसित होने वाली रेटिना गैंग्लियोनिक कोशिकाओं की संख्या को नियंत्रित करने के लिए प्रोजेनिटर कोशिकाओं की क्षमता को नियंत्रित करता है। चूहों में अन्य अध्ययनों से पता चलता है कि जी. डी. एफ. 11 भ्रूण विकास के दौरान मेसोडर्मल गठन और न्यूरोजेनेसिस में शामिल है। जी. डी. एफ. 11 टाइप I टी. जी. एफ.-बीटा सुपरफेमिली रिसेप्टर्स ए. सी. वी. आर. 1. बी. (ए. एल. के. 4), टी. जी. एफ. बी. आर. 1 (ए. एल. के. 5) और ए. सी. वी. आर. 1. सी. (ए. एल. के. 7) को बांध सकता है, लेकिन संकेत पारगमन के लिए मुख्य रूप से ए. एल. के. 4 और ए. एल. के. 5 का उपयोग करता है। यह संरचनात्मक और जातिजनित दोनों रूप से मांसपेशियों के विकास के एक नकारात्मक नियामक मायोस्टैटिन से भी निकटता से संबंधित है। हालांकि जी. डी. एफ. 11 संरचनात्मक रूप से मायोस्टैटिन के समान 90 प्रतिशत है, जी. डी. एफ. 11 का कार्य तंत्र मायोस्टैटिन के विपरीत है क्योंकि यह उम्र के साथ घटता है और चूहों में कंकाल की मांसपेशियों में एंटी-एजिंग रीजनरेटिव प्रभाव डालता है। किसी भी अंतर्जात जी. डी. एफ. 11 उत्पादन के परिणामस्वरूप स्टेम सेल डी. एन. ए. की मरम्मत बंद हो जाती है जिसके कारण स्टेम कोशिकाएं मर जाती हैं और उनकी आबादी और भी तेज दर से शून्य हो जाती है। चूँकि कोई व्यक्ति हेमेटोपोएटिक, मेसेनकाइमल आदि के बिना जीवित नहीं रह सकता है। स्टेम कोशिकाएँ, इससे पता चलता है कि जी. डी. एफ. 11 अधिकतम जीवनकाल निर्धारण में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है। एलिवियन, जिनके संस्थापकों में हार्वर्ड स्टेम सेल इंस्टीट्यूट के शोधकर्ता डॉ. एमी वेजर्स, डॉ. ली रुबिन और डॉ. रिच ली शामिल हैं, ने जी. डी. एफ. 11 का अध्ययन करने के लिए दो दौर के वित्त पोषण में $58 मिलियन जुटाए हैं। 19 जून, 2022 को न्यूयॉर्क टाइम्स ने जी. डी. एफ. 11 और एलिवियन के बारे में एक लेख प्रकाशित किया जिसका शीर्षक था "क्या एक 'जादू' प्रोटीन उम्र बढ़ने की प्रक्रिया को धीमा कर सकता है?"। लेख में कहा गया है कि एलिवियन 2023 की पहली तिमाही से मनुष्यों में स्ट्रोक क्षति की मरम्मत के लिए जी. डी. एफ. 11 का उपयोग करके नैदानिक परीक्षण करेगा। प्रमुख अवसादग्रस्तता विकार वाले व्यक्तियों में जी. डी. एफ. 11 का स्तर स्वस्थ नियंत्रणों की तुलना में काफी कम होता है। वृद्ध चूहों में जी. डी. एफ. 11 का प्रशासन न्यूरोनल ऑटोफैगी को उत्तेजित करता है जो स्मृति में सुधार करता है और न्यूरोजेनेसिस-स्वतंत्र तरीके से बुढ़ापे और अवसाद जैसे लक्षणों को कम करता है। यह बताया गया है कि आसपास के ऊतकों की तुलना में जी. डी. एफ. 11 अग्नाशय के कैंसर के ऊतकों में कम विनियमित है, और अग्नाशय की कोशिका रेखाएं विकास कारक (65) की कम अभिव्यक्ति प्रदर्शित करती हैं। इस समूह ने यह भी बताया कि, 63 पीसी रोगियों के एक समूह में, उच्च जी. डी. एफ. 11 अभिव्यक्ति वाले लोगों में कम जी. डी. एफ. 11 अभिव्यक्ति वाले लोगों की तुलना में जीवित रहने की दर काफी बेहतर थी। ये प्रभाव कम प्रसार, प्रवास और आक्रमण से संबंधित थे, और ये अवलोकन एचसीसी और टीएनबीसी में रिपोर्ट किए गए लोगों के साथ सहमत हैं। जी. डी. एफ. 11 अग्नाशय कैंसर कोशिका रेखाओं में एपोप्टोसिस को प्रेरित करने में भी सक्षम है। हालांकि, कोलोरेक्टल कैंसर (सी. आर. सी.) के 130 रोगियों में, जी. डी. एफ. 11 की अभिव्यक्ति सामान्य ऊतक (56) की तुलना में काफी अधिक थी। निम्न और उच्च जी. डी. एफ. 11 अभिव्यक्ति में रोगी समूह के वर्गीकरण से पता चला कि जी. डी. एफ. 11 के उच्च स्तर वाले रोगियों में लिम्फ नोड मेटास्टेसिस की उच्च आवृत्ति, अधिक मौतें और कम उत्तरजीविता दिखाई दी। ध्यान दें कि हाइपोक्सिया (कम ऑक्सीजन स्तर) और सूजन सहित विभिन्न सेलुलर तनावों की प्रतिक्रिया में जी. डी. एफ. 11 का स्तर बढ़ सकता है। ट्यूमर के सूक्ष्म वातावरण में अक्सर ऑक्सीजन का स्तर कम होता है और सूजन बढ़ जाती है, जो बृहदान्त्र कैंसर के रोगियों में उच्च जी. डी. एफ. 11 अभिव्यक्ति का कारण बन सकता है। पशु अध्ययन 2014 में, जी. डी. एफ. 11 को चूहों में पेराबायोसिस प्रयोगों के परिणामों के आधार पर दो प्रकाशनों में जीवन विस्तार कारक के रूप में वर्णित किया गया था जिन्हें वर्ष की विज्ञान की वैज्ञानिक सफलता के रूप में चुना गया था। बाद के अध्ययनों ने इन निष्कर्षों पर सवाल उठाए। शोधकर्ता जी. डी. एफ. 11 को मापने के लिए उपयोग किए जाने वाले परीक्षणों की चयनात्मकता और विभिन्न व्यावसायिक रूप से उपलब्ध स्रोतों से जी. डी. एफ. 11 की गतिविधि पर असहमत हैं। उम्र बढ़ने के साथ जी. डी. एफ. 11 का पूरा संबंध-और चूहों, चूहों और मनुष्यों में जी. डी. एफ. 11 की क्रिया में कोई संभावित अंतर-स्पष्ट नहीं है और इस पर शोध जारी है। जी. डी. एफ. 11 एक शक्तिशाली सेनोलिटिक और एंटीऑक्सीडेंट है। जी. डी. एफ. 11 से पोषित चूहों ने सेनेसेंट यकृत कोशिकाओं में 45.7% की कमी और सेनेसेंट गुर्दे की कोशिकाओं में 21.7% की कमी देखी। जी. डी. एफ. 11 एंटीऑक्सीडेंट एंजाइमों (सी. ए. टी., एस. ओ. डी. और जी. पी. एक्स.) की उत्पत्ति को प्रेरित करता है, जिसके परिणामस्वरूप सीधे आर. ओ. एस. के स्तर में कमी आती है, जो फिर प्रोटीन ऑक्सीकरण, लिपिड पेरोक्सीकरण और संभवतः एल. एफ. और एस. ए.-बी. ए.-गैल विकास को कम करता है, जो बदले में वृद्ध चूहों के जीवनकाल को बढ़ाता है। जी. डी. एफ. 11 डिम्बग्रंथि और वृषण कोशिकाओं की वृद्धावस्था को कम करता है, और डिम्बग्रंथि और वृषण अंतःस्रावी कार्यों की वसूली में योगदान देता है। इसके अलावा, जी. डी. एफ. 11 मादा चूहों में कम हो रहे डिम्बग्रंथि भंडार को बचा सकता है और पुरुष चूहों में वृषण कार्य (एस. डी. एच. और जी. 6. पी. डी.) के मार्कर एंजाइमों की गतिविधियों को बढ़ा सकता है, जो प्रजनन क्षमता में संभावित सुधार का सुझाव देता है। जी. डी. एफ. 11 की व्यवस्थित पुनःपूर्ति ने बीटा-कोशिकाओं के उत्तरजीविता और आकृति विज्ञान में सुधार किया और टाइप 2 मधुमेह के गैर आनुवंशिक और आनुवंशिक माउस मॉडल दोनों में ग्लूकोज चयापचय में सुधार किया। जी. डी. एफ. 11 रक्त में भूख या जी. डी. एफ. 15 के स्तर को प्रभावित किए बिना एक कैलोरी प्रतिबंध जैसे फेनोटाइप को ट्रिगर करता है, इंसुलिन/आई. जी. एफ.-1 सिग्नलिंग मार्ग को बहाल करता है, और एडिपोसाइट्स पर सीधी कार्रवाई द्वारा सफेद वसा ऊतक से एडिपोनेक्टिन स्राव को उत्तेजित करता है, जबकि वृद्ध मस्तिष्क में न्यूरोजेनेसिस की मरम्मत करता है। जी. डी. एफ. 11 जीन स्थानांतरण एच. एफ. डी.-प्रेरित मोटापा, हाइपरग्लाइसेमिया, इंसुलिन प्रतिरोध और वसायुक्त यकृत विकास को कम करता है। मोटापे और एसटीजेड-प्रेरित मधुमेह वाले चूहों में, जीडीएफ11 जीन स्थानांतरण ग्लूकोज चयापचय को बहाल करता है और इंसुलिन प्रतिरोध में सुधार करता है। जी. डी. एफ. 11 इस्केमिक (रक्त प्रवाह की कमी) चोट या एनोक्सिया (ऑक्सीजन की कमी) अपमान के बाद कार्डियोमायोसाइट्स (हृदय कोशिकाओं) में माइटोकॉन्ड्रिया की कार्यात्मक क्षति को सीमित करने में योगदान देता है, और टेलोमेरेस गतिविधियों को बढ़ाकर माइटोकॉन्ड्रिया-निर्भर और माइटोकॉन्ड्रिया-स्वतंत्र शिष्टाचार में एपोप्टोसिस को दबाने में योगदान देता है। इससे पता चलता है कि दिल के दौरे के बाद के रोगियों के लिए जी. डी. एफ. 11 एक प्रभावी उपचार हो सकता है। जी. डी. एफ. 11 मायोकार्डियल इंफार्क्शन के लिए मेसेनकाइमल स्टेम कोशिकाओं की चिकित्सीय प्रभावकारिता को बढ़ाता है। जी. डी. एफ. 11 की इस नई भूमिका का उपयोग मायोकार्डियल इंफार्क्शन के लिए स्टेम सेल थेरेपी के एक नए दृष्टिकोण के लिए किया जा सकता है। जी. डी. एफ. 11 एंडोथेलियल शिथिलता में सुधार करता है, एंडोथेलियल एपोप्टोसिस को कम करता है, और सूजन को कम करता है, परिणामस्वरूप एपोलिपोप्रोटीन ई-/-चूहों में एथेरोस्क्लेरोटिक प्लेक क्षेत्र को कम करता है। जी. डी. एफ. 11 यकृत पूर्वज कोशिकाओं के विस्तार के माध्यम से यकृत फाइब्रोसिस को कम करता है। यकृत फाइब्रोसिस के दौरान जी. डी. एफ. 11 की सुरक्षात्मक भूमिका और पुरानी यकृत रोग के उपचार के लिए जी. डी. एफ. 11 के संभावित अनुप्रयोग का सुझाव देती है। जी. डी. एफ. 11 बुजुर्ग चूहों में तीव्र गुर्दे की चोट के बाद ट्यूबलर पुनर्जनन में सुधार करता है। जी. डी. एफ. 11 के पूरक ने ट्यूबलर सेल डिडिफरेन्शिएशन और प्रसार में वृद्धि की और साथ ही ई. आर. के. 1/2 सिग्नलिंग पाथवे को विनियमित करके पुराने चूहों के पूर्वानुमान में सुधार किया जो इस्केमिया-रिपर्फ्यूजन चोट से गुजरे थे। जी. डी. एफ. 11 त्वचा जीवविज्ञान का एक नियामक है और इसका प्रोकोलेजन I और हाइलूरोनिक एसिड के उत्पादन पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। जी. डी. एफ. 11 त्वचा की एंडोथेलियल कोशिकाओं में स्मैड 2/3 फॉस्फोराइलेशन मार्ग को भी सक्रिय करता है और त्वचा के वास्कुलेचर में सुधार करता है। जी. डी. एफ. 11 त्वचा पर काफी एंटी-एजिंग प्रभाव डालता है। टी. जी. एफ.-बीटा सुपरफ़ैमिली के प्रमुख सदस्य के रूप में, जी. डी. एफ. 11 सोरायसिस सहित कई सूजन त्वचा रोगों के उपचार के लिए एक आशाजनक चिकित्सीय एजेंट का प्रतिनिधित्व करता है। यह जी. डी. एफ. 11 पेपर विभिन्न अंगों में जी. डी. एफ. 11 अभिव्यक्ति के साथ-साथ हृदय, मांसपेशियों के कंकाल और तंत्रिका तंत्र की बीमारी में जी. डी. एफ. 11 के प्रभावों को दिखाने वाली एक तालिका का सारांश देता है। प्रणालीगत जी. डी. एफ. 11 स्तरों का पूरक, जो आम तौर पर उम्र के साथ घटते हैं, हेटेरोक्रोनिक पैराबायोसिस या पुनर्संयोजक प्रोटीन के प्रणालीगत वितरण द्वारा, कार्यात्मक हानि को उलट देता है और वृद्ध मांसपेशियों की स्टेम कोशिकाओं (उपग्रह कोशिकाओं) में जीनोमिक अखंडता को बहाल करता है। वृद्ध चूहों में जी. डी. एफ. 11 के स्तर में वृद्धि ने मांसपेशियों की संरचनात्मक और कार्यात्मक विशेषताओं में भी सुधार किया और शक्ति और सहनशक्ति व्यायाम क्षमता में वृद्धि की। जी. डी. एफ. 11 को युवा स्तर पर बहाल करने के लिए पुराने चूहों के उपचार ने पेराबायोसिस और उम्र से संबंधित हाइपरट्रॉफी के प्रभावों को दोहराया, जिससे हृदय की उम्र बढ़ने के लिए एक चिकित्सीय अवसर का पता चलता है। जी. डी. एफ. 11 को ऑक्सीडेटिव तनाव को कम करने के लिए पाया गया है और यह ए. जी. ई., प्रोटीन ऑक्सीकरण और लिपिड पेरोक्सीकरण के स्तर को कम करने और उम्र से संबंधित ऊतकीय मार्करों के संचय को धीमा करने में सक्षम था। जी. डी. एफ. 11 ने सी. ए. टी., जी. पी. एक्स. और एस. ओ. डी. गतिविधियों में कमी को काफी हद तक रोका, उन्नत जी. डी. एफ. 11 अभिव्यक्ति ने एपोप्टोसिस को बढ़ावा दिया और निम्न-विनियमित जी. डी. एफ. 11 अभिव्यक्ति ने अग्नाशय कैंसर कोशिका रेखाओं में एपोप्टोसिस को बाधित किया। इन निष्कर्षों ने सुझाव दिया कि जी. डी. एफ. 11 ने अग्नाशय के कैंसर के लिए ट्यूमर सप्रेसर के रूप में काम किया। जी. डी. एफ. 11 मानव हेपेटोसेलुलर कार्सिनोमा-व्युत्पन्न कोशिकाओं, एच. यू. एच. 7 और एच. पी. 3. बी. कोशिका रेखाओं में ट्यूमर दमनकारी गुणों को प्रेरित करता है, जो स्फेरॉइड गठन और क्लोनोजेनिक क्षमता को सीमित करता है, एक प्रभाव जो अन्य यकृत कैंसर कोशिका रेखाओं (एस. एन. यू.-182, एच. पी. ए.-1-6, और एच. पी. जी. 2) में भी देखा जाता है, प्रसार, मोटोजेनेसिस और आक्रमण को कम करता है। इसी तरह, बाजिकर और अन्य। (23) ट्रिपल-नेगेटिव स्तन कैंसर (टी. एन. बी. सी.) में जी. डी. एफ. 11 की ट्यूमर-दमनकारी भूमिका की पहचान की। संदर्भ आगे पढ़ना बाहरी लिंक विकासात्मक जीन और प्रोटीन टी. जी. एफ. बी. ए. डोमेन उम्र बढ़ने से संबंधित प्रोटीन