Cystatin C
सिस्टैटिन सी या सिस्टैटिन 3 (पूर्व में गामा ट्रेस, पोस्ट-गामा-ग्लोबुलिन, या न्यूरोएंडोक्राइन बेसिक पॉलीपेप्टाइड), सी. एस. टी. 3 जीन द्वारा कूटबद्ध एक प्रोटीन, मुख्य रूप से गुर्दे के कार्य के बायोमार्कर के रूप में उपयोग किया जाता है। हाल ही में, नई शुरुआत या बिगड़ती हृदय रोग की भविष्यवाणी करने में इसकी भूमिका के लिए इसका अध्ययन किया गया है। ऐसा लगता है कि यह मस्तिष्क विकारों में भी भूमिका निभाता है जिसमें एमिलॉइड (एक विशिष्ट प्रकार का प्रोटीन जमाव) शामिल है, जैसे कि अल्जाइमर रोग। मनुष्यों में, एक नाभिक (डीएनए युक्त कोशिका कोर) वाली सभी कोशिकाएं 120 एमिनो एसिड की श्रृंखला के रूप में सिस्टैटिन सी का उत्पादन करती हैं। यह लगभग सभी ऊतकों और शरीर के तरल पदार्थों में पाया जाता है। यह लाइसोसोमल प्रोटीनेस का एक शक्तिशाली अवरोधक है (कोशिका की एक विशेष उप-इकाई से एंजाइम जो प्रोटीन को तोड़ते हैं) और शायद सिस्टीन प्रोटीज के सबसे महत्वपूर्ण बाह्य कोशिकीय अवरोधकों में से एक है (यह एक विशिष्ट प्रकार के प्रोटीन अपक्षयी एंजाइमों द्वारा कोशिका के बाहर प्रोटीन के टूटने को रोकता है)। सिस्टैटिन सी टाइप 2 सिस्टैटिन जीन परिवार से संबंधित है। गुर्दे के कार्य में भूमिका ग्लोमेरुलर निस्पंदन दर (जी. एफ. आर.), गुर्दे के स्वास्थ्य का एक मार्कर, इनुलिन जैसे यौगिकों, 51 क्रोमियम-ई. डी. टी. ए., 125 आई-आयोथैलेमेट, 99 एम. टी. सी.-डी. टी. पी. ए. जैसे रेडियोआइसोटोप या आयोहेक्सोल जैसे रेडियोकंट्रास्ट एजेंटों को इंजेक्ट करके सबसे सटीक रूप से मापा जाता है, लेकिन ये तकनीकें जटिल, महंगी, समय लेने वाली और संभावित दुष्प्रभाव वाली होती हैं। क्रिएटिनिन गुर्दे के कार्य का सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला बायोमार्कर है। यह हल्के गुर्दे की हानि का पता लगाने में गलत है, और स्तर मांसपेशियों के द्रव्यमान के साथ भिन्न हो सकते हैं लेकिन प्रोटीन के सेवन के साथ नहीं। प्रोटीन के सेवन से यूरिया का स्तर बदल सकता है। कॉकक्रॉफ्ट और गॉल्ट सूत्र और एम. डी. आर. डी. सूत्र जैसे सूत्र (रेनल फंक्शन देखें) इन चरों के लिए समायोजन करने का प्रयास करते हैं। सिस्टैटिन सी का आणविक वजन कम होता है (लगभग 13.3 किलोडाल्टन), और इसे गुर्दे में ग्लोमेरुलर निस्पंदन द्वारा रक्तप्रवाह से हटा दिया जाता है। यदि गुर्दे के कार्य और ग्लोमेरुलर निस्पंदन दर में गिरावट आती है, तो सिस्टैटिन सी का रक्त स्तर बढ़ जाता है। क्रॉस-सेक्शनल अध्ययनों (समय में एक बिंदु पर आधारित) से पता चलता है कि सिस्टैटिन सी का सीरम स्तर सीरम क्रिएटिनिन स्तरों की तुलना में गुर्दे के कार्य (जैसा कि ग्लोमेरुलर निस्पंदन दर, जी. एफ. आर. द्वारा दर्शाया गया है) का अधिक सटीक परीक्षण है। अनुदैर्ध्य अध्ययन (समय के साथ सिस्टैटिन सी के बाद) विरल हैं, लेकिन कुछ आशाजनक परिणाम दिखाते हैं। हालांकि अध्ययन कुछ अलग हैं, अधिकांश अध्ययनों से पता चलता है कि सिस्टैटिन सी का स्तर क्रिएटिनिन की तुलना में उम्र, लिंग, जातीयता, आहार और मांसपेशियों के द्रव्यमान पर कम निर्भर है, और यह कि सिस्टैटिन सी मधुमेह रोगियों, पुरानी गुर्दे की बीमारी (सी. के. डी.) और गुर्दे प्रत्यारोपण के बाद सहित विभिन्न रोगियों की आबादी की एक श्रृंखला में अन्य उपलब्ध बायोमार्कर के बराबर या बेहतर है। यह सुझाव दिया गया है कि सिस्टैटिन सी सी. के. डी. के विकास के जोखिम की भविष्यवाणी कर सकता है, जिससे 'प्रीक्लिनिकल' गुर्दे की शिथिलता की स्थिति का संकेत मिलता है। इसके अतिरिक्त, सीरम सिस्टैटिन सी में उम्र से संबंधित वृद्धि उम्र से संबंधित प्रतिकूल स्वास्थ्य परिणामों का एक शक्तिशाली भविष्यवक्ता है, जिसमें सभी कारणों से मृत्यु दर, हृदय रोग से मृत्यु, बहु-रुग्णता, और शारीरिक और संज्ञानात्मक कार्य में गिरावट शामिल है। वयस्कों में सी. के. डी. के मूल्यांकन और प्रबंधन के लिए यू. के. के राष्ट्रीय स्वास्थ्य और देखभाल उत्कृष्टता संस्थान (एन. आई. सी. ई.) के दिशानिर्देश ने निष्कर्ष निकाला कि जी. एफ. आर. का अनुमान लगाने के लिए सीरम सिस्टैटिन सी. का उपयोग सीरम क्रिएटिनिन के उपयोग की तुलना में महत्वपूर्ण रोग परिणामों के लिए अधिक विशिष्ट है, और सीमावर्ती निदान वाले रोगियों में अधिक निदान को कम कर सकता है, अनावश्यक नियुक्तियों, रोगी की चिंताओं, आबादी में सी. के. डी. के समग्र बोझ को कम कर सकता है। अध्ययनों ने दवा की खुराक के समायोजन में गुर्दे के कार्य के मार्कर के रूप में सिस्टैटिन सी की भी जांच की है। कैंसर के रोगियों में सिस्टैटिन सी के स्तर में परिवर्तन होने की सूचना मिली है, (यहां तक कि सूक्ष्म) थायराइड शिथिलता और कुछ में ग्लुकोकोर्टिकॉइड थेरेपी लेकिन सभी स्थितियों में नहीं। अन्य रिपोर्टों में पाया गया है कि स्तर सिगरेट के धूम्रपान और सी-प्रतिक्रियाशील प्रोटीन के स्तर से प्रभावित होते हैं। हालांकि, सूजन सिस्टैटिन सी के उत्पादन में वृद्धि का कारण नहीं बनती है, क्योंकि वैकल्पिक शल्य चिकित्सा प्रक्रियाएं, रोगियों में एक मजबूत सूजन प्रतिक्रिया का उत्पादन करती हैं, सिस्टैटिन सी की प्लाज्मा सांद्रता को नहीं बदलती हैं। एचआईवी संक्रमण में स्तर बढ़ जाता है, जो वास्तविक गुर्दे की शिथिलता को दर्शाता है या नहीं भी। गर्भावस्था के दौरान जी. एफ. आर. की निगरानी के लिए सिस्टैटिन सी की भूमिका विवादास्पद बनी हुई है। क्रिएटिनिन की तरह, गुर्दे के अलावा अन्य मार्गों के माध्यम से सिस्टैटिन सी का उन्मूलन बिगड़ते जी. एफ. आर. के साथ बढ़ता है। मृत्यु और हृदय रोग गुर्दे की शिथिलता से मृत्यु और हृदय रोग का खतरा बढ़ जाता है। कई अध्ययनों में पाया गया है कि सिस्टैटिन सी के बढ़े हुए स्तर मृत्यु के जोखिम, कई प्रकार की हृदय रोग (मायोकार्डियल इंफार्क्शन, स्ट्रोक, दिल की विफलता, परिधीय धमनी रोग और चयापचय सिंड्रोम सहित) और स्वस्थ उम्र बढ़ने से जुड़े हैं। कुछ अध्ययनों में पाया गया है कि इस संबंध में सिस्टैटिन सी सीरम क्रिएटिनिन या क्रिएटिनिन-आधारित जी. एफ. आर. समीकरणों की तुलना में बेहतर है। चूंकि दीर्घकालिक परिणामों के साथ सिस्टैटिन सी का संबंध जी. एफ. आर. के लिए अपेक्षा की तुलना में अधिक मजबूत दिखाई दिया है, इसलिए यह परिकल्पना की गई है कि सिस्टैटिन सी को गुर्दे के कार्य से स्वतंत्र तरीके से मृत्यु दर से भी जोड़ा जा सकता है। इसके हाउसकीपिंग जीन गुणों को ध्यान में रखते हुए, यह सुझाव दिया गया है कि सिस्टैटिन सी बेसल चयापचय दर से प्रभावित हो सकता है। प्रस्तावित संकुचन छिद्र सिंड्रोम मानव गुर्दे में 10-30 kDa प्लाज्मा प्रोटीन के लिए ग्लोमेरुलर सीविंग गुणांक 0.9 और 0.07 के बीच गुणांक के साथ अपेक्षाकृत अधिक होते हैं। ये अपेक्षाकृत उच्च छानने वाले गुणांक, स्वास्थ्य में अल्ट्राफिल्ट्रेट के उच्च उत्पादन के साथ संयुक्त, इसका मतलब है कि प्लाज्मा में 30 केडीए से कम या उसके बराबर प्रोटीन आमतौर पर मुख्य रूप से गुर्दे द्वारा साफ़ किए जाते हैं और सिस्टैटिन सी की निकासी का कम से कम 85 प्रतिशत गुर्दे में होता है। यदि ग्लोमेरुलर झिल्ली के छिद्र सिकुड़ जाते हैं, तो बड़े अणुओं का निस्पंदन, जैसे। सिस्टैटिन सी कम हो जाएगा, जबकि पानी और क्रिएटिनिन जैसे छोटे अणुओं का निस्पंदन कम प्रभावित होगा। इस मामले में, जी. एफ. आर. का सिस्टैटिन सी-आधारित अनुमान, ई. जी. एफ. आर. सिस्टैटिन सी, क्रिएटिनिन-आधारित अनुमान ई. जी. एफ. आर. क्रिएटिनिन से कम होगा, ताकि एक परिकल्पना की गई स्थिति, जिसे सिकुड़न छिद्र सिंड्रोम कहा जाता है, की पहचान कम ई. जी. एफ. आर. सिस्टैटिन सी/ई. जी. एफ. आर. क्रिएटिनिन-अनुपात द्वारा की जा सके। यह सिंड्रोम मृत्यु दर में बहुत अधिक वृद्धि से जुड़ा हुआ है। तंत्रिका संबंधी विकार सिस्टैटिन 3 जीन में उत्परिवर्तन आइसलैंडिक प्रकार के वंशानुगत सेरेब्रल एमिलॉइड एंजियोपैथी के लिए जिम्मेदार हैं, एक ऐसी स्थिति जो इंट्रासेरेब्रल रक्तस्राव, स्ट्रोक और मनोभ्रंश के लिए पूर्वनिर्धारित है। यह स्थिति एक प्रमुख तरीके से विरासत में मिली है। मोनोमेरिक सिस्टैटिन सी डोमेन अदला-बदली द्वारा डाइमर और ऑलिगोमर बनाता है और डाइमर और ऑलिगोमर दोनों की संरचनाओं का निर्धारण किया गया है। चूँकि सिस्टैटिन 3 अमाइलॉइड β को भी बांधता है और इसके एकत्रीकरण और निक्षेपण को कम करता है, यह अल्जाइमर रोग में एक संभावित लक्ष्य है। हालांकि सभी अध्ययनों ने इसकी पुष्टि नहीं की है, समग्र साक्ष्य अल्जाइमर रोग के लिए एक संवेदनशीलता जीन के रूप में सी. एस. टी. 3 की भूमिका के पक्ष में है। अल्जाइमर रोग वाले लोगों में सिस्टैटिन सी का स्तर अधिक बताया गया है। मल्टीपल स्क्लेरोसिस और अन्य डिमाइलिनेटिंग रोगों (माइलिन तंत्रिका आवरण के नुकसान की विशेषता) में सिस्टैटिन सी की भूमिका विवादास्पद बनी हुई है। अन्य भूमिकाएँ सिस्टैटिन सी का स्तर एथेरोस्क्लेरोटिक (धमनियों का तथाकथित 'सख्त होना') और महाधमनी के एन्यूरिज़्मल (सैक्युलर बल्जिंग) घावों में कम हो जाता है। आनुवंशिक और पूर्वानुमान अध्ययन भी सिस्टैटिन सी के लिए एक भूमिका का सुझाव देते हैं इन स्थितियों में वाहिका की दीवार के कुछ हिस्सों के टूटने को प्रोटीनेस (सिस्टीन प्रोटीज और मैट्रिक्स मेटालोप्रोटीनेस, वृद्धि) और उनके अवरोधकों (जैसे सिस्टैटिन सी, कमी) के बीच असंतुलन के परिणामस्वरूप माना जाता है। कुछ अध्ययनों ने उम्र से संबंधित धब्बेदार अधः पतन में सिस्टैटिन सी या सी. एस. टी. 3 जीन की भूमिका को देखा है। सिस्टैटिन सी की कैंसर के कई रूपों में एक पूर्वानुमान मार्कर के रूप में भी जांच की गई है। प्री-एक्लाम्पसिया में इसकी भूमिका की पुष्टि की जानी बाकी है। प्रयोगशाला मापन सिस्टैटिन सी को सीरम के यादृच्छिक नमूने (रक्त में वह तरल पदार्थ जिससे लाल रक्त कोशिकाओं और थक्के के कारकों को हटा दिया गया है) में नेफेलोमेट्री या कण-वर्धित टर्बिडिमेट्री जैसे प्रतिरक्षात्मक परीक्षणों का उपयोग करके मापा जा सकता है। यह सीरम क्रिएटिनिन (लगभग $2 या $3, $0.02 से $0.15 की तुलना में) की तुलना में अधिक महंगा परीक्षण है, जिसे जाफे प्रतिक्रिया से मापा जा सकता है। संदर्भ मूल्य कई आबादी में और लिंग और उम्र के साथ भिन्न होते हैं। विभिन्न अध्ययनों में, औसत संदर्भ अंतराल (जैसा कि 5वें और 95वें प्रतिशत द्वारा परिभाषित किया गया है) 0.52 और 0.98 मिलीग्राम/एल के बीच था। महिलाओं के लिए, औसत संदर्भ अंतराल 0.71 मिलीग्राम/एल के औसत के साथ 0.52 से 0.90 मिलीग्राम/एल है। पुरुषों के लिए, औसत संदर्भ अंतराल 0.77 मिलीग्राम/एल के औसत के साथ 0.56 से 0.98 मिलीग्राम/एल है। सामान्य मान जीवन के पहले वर्ष तक कम हो जाते हैं, फिर से बढ़ने से पहले अपेक्षाकृत स्थिर रहते हैं, विशेष रूप से 50 वर्ष की आयु से आगे। क्रिएटिनिन का स्तर युवावस्था तक बढ़ता है और तब से लिंग के अनुसार भिन्न होता है, जिससे बाल रोगियों के लिए उनकी व्याख्या समस्याग्रस्त हो जाती है। संयुक्त राज्य अमेरिका के राष्ट्रीय स्वास्थ्य और पोषण परीक्षा सर्वेक्षण के एक बड़े अध्ययन में, संदर्भ अंतराल (जैसा कि पहले और 99वें प्रतिशत द्वारा परिभाषित किया गया है) 0.57 और 1.12 मिलीग्राम/एल के बीच था। यह अंतराल महिलाओं के लिए 0.55-1.18 और पुरुषों के लिए 0.60-1.11 था। गैर-हिस्पैनिक अश्वेतों और मैक्सिकन अमेरिकियों में सामान्य सिस्टैटिन सी का स्तर कम था। अन्य अध्ययनों में पाया गया है कि खराब गुर्दे के कार्य वाले रोगियों में, महिलाओं में कम होता है और अश्वेतों में समान जी. एफ. आर. के लिए सिस्टैटिन सी का स्तर अधिक होता है। उदाहरण के लिए, 60 वर्षीय श्वेत महिला के लिए सी. के. डी. के लिए सिस्टैटिन सी का कट-ऑफ मान 1.12 मिलीग्राम/एल और एक अश्वेत पुरुष में 1.27 मिलीग्राम/एल (13 प्रतिशत की वृद्धि) होगा। एम. डी. आर. डी. समीकरण के साथ समायोजित सीरम क्रिएटिनिन मानों के लिए, ये मान 0.95 मिलीग्राम/डी. एल. से 1.46 मिलीग्राम/डी. एल. (54 प्रतिशत की वृद्धि) होंगे। 1. 09 मिलीग्राम/एल के सीमा स्तर के आधार पर (उच्च रक्तचाप, मधुमेह, माइक्रोएल्बुमिनुरिया या मैक्रोएल्बुमिनुरिया या चरण 3 पुरानी गुर्दे की बीमारी से अधिक 20 से 39 वर्ष की आबादी में 99वां प्रतिशत), संयुक्त राज्य अमेरिका में सामान्य वजन के विषयों में सिस्टैटिन सी के बढ़े हुए स्तर की व्यापकता 9.6% थी, जो अधिक वजन और मोटापे से ग्रस्त व्यक्तियों में बढ़ रही थी। 60 और 80 वर्ष और उससे अधिक आयु के अमेरिकियों में, सीरम सिस्टैटिन 41 प्रतिशत और 50 प्रतिशत से अधिक बढ़ जाता है। आणविक जीवविज्ञान सिस्टैटिन सुपरफ़ैमिली में ऐसे प्रोटीन शामिल होते हैं जिनमें कई सिस्टैटिन जैसे अनुक्रम होते हैं। कुछ सदस्य सक्रिय सिस्टीन प्रोटीज अवरोधक हैं, जबकि अन्य ने इस अवरोधक गतिविधि को खो दिया है या शायद कभी हासिल नहीं किया है। सुपरफ़ैमिली में तीन अवरोधक परिवार हैं, जिनमें टाइप 1 सिस्टैटिन (स्टेफ़िन), टाइप 2 सिस्टैटिन और काइनिनोजेन शामिल हैं। टाइप 2 सिस्टैटिन प्रोटीन विभिन्न प्रकार के मानव तरल पदार्थों और स्रावों में पाए जाने वाले सिस्टीन प्रोटीनेज अवरोधकों का एक वर्ग है, जहां वे सुरक्षात्मक कार्य प्रदान करते दिखाई देते हैं। गुणसूत्र 20 की छोटी भुजा पर सिस्टैटिन लोकस में अधिकांश प्रकार 2 सिस्टैटिन जीन और छद्मजन होते हैं। सी. एस. टी. 3 जीन सिस्टैटिन लोकस में स्थित होता है और इसमें 3 एक्सोन (कोडिंग क्षेत्र, इंट्रॉन के विपरीत, एक जीन के भीतर गैर-कोडिंग क्षेत्र) होते हैं, जो 4.3 किलो-बेस जोड़े में फैले होते हैं। यह सिस्टीन प्रोटीज के सबसे प्रचुर मात्रा में बाह्य कोशिकीय अवरोधक को कूटबद्ध करता है। यह जैविक तरल पदार्थों में उच्च सांद्रता में पाया जाता है और शरीर के लगभग सभी अंगों में व्यक्त किया जाता है (सीएसटी3 एक हाउसकीपिंग जीन है)। उच्चतम स्तर वीर्य में पाए जाते हैं, इसके बाद मां का दूध, आँसू और लार होती है। हाइड्रोफोबिक लीडर अनुक्रम इंगित करता है कि प्रोटीन सामान्य रूप से स्रावित होता है। जीन के प्रवर्तक क्षेत्र में तीन बहुरूपताएँ होती हैं, जिसके परिणामस्वरूप दो सामान्य प्रकार होते हैं। कई एकल न्यूक्लियोटाइड बहुरूपताएँ परिवर्तित सिस्टैटिन सी स्तरों से जुड़ी हुई हैं। सिस्टैटिन सी एक गैर-ग्लाइकोसिलेटेड, मूल प्रोटीन (पी. एच. 9.3 पर आइसोइलेक्ट्रिक बिंदु) है। सिस्टैटिन सी की क्रिस्टल संरचना की विशेषता एक छोटी अल्फा हेलिक्स और एक लंबी अल्फा हेलिक्स है जो एक बड़ी एंटीपैरलल, पांच-स्ट्रैंडेड बीटा शीट के पार स्थित है। अन्य प्रकार 2 सिस्टैटिन की तरह, इसमें दो डाइसल्फ़ाइड बंधन होते हैं। लगभग 50 प्रतिशत अणुओं में हाइड्रॉक्सिलेटेड प्रोलाइन होता है। सिस्टैटिन सी उप-डोमेन का आदान-प्रदान करके डिमर (अणु जोड़े) बनाता है; युग्मित अवस्था में, प्रत्येक आधा लंबे अल्फा हेलिक्स और एक साथी के एक बीटा स्ट्रैंड और दूसरे साथी के चार बीटा स्ट्रैंड से बना होता है। सिस्टैटिन सी को पहली बार 1961 में मस्तिष्कमेरु द्रव में और गुर्दे की विफलता वाले लोगों के मूत्र में अन्य लोगों (जैसे बीटा-ट्रेस) के साथ एक ट्रेस प्रोटीन के रूप में 'गामा-ट्रेस' के रूप में वर्णित किया गया था। ग्रब और लोफबर्ग ने सबसे पहले इसके अमीनो एसिड अनुक्रम की सूचना दी। उन्होंने देखा कि उन्नत गुर्दे की विफलता वाले रोगियों में यह बढ़ गया था। इसे पहली बार 1985 में ग्रब और सहकर्मियों द्वारा ग्लोमेरुलर निस्पंदन दर के माप के रूप में प्रस्तावित किया गया था। न्यू इंग्लैंड जर्नल ऑफ मेडिसिन के 5 जुलाई, 2012 के अंक में रिपोर्ट किए गए एक अध्ययन में सीरम क्रिएटिनिन और सिस्टैटिन सी का उपयोग जी. एफ. आर. को सटीक रूप से प्रतिबिंबित करने में बहुत प्रभावी पाया गया। संदर्भ बाहरी लिंक पेप्टिडेस और उनके अवरोधकों के लिए एमईआरओपीएस ऑनलाइन डेटाबेस-I25.004 प्रोटीन नेफ्रोलॉजी