GDF11
گروتھ ڈفریٚنسیشن فیکٹر 11 (جی ڈی ایف 11) جسے بون مورفوجنیٹک پروٹین 11 (بی ایم پی-11) بھی کہا جاتا ہے، ایک پروٹین ہے جسے انسانوں میں گروتھ ڈفریٚنسیشن فیکٹر 11 جین کے ذریعے انکوڈ کیا جاتا ہے۔ جی ڈی ایف 11 ٹرانسفارمنگ گروتھ فیکٹر بیٹا فیملی کا ایک رکن ہے۔ جی ڈی ایف 11 سائٹوکائن کے طور پر کام کرتا ہے اور اس کی سالماتی ساخت انسانوں، چوہوں اور چوہوں میں یکساں ہے۔ ہڈی کے مورفوجنیٹک پروٹین گروپ کی خصوصیت ایک پولی بیسک پروٹولائٹک پروسیسنگ سائٹ ہے، جسے سات محفوظ سسٹین کے باقیات پر مشتمل پروٹین تیار کرنے کے لیے الگ کیا جاتا ہے۔ ٹشو کی تقسیم جی ڈی ایف 11 کا اظہار بہت سے ٹشوز میں ہوتا ہے، بشمول کنکال کے پٹھوں، پینکریاز، گردے، اعصابی نظام اور ریٹنا۔ فنکشن جین حذف کرنے اور زیادہ اظہار کے مطالعے سے پتہ چلتا ہے کہ جی ڈی ایف 11 بنیادی طور پر کنکال کے نظام کی جنینیاتی نشوونما کو منظم کرتا ہے۔ یہ مرکزی اعصابی نظام، خون کی وریدوں، گردے اور دیگر بافتوں کی نشوونما کو منظم کرنے میں بھی مدد کر سکتا ہے۔ جی ڈی ایف 11 نیوروڈیجینریٹو اور نیورو ویسکولر بیماری کے نتائج کو بہتر بناتا ہے، کنکال کے پٹھوں کے حجم کو بڑھاتا ہے، اور پٹھوں کی طاقت کو بڑھاتا ہے۔ اس کے وسیع حیاتیاتی اثرات میں طبی ایپلی کیشنز میں سنسینس کا الٹ جانا، نیز عمر سے متعلق روگیاتی تبدیلیوں کو الٹ دینے اور چوٹ کے بعد اعضاء کی تخلیق نو کو منظم کرنے کی صلاحیت شامل ہو سکتی ہے۔ خلیوں کی نشوونما اور تفریق پر اثرات جی ڈی ایف 11 کا تعلق ٹرانسفارمنگ گروتھ فیکٹر بیٹا سپر فیملی سے ہے جو ہاکس جینز کے اظہار کو منظم کرکے پچھلے پچھلے پیٹرننگ کو کنٹرول کرتا ہے۔ یہ کاڈل ریڑھ کی ہڈی میں ہاکس جین کے اظہار کے ڈومینز اور روسٹروکاڈل شناخت کا تعین کرتا ہے۔ ماؤس کی نشوونما کے دوران، جی ڈی ایف 11 کا اظہار دم کی بڈ اور کاڈل نیورل پلیٹ کے علاقے میں شروع ہوتا ہے۔ جی ڈی ایف ناک آؤٹ چوہے پچھلے پچھلے پوزیشننگ کے ساتھ پیٹرننگ کے مسائل کے نتیجے میں کنکال کے نقائص کو ظاہر کرتے ہیں۔ یہ سائٹوکائن الفیکٹری اپیتھیلیم میں نیوران کی تعداد کو منظم کرنے کے لیے اولفیکٹری ریسیپٹر نیورل پروجینیٹرز کے پھیلاؤ کو بھی روکتا ہے، اور ریٹنا میں تیار ہونے والے ریٹنا گینگلیئنک خلیوں کی تعداد کو منظم کرنے کے لیے پروجینیٹر خلیوں کی اہلیت کو کنٹرول کرتا ہے۔ چوہوں میں ہونے والے دیگر مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ جی ڈی ایف 11 جنین کی نشوونما کے دوران میسوڈرمل تشکیل اور نیوروجینسیس میں شامل ہے۔ جی ڈی ایف 11 ٹائپ I ٹی جی ایف-بیٹا سپر فیملی ریسیپٹرز اے سی وی آر 1 بی (اے ایل کے 4)، ٹی جی ایف بی آر 1 (اے ایل کے 5) اور اے سی وی آر 1 سی (اے ایل کے 7) کو باندھ سکتا ہے، لیکن بنیادی طور پر سگنل ٹرانسڈکشن کے لیے اے ایل کے 4 اور اے ایل کے 5 کا استعمال کرتا ہے۔ اس کا میوسٹیٹن سے بھی گہرا تعلق ہے، جو پٹھوں کی نشوونما کا ایک منفی ریگولیٹر ہے، ساختی اور فائیلوجنیٹک دونوں لحاظ سے۔ اگرچہ جی ڈی ایف 11 ساختی طور پر 90 فیصد میوسٹیٹن سے ملتا جلتا ہے، لیکن جی ڈی ایف 11 کا عمل کا طریقہ کار میوسٹیٹن کے برعکس ہے کیونکہ یہ عمر کے ساتھ کم ہوتا جاتا ہے اور چوہوں میں کنکال کے پٹھوں میں اینٹی ایجنگ ریجینریٹو اثرات مرتب کرتا ہے۔ انسانی مطالعات جی ڈی ایف 11 کی سطح انسانوں میں 73.71 کی اوسط عمر میں صفر پر گر جاتی ہے۔ کسی بھی اینڈوجینس جی ڈی ایف 11 کی پیداوار کے نتیجے میں اسٹیم سیل ڈی این اے کی مرمت بند ہو جاتی ہے جس کی وجہ سے اسٹیم سیل ختم ہو جاتے ہیں اور ان کی آبادی اس سے بھی تیز رفتار سے صفر ہو جاتی ہے۔ چونکہ کوئی ہیماٹوپوئیٹک، میسینکائمل وغیرہ کے بغیر زندہ نہیں رہ سکتا۔ خلیات کو جنم دیتا ہے، اس سے پتہ چلتا ہے کہ جی ڈی ایف 11 زیادہ سے زیادہ عمر کے تعین میں کلیدی کردار ادا کر سکتا ہے۔ ایلیوین، جس کے بانیوں میں ہارورڈ اسٹیم سیل انسٹی ٹیوٹ کے محققین ڈاکٹر ایمی ویجرز، ڈاکٹر لی روبن اور ڈاکٹر رچ لی شامل ہیں، نے جی ڈی ایف 11 کا مطالعہ کرنے کے لیے دو مراحل میں 58 ملین ڈالر اکٹھے کیے ہیں۔ 19 جون 2022 کو نیو یارک ٹائمز نے جی ڈی ایف 11 اور ایلیوین کے بارے میں ایک مضمون شائع کیا جس کا عنوان تھا "کیا کوئی جادوئی پروٹین بڑھاپے کے عمل کو سست کر سکتا ہے؟"۔ مضمون میں کہا گیا ہے کہ ایلیوین 2023 کی پہلی سہ ماہی میں شروع ہونے والے انسانوں میں فالج سے ہونے والے نقصان کی مرمت کے لیے جی ڈی ایف 11 کا استعمال کرتے ہوئے کلینیکل ٹرائلز کرے گا۔ بڑے افسردہ عارضے والے افراد میں جی ڈی ایف 11 کی سطح صحت مند کنٹرول کے مقابلے میں نمایاں طور پر کم ہوتی ہے۔ عمر رسیدہ چوہوں میں جی ڈی ایف 11 کی انتظامیہ نیورونل آٹوفیجی کو متحرک کرتی ہے جو یادداشت کو بہتر بناتی ہے اور نیوروجینسیس سے آزاد طریقے سے سنسینس اور ڈپریشن جیسی علامات کو کم کرتی ہے۔ یہ اطلاع دی گئی ہے کہ ارد گرد کے ٹشو کے مقابلے میں جی ڈی ایف 11 پینکریٹک کینسر ٹشو میں کم ریگولیٹڈ ہے، اور پینکریٹک سیل لائنیں گروتھ فیکٹر (65) کا کم اظہار ظاہر کرتی ہیں۔ اس گروپ نے یہ بھی بتایا کہ 63 پی سی مریضوں کے ایک گروپ میں، جن میں جی ڈی ایف 11 کا اظہار زیادہ تھا، ان میں جی ڈی ایف 11 کا اظہار کم کرنے والوں کے مقابلے میں بقا کی شرح نمایاں طور پر بہتر تھی۔ ان اثرات کا تعلق پھیلاؤ، ہجرت اور حملے میں کمی سے تھا، اور یہ مشاہدات ایچ سی سی اور ٹی این بی سی میں رپورٹ کیے گئے مشاہدات سے متفق ہیں۔ جی ڈی ایف 11 پینکریٹک کینسر سیل لائنوں میں اپوپٹوسس پیدا کرنے کی بھی صلاحیت رکھتا ہے۔ تاہم، کولوریکٹل کینسر (سی آر سی) کے 130 مریضوں میں، جی ڈی ایف 11 کا اظہار عام ٹشو (56) کے مقابلے میں نمایاں طور پر زیادہ تھا۔ کم اور اعلی جی ڈی ایف 11 اظہار میں مریض کوہورٹ کی درجہ بندی سے پتہ چلتا ہے کہ جی ڈی ایف 11 کی اعلی سطح والے مریضوں میں لمف نوڈ میٹاسٹیسس کی زیادہ تعدد، زیادہ اموات اور کم بقا ظاہر ہوئی۔ نوٹ کریں کہ جی ڈی ایف 11 کی سطح مختلف سیلولر تناؤ کے جواب میں بڑھ سکتی ہے، بشمول ہائپوکسیا (کم آکسیجن کی سطح) اور سوزش۔ ٹیومر مائکرو ماحولیات میں اکثر آکسیجن کی سطح کم ہوتی ہے اور سوزش میں اضافہ ہوتا ہے، جو بڑی آنت کے کینسر کے مریضوں میں زیادہ GDF11 اظہار کا سبب بن سکتا ہے۔ 2014 میں، جی ڈی ایف 11 کو چوہوں میں پیرابیوسس کے تجربات کے نتائج کی بنیاد پر دو اشاعتوں میں زندگی میں توسیع کے عنصر کے طور پر بیان کیا گیا تھا جنہیں سائنس کی سال کی سائنسی پیشرفت کے طور پر منتخب کیا گیا تھا۔ بعد کے مطالعات نے ان نتائج پر سوال اٹھایا۔ محققین جی ڈی ایف 11 کی پیمائش کے لیے استعمال ہونے والے ٹیسٹوں کے انتخاب اور مختلف تجارتی طور پر دستیاب ذرائع سے جی ڈی ایف 11 کی سرگرمی پر متفق نہیں ہیں۔ عمر بڑھنے سے جی ڈی ایف 11 کا مکمل تعلق-اور چوہوں، چوہوں اور انسانوں میں جی ڈی ایف 11 کے عمل میں کوئی ممکنہ فرق-واضح نہیں ہے اور اس پر تحقیق جاری ہے۔ جی ڈی ایف 11 ایک طاقتور سینولیٹک اور اینٹی آکسیڈینٹ ہے۔ جی ڈی ایف 11 کھلایا چوہوں نے سینسینٹ جگر کے خلیوں میں 45.7% کمی اور سینسینٹ گردے کے خلیوں میں 21.7% کمی دیکھی۔ جی ڈی ایف 11 اینٹی آکسیڈینٹ انزائمز (سی اے ٹی، ایس او ڈی اور جی پی ایکس) کی نسل کو متاثر کرتا ہے، جس کے نتیجے میں براہ راست آر او ایس کی سطح میں کمی واقع ہوتی ہے، جو پھر پروٹین آکسیڈیشن، لپڈ پیرو آکسائڈشن اور ممکنہ طور پر ایل ایف اور ایس اے-β-گال کی نشوونما کو کم کرتی ہے، جو بدلے میں عمر رسیدہ چوہوں کی عمر کو بڑھاتی ہے۔ جی ڈی ایف 11 اعضاء اور خصیوں کے خلیوں کی سنسینس کو کم کرتا ہے، اور اعضاء اور خصیوں کے اینڈوکرائن افعال کی بازیابی میں معاون ہوتا ہے۔ مزید برآں، جی ڈی ایف 11 خواتین چوہوں میں کم ہونے والے بیضہ دانی کے ذخائر کو بچا سکتا ہے اور نر چوہوں میں خصیوں کے افعال (ایس ڈی ایچ اور جی 6 پی ڈی) کے مارکر انزائموں کی سرگرمیوں کو بڑھا سکتا ہے، جس سے زرخیزی میں ممکنہ بہتری کا پتہ چلتا ہے۔ جی ڈی ایف 11 کی منظم بحالی نے β خلیوں کی بقا اور مورفولوجی کو بہتر بنایا اور ٹائپ 2 ذیابیطس کے غیر جینیاتی اور جینیاتی ماؤس ماڈل دونوں میں گلوکوز میٹابولزم کو بہتر بنایا۔ جی ڈی ایف 11 خون میں بھوک یا جی ڈی ایف 15 کی سطح کو متاثر کیے بغیر کیلوری کی پابندی جیسے فینوٹائپ کو متحرک کرتا ہے، انسولین/آئی جی ایف-1 سگنلنگ راستے کو بحال کرتا ہے، اور ایڈیپوسائٹس پر براہ راست کارروائی کے ذریعے سفید ایڈیپوز ٹشو سے ایڈیپونیکٹن کے سراو کو متحرک کرتا ہے، جبکہ عمر رسیدہ دماغ میں نیوروجینسیس کی مرمت کرتا ہے۔ جی ڈی ایف 11 جین کی منتقلی ایچ ایف ڈی سے پیدا ہونے والے موٹاپے، ہائپرگلیسیمیا، انسولین کے خلاف مزاحمت، اور چربی والے جگر کی نشوونما کو کم کرتی ہے۔ موٹے اور ایس ٹی زیڈ سے متاثر ذیابیطس کے چوہوں میں، جی ڈی ایف 11 جین کی منتقلی گلوکوز میٹابولزم کو بحال کرتی ہے اور انسولین کے خلاف مزاحمت کو بہتر بناتی ہے۔ جی ڈی ایف 11 اسکیمک (خون کے بہاؤ کی کمی) چوٹ یا اینوکسیا (آکسیجن سے محرومی) کی توہین کے بعد کارڈیومیوسائٹس (دل کے خلیوں) میں مائٹوکونڈریا کے فعال نقصان کو محدود کرنے میں معاون ہے، اور ٹیلومیرس سرگرمیوں کو بڑھا کر مائٹوکونڈریا پر منحصر اور مائٹوکونڈریا سے آزاد طرز عمل میں اپوپٹوسس کو دبانے میں معاون ہے۔ اس سے پتہ چلتا ہے کہ دل کے دورے کے بعد کے مریضوں کے لیے جی ڈی ایف 11 ایک موثر علاج ہو سکتا ہے۔ جی ڈی ایف 11 مایوکارڈیل انفکشن کے لیے میسینکائمل سٹیم سیلز کی علاج کی افادیت کو بڑھاتا ہے۔ جی ڈی ایف 11 کا یہ نیا کردار مایوکارڈیل انفکشن کے لیے سٹیم سیل تھراپی کے نئے نقطہ نظر کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ جی ڈی ایف 11 اینڈوتھیلیل کی خرابی کو بہتر بناتا ہے، اینڈوتھیلیل اپوپٹوسس کو کم کرتا ہے، اور سوزش کو کم کرتا ہے، اس کے نتیجے میں اپولیپوپروٹین ای −/− چوہوں میں ایٹروسکلروٹک تختیوں کے علاقے کو کم کرتا ہے۔ جی ڈی ایف 11 جگر کے پروجینیٹر خلیوں کی توسیع کے ذریعے جگر کے فائبراسس کو کم کرتا ہے۔ جگر کے فائبراسس کے دوران جی ڈی ایف 11 کا حفاظتی کردار اور دائمی جگر کی بیماری کے علاج کے لیے جی ڈی ایف 11 کے ممکنہ استعمال کا مشورہ دیتا ہے۔ جی ڈی ایف 11 بوڑھے چوہوں میں گردے کی شدید چوٹ کے بعد نلکے کی تخلیق نو کو بہتر بناتا ہے۔ جی ڈی ایف 11 کی تکمیل سے ٹیوبلر سیل کی تفریق اور پھیلاؤ میں اضافہ ہوا اور ساتھ ہی ای آر کے 1/2 سگنلنگ راستے کو بہتر بنا کر پرانے چوہوں کی تشخیص میں بہتری آئی جو اسکیمیا-ریپر فیوژن چوٹ سے گزر چکے تھے۔ جی ڈی ایف 11 جلد کی حیاتیات کا ایک ریگولیٹر ہے اور اس کا پروکولیجن I اور ہائیلورونک ایسڈ کی پیداوار پر نمایاں اثر پڑتا ہے۔ جی ڈی ایف 11 جلد کے اینڈوتھیلیل خلیوں میں سمیڈ 2/3 فاسفوریلیشن کے راستے کو بھی چالو کرتا ہے اور جلد کے ویسکولچر کو بہتر بناتا ہے۔ جی ڈی ایف 11 جلد پر کافی اینٹی ایجنگ اثرات مرتب کرتا ہے۔ ٹی جی ایف-بیٹا سپر فیملی کے کلیدی رکن کے طور پر، جی ڈی ایف 11 سوراسس سمیت جلد کی متعدد سوزش کی بیماریوں کے علاج کے لیے ایک امید افزا علاج کے ایجنٹ کی نمائندگی کرتا ہے۔ یہ جی ڈی ایف 11 مقالہ مختلف اعضاء میں جی ڈی ایف 11 کے اظہار کے ساتھ ساتھ ایک میز کا خلاصہ پیش کرتا ہے جس میں دل، پٹھوں کے کنکال اور اعصابی نظام کی بیماری میں جی ڈی ایف 11 کے اثرات دکھائے گئے ہیں۔ ہیٹروکرونک پیرابیوسس یا ریکومبیننٹ پروٹین کی نظامی ترسیل کے ذریعے نظامی جی ڈی ایف 11 کی سطحوں کی تکمیل، جو عام طور پر عمر کے ساتھ کم ہوتی جاتی ہے، فعال خرابیوں کو الٹ دیتی ہے اور عمر رسیدہ پٹھوں کے اسٹیم خلیوں (سیٹلائٹ خلیوں) میں جینومک سالمیت کو بحال کرتی ہے۔ عمر رسیدہ چوہوں میں جی ڈی ایف 11 کی سطح میں اضافے سے پٹھوں کی ساختی اور فعال خصوصیات میں بھی بہتری آئی اور طاقت اور برداشت کی ورزش کی صلاحیت میں اضافہ ہوا۔ جی ڈی ایف 11 کو جوانی کی سطح پر بحال کرنے کے لیے بوڑھے چوہوں کے علاج نے پیرابیوسس اور عمر سے متعلق الٹا ہائپر ٹرافی کے اثرات کو دوبارہ ظاہر کیا، جس سے دل کی عمر بڑھنے کے علاج کے موقع کا پتہ چلتا ہے۔ جی ڈی ایف 11 آکسیڈیٹیو تناؤ کو کم کرنے کے لیے پایا گیا ہے اور یہ عمر، پروٹین آکسیڈیشن اور لپڈ پیرو آکسائڈیشن کی سطح کو کم کرنے اور عمر سے متعلق ہسٹولوجیکل مارکرز کے جمع ہونے کو سست کرنے میں کامیاب رہا ہے۔ جی ڈی ایف 11 نے سی اے ٹی، جی پی ایکس اور ایس او ڈی سرگرمیوں میں کمی کو نمایاں طور پر روکا، بہتر جی ڈی ایف 11 اظہار نے اپوپٹوسس کو فروغ دیا اور نیچے سے منظم جی ڈی ایف 11 اظہار نے پینکریٹک کینسر سیل لائنوں میں اپوپٹوسس کو روک دیا۔ ان نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ جی ڈی ایف 11 نے پینکریٹک کینسر کے لیے ٹیومر دبانے والے کے طور پر کام کیا۔ جی ڈی ایف 11 انسانی ہیپاٹو سیلولر کارسنوما سے ماخوذ خلیوں، ایچ یو ایچ 7 اور ایچ پی 3 بی سیل لائنوں میں ٹیومر دبانے والی خصوصیات کو جنم دیتا ہے، جو اسپیرائڈ کی تشکیل اور کلونوجینک صلاحیت کو محدود کرتا ہے، ایک ایسا اثر جو جگر کے کینسر کی دیگر سیل لائنوں (ایس این یو-182، ہیپا 1-6، اور ایچ پی جی 2) میں بھی دیکھا جاتا ہے، پھیلاؤ، موٹوجینیسیس اور حملے کو کم کرتا ہے۔ اسی طرح، باجیکر اور دیگر۔ (23) ٹرپل منفی چھاتی کے کینسر (ٹی این بی سی) میں جی ڈی ایف 11 کے ٹیومر دبانے والے کردار کی نشاندہی کی۔ حوالہ جات مزید پڑھنا بیرونی روابط ترقیاتی جین اور پروٹین TGFβ ڈومین بڑھاپے سے متعلق پروٹین