सिनैप्टिक जीन परिवर्तन तनाव, चिंता और त्वरित उम्र बढ़ने को जोड़ते हैं

फुजिता हेल्थ यूनिवर्सिटी और टोक्यो मेट्रोपॉलिटन इंस्टीट्यूट ऑफ मेडिकल साइंस के शोधकर्ताओं ने चिंता से जुड़ी मस्तिष्क असामान्यता के पहले से नजरअंदाज किए गए रूप को उजागर किया है: हिप्पोकैम्पस में अत्यधिक परिपक्वता और उम्र बढ़ना, एक ऐसी स्थिति जिसे वे “अति-परिपक्वता” कहते हैं।

में प्रकाशित न्यूरोसाइकोफार्माकोलॉजीअध्ययन ने व्यवस्थित रूप से सार्वजनिक रूप से उपलब्ध ओमिक्स डेटासेट की जांच की और चिंता, अवसाद, सिज़ोफ्रेनिया और न्यूरोडीजेनेरेशन के मॉडल सहित न्यूरोसाइकियाट्रिक विकारों के 16 माउस मॉडल में 17 डेटासेट में हिप्पोकैम्पस हाइपर-परिपक्वता के जीन अभिव्यक्ति हस्ताक्षर की पहचान की।

अध्ययन के वरिष्ठ लेखक डॉ. त्सुयोशी मियाकावा ने कहा, “हालांकि हमारे पिछले शोध ने बड़े पैमाने पर न्यूरोसाइकिएट्रिक स्थितियों में न्यूरोनल अपरिपक्वता पर ध्यान केंद्रित किया है, हमने पाया कि कुछ मॉडल इसके विपरीत प्रदर्शित करते हैं, जो जीन अभिव्यक्ति प्रोफाइल को विकास और उम्र बढ़ने की अत्यधिक उन्नत स्थिति का संकेत देते हैं।”

सिनैप्टिक मार्ग चिंतित मस्तिष्क में अति-परिपक्वता उत्पन्न करते हैं

शोधकर्ताओं ने हिप्पोकैम्पस में विशिष्ट प्रसवोत्तर विकास के अत्यधिक उन्नत जीन अभिव्यक्ति पैटर्न प्रदर्शित करने वाले 16 माउस मॉडल की पहचान की, जिन्हें हाइपर-परिपक्वता मॉडल चूहों के रूप में जाना जाता है।

पाथवे संवर्धन विश्लेषण से पता चला कि हाइपर-परिपक्वता से जुड़े जीन को सिनैप्टिक प्रक्रियाओं में भारी रूप से समृद्ध किया गया था, जिसमें कैमक2ए और ग्रिन2बी जैसे प्रमुख सिनैप्टिक जीन लगातार कई मॉडलों में अपग्रेड किए गए थे।

हिप्पोकैम्पस, भावनाओं और स्मृति के लिए महत्वपूर्ण मस्तिष्क क्षेत्र, अपनी उल्लेखनीय प्लास्टिसिटी के लिए जाना जाता है। सेलुलर परिपक्वता की डिग्री निर्धारित करने के लिए, टीम ने जीन अभिव्यक्ति पैटर्न के आधार पर एक “परिपक्वता सूचकांक” विकसित किया और चिंता जैसे व्यवहार के साथ इसके संबंध का आकलन किया।

एक सकारात्मक सहसंबंध उभरा: हिप्पोकैम्पस अति-परिपक्वता बढ़ी हुई चिंता जैसे व्यवहार से जुड़ी थी, जबकि हिप्पोकैम्पस अपरिपक्वता की विशेषता वाले पहले से स्थापित मॉडल कम चिंता से जुड़े थे।

विशेष रूप से, एक प्रमुख तनाव हार्मोन कॉर्टिकोस्टेरोन के लंबे समय तक संपर्क में रहने वाले चूहों ने हिप्पोकैम्पस अति-परिपक्वता और बढ़ी हुई चिंता दोनों को प्रदर्शित किया, जो इन मस्तिष्क और व्यवहार संबंधी असामान्यताओं में तनाव के योगदान को रेखांकित करता है।

इन निष्कर्षों से पता चलता है कि हिप्पोकैम्पस परिपक्वता का अनियमित विनियमन, चाहे अपरिपक्वता की ओर हो या अति-परिपक्वता की ओर, सिनैप्टिक जीन अभिव्यक्ति और कार्य में परिवर्तन के माध्यम से भावनात्मक व्यवहार को प्रभावित कर सकता है। हालाँकि, वर्तमान में, हिप्पोकैम्पस परिपक्वता संबंधी असामान्यताओं और चिंता के बीच कारण संबंध को स्पष्ट किया जाना बाकी है।

समय से पहले बुढ़ापा आना

प्रसवोत्तर विकास (शैशवावस्था से वयस्कता तक) और उम्र बढ़ना (वयस्कता से बुढ़ापे तक) निरंतर जैविक प्रक्रियाएं हैं।

शोधकर्ताओं ने जांच की कि क्या अति-परिपक्वता मॉडल चूहों की जीन अभिव्यक्ति प्रोफाइल प्रसवोत्तर विकास या उम्र बढ़ने से जुड़े पैटर्न से अधिक मिलती-जुलती है। उन्होंने पाया कि अलग-अलग मॉडलों में दो प्रक्षेपवक्रों में से एक में अधिक समानता होती है:

• उन्नत प्रसवोत्तर विकास, जैसा कि सेरोटोनिन ट्रांसपोर्टर (सर्ट) नॉकआउट और बुढ़ापा-प्रवण SAMP8 चूहों जैसे मॉडलों में देखा गया है।
• त्वरित उम्र बढ़ना, जैसा कि कॉर्टिकोस्टेरोन-उपचारित चूहों और लाइसोसोमल भंडारण विकार वाले चूहों सहित मॉडल में देखा गया है।

इसके अलावा सेल-प्रकार-विशिष्ट विश्लेषणों ने सुझाव दिया कि माइक्रोग्लिया, एस्ट्रोसाइट्स और ग्रेन्युल कोशिकाएं इन मॉडलों में उम्र बढ़ने से संबंधित जीन अभिव्यक्ति परिवर्तनों में योगदान कर सकती हैं।

मनुष्यों में अनुवाद संबंधी प्रासंगिकता

टीम ने अवसाद, द्विध्रुवी विकार और सिज़ोफ्रेनिया वाले मरीजों के पोस्टमॉर्टम मस्तिष्क से हिप्पोकैम्पस ट्रांस्क्रिप्टोम का भी विश्लेषण किया, हाइपर-परिपक्वता और उम्र बढ़ने जैसी जीन अभिव्यक्ति प्रोफाइल के साथ आंशिक ओवरलैप की पहचान की।

यद्यपि पैटर्न विभिन्न डेटासेटों में भिन्न होते हैं, संभवतः मानव स्थितियों की विविधता के कारण, देखे गए त्वरित उम्र बढ़ने के हस्ताक्षर पिछली रिपोर्टों के साथ संरेखित होते हैं कि मनोवैज्ञानिक तनाव जैविक उम्र बढ़ने में तेजी ला सकता है।

प्रमुख लेखक डॉ. हिदेओ हागिहारा ने कहा, “इससे पता चलता है कि मस्तिष्क की अति-परिपक्वता, कम से कम कुछ आबादी में, कई मनोरोग विकारों में एक साझा आणविक हस्ताक्षर का प्रतिनिधित्व कर सकती है।”

“प्रभावित जीनों में ऐसे उम्मीदवार हैं जो संभावित रूप से ट्रांसडायग्नोस्टिक मार्कर या यहां तक ​​कि नवीन उपचारों के लिए लक्ष्य के रूप में काम कर सकते हैं।”

तंत्र और भविष्य के निहितार्थ

डॉ. मियाकावा ने कहा, “हम अभी तक साझा आणविक तंत्र को पूरी तरह से नहीं समझ पाए हैं जिसके द्वारा विविध आनुवंशिक और पर्यावरणीय कारक अति-परिपक्वता को जन्म देते हैं।”

“मस्तिष्क का विकास और उम्र बढ़ना निश्चित या रैखिक प्रक्रियाएं नहीं हैं; बल्कि, वे न्यूरोनल गतिविधि, तनाव और सूजन जैसे कारकों द्वारा गतिशील रूप से नियंत्रित होते हैं। यदि हम इन तंत्रों को सुलझा सकते हैं और उन्हें व्यवस्थित करने के तरीकों की खोज कर सकते हैं, तो यह अंततः मस्तिष्क कायाकल्प रणनीतियों के लिए द्वार खोल सकता है, जिसमें मनोरोग उपचार और एंटी-एजिंग हस्तक्षेप दोनों में संभावित अनुप्रयोग शामिल हैं।”

यह शोध न केवल मानसिक विकारों के बारे में हमारी समझ को गहरा करता है, बल्कि परिपक्वता प्रक्षेपवक्र के महत्व पर प्रकाश डालते हुए एंटी-एजिंग न्यूरोसाइंस के दायरे को भी व्यापक बनाता है, जो कि केवल न्यूरोडीजेनेरेशन या कम वयस्क न्यूरोजेनेसिस से परे, पोस्टमिटोटिक न्यूरॉन्स में गतिशील और प्लास्टिक रूप से विनियमित होते हैं।