แมงกานีสสร้างโรคพาร์กินโซเนียนได้อย่างไร?

แมงกานีสเป็นองค์ประกอบสำคัญในร่างกายในระดับการติดตาม และเป็นปัจจัยร่วมในเอนไซม์และโปรตีนหลายชนิด แต่เป็นพิษต่อระบบประสาทในปริมาณมาก ทำให้เกิดอาการคล้ายกับโรคพาร์กินสัน ทีมนักวิจัยในบอร์โดซ์ในฝรั่งเศสได้ใช้กล้องจุลทรรศน์เรืองแสงออร์แกเนลล์ร่วมกับการถ่ายภาพรังสีเอกซ์ซิงโครตรอน (SXRF) เพื่อแสดงให้เห็นว่าแมงกานีสสะสมอยู่ในอุปกรณ์ Golgi 

ของเซลล์ของมนุษย์ซึ่งถูกถ่ายด้วยโปรตีน

กลายพันธุ์ที่ทำให้เกิดสารพิษสะสม ของแมงกานีสในเซลล์ เทคนิคการถ่ายภาพด้วยเซลล์เดียวสามารถช่วยให้เราเข้าใจกลไกเบื้องหลังความเป็นพิษต่อระบบประสาทในกลุ่มอาการพาร์กินโซเนียนและโรคทางระบบประสาทอื่นๆ ได้ดีขึ้นนักวิจัยเพิ่งค้นพบว่าการกลายพันธุ์ของยีน Slc30a10 สามารถนำไปสู่รูปแบบทางพันธุกรรมของ Parkinsonism Slc30a10 เป็นโปรตีนจากผิวเซลล์ที่ควบคุมการไหลออกของแมงกานีส (Mn) และป้องกันไม่ให้ Mn เข้าสู่เซลล์มากเกินไป การกลายพันธุ์ที่ก่อให้เกิดโรคขัดขวางกิจกรรมนี้

ท้าทายภาพไม่ค่อยมีใครทราบเกี่ยวกับการกระจาย Mn ในเซลล์ของมนุษย์เนื่องจากองค์ประกอบนี้มีความเข้มข้นต่ำถึงช่วงไมโครกรัม/กรัม ซึ่งหมายความว่าเป็นการยากที่จะนึกภาพออก ความละเอียดเชิงพื้นที่สูงมากและเทคนิคที่มีความไวสูงในการตรวจจับ Mn ในปริมาณต่ำโดยตรงในออร์แกเนลล์ภายในเซลล์ของเซลล์ซึ่งมีขนาด 1μm 3 หรือน้อยกว่าจึงมีความจำเป็น

ขณะนี้เป็นไปได้ด้วยการใช้โพรบเอ็กซ์เรย์แบบแข็งสำหรับการแผ่รังสีซิงโครตรอนที่โรงงานต่างๆ เช่นDeutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)ในฮัมบูร์ก เยอรมนี หรือEuropean Synchrotron Radiation Facility (ESRF)ในเมืองเกรอน็อบล์ ประเทศฝรั่งเศส ตัวอย่างเช่น ในบีมไลน์การสร้างภาพนาโนที่ ESRF ลำแสงเอ็กซ์เรย์ที่มีพลังงาน 17 keV สามารถโฟกัสได้จนถึงขนาดเพียง 50 นาโนเมตร

Richard Ortegaจาก CENBG จาก University of Bordeaux ซึ่งเป็นผู้นำการวิจัยนี้กล่าวว่า “น่าทึ่งแม้ว่าความละเอียดเชิงพื้นที่และความไวในการตรวจจับในการตรวจจับของโพรบเหล่านี้ แต่ก็ยังไม่สูงพอที่จะระบุออร์แกเนลล์ที่ Mn สะสมอยู่” “นี่คือเหตุผลที่เราพัฒนาวิธีการทางจุลทรรศน์สหสัมพันธ์ที่รวมกล้องจุลทรรศน์เรืองแสงแบบออปติคัลและกล้องจุลทรรศน์เอ็กซ์เรย์รังสีซิงโครตรอน”

แผนที่การกระจาย Mn ที่ระดับเซลล์ย่อย

นักวิจัยเริ่มต้นด้วยการติดฉลากออร์แกเนลล์ของเซลล์ในตัวอย่างของเซลล์ HeLa แต่ละเซลล์ (รูปแบบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในชีววิทยาของเซลล์) โดยใช้สีย้อมจำเพาะของออร์แกเนลล์ จากนั้นพวกเขาจึงติดฉลากนิวเคลียสของเซลล์และอุปกรณ์ Golgi ของเซลล์ (ซึ่งเป็นศูนย์กระจายโปรตีนประเภทหนึ่ง) โดยใช้สีย้อมเดียวกัน “จากนั้นเราทำกล้องจุลทรรศน์เรืองแสงแบบออปติคัลบนตัวอย่างก่อนที่จะนำไปที่โรงงานซินโครตรอน” ออร์เตกากล่าว “โดยการเปรียบเทียบภาพของการแปลค่าออร์แกเนลล์และการกระจาย Mn ในเซลล์เดียวกัน เราได้สร้างแผนที่การกระจาย Mn ที่ระดับเซลล์ย่อย ซึ่งเราสามารถระบุอุปกรณ์ Golgi ได้อย่างชัดเจนว่าเป็นไซต์หลักที่ Mn สร้างขึ้นในเซลล์ที่แสดง การกลายพันธุ์ที่ก่อให้เกิดโรค Slc30a10”

และนั่นไม่ใช่ทั้งหมด: Ortega และเพื่อนร่วมงานกล่าวว่าเทคนิคการทำแผนที่เซลล์เดียวของพวกเขาสามารถไปได้ไกลยิ่งขึ้นและระบุ suborganelle Golgi nanovesicles ที่มีขนาดน้อยกว่า 100 นาโนเมตรเป็นช่องที่ Mn สะสม นักวิจัยเชื่อว่า Mn นี้เพิ่มการรบกวนการขนส่งโปรตีนออกจากเซลล์และเปลี่ยนแปลงการทำงานของเซลล์ประสาท ซึ่งเป็นสาเหตุของอาการพาร์กินโซเนียน อย่างไรก็ตาม พวกเขายอมรับว่าจำเป็นต้องมีการทำงานมากขึ้นเพื่อยืนยันสมมติฐานนี้

Ortega บอกกับ Physics World ว่า “ร่วมกับเพื่อนร่วมงานของเราใน กลุ่มของ Somshuvra Mukhopadhyayที่มหาวิทยาลัยเทกซัสออสตินในสหรัฐอเมริกา เรากำลังพัฒนาโมเดลสัตว์ใหม่ของโรคนี้เพื่อทำสิ่งนี้” “แบบจำลองเหล่านี้จะช่วยให้เราสามารถศึกษา Mn homeostasis ในเซลล์ประสาท แต่ยังรวมถึงในเซลล์ที่มาจากอวัยวะอื่นซึ่งความไม่สมดุลของ Mn อาจนำไปสู่การทำงานของเมตาบอลิซึมที่เปลี่ยนแปลงไป”

หวังว่าการศึกษาครั้งต่อไปนี้จะรวมชุดข้อมูล

ผู้ป่วยที่มีขนาดใหญ่กว่ามากด้วย ทีมงานได้เปิดตัวระบบการรวมข้อมูลแบบหลายศูนย์ของยุโรปสำหรับการสแกน FDG-PET ของมะเร็งปอดผ่านแพลตฟอร์ม Achilleon Registry จนถึงขณะนี้ ยังไม่มีการตั้งค่าตัวเลขว่าจะมีเว็บไซต์หรือประเทศจำนวนเท่าใดที่จะเข้าร่วม แต่มีการสร้างการลงทะเบียนโหนดแล้ว

การใช้อัลกอริธึม AI เพื่อเพิ่มความจำเพาะในการประเมินภาพ FDG-PET ปริมาณต่ำมากเพื่อระบุเนื้อร้ายขนาดเล็กและความผิดปกติอื่น ๆ สามารถนำไปใช้กับพื้นที่อื่น ๆ เช่นการตรวจหา PET ของโรคอัลไซเมอร์ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่อช่วยให้นักวิจัยพิจารณาความเป็นไปได้ของการทดสอบคัดกรอง ตรวจสอบว่าสมองป่วยหรือแข็งแรงหรือไม่

“เรารู้สึกตื่นเต้นมากเพราะการศึกษาแสดงให้เห็นว่าเราสามารถใช้ PET/CT ขนาดต่ำเพื่อดูข้อมูล FDG-PET สำหรับคำถามอื่นๆ ไม่ใช่แค่มะเร็งปอด อย่างไรก็ตาม ยังมีงานอีกมากที่ต้องทำก่อนที่จะมีการประยุกต์ใช้ทางคลินิกที่ชัดเจน” Messerli กล่าว

ผลลัพธ์มาจากการวิเคราะห์ข้อมูลภาคพื้นดิน มากกว่าการประเมินความเสี่ยงจากแบบจำลองคอมพิวเตอร์

“ฉันจะจัด [ผลลัพธ์] เป็นข่าวดีอย่างแน่นอน” Karl Seltzer จาก Duke Universityสหรัฐอเมริกากล่าว “ภาระสุขภาพโดยประมาณยังสูง แต่ไม่สูงเท่า”

มีหลักฐานมากมายที่เชื่อมโยงทั้งการสัมผัสโอโซนในระยะสั้นและระยะยาวกับปัญหาสุขภาพ เช่น โรคระบบทางเดินหายใจ

อย่างไรก็ตาม ในอดีต การประเมินผลกระทบด้านสุขภาพเหล่านี้เป็นเรื่องยาก การขาดแคลนสถานีตรวจสอบโอโซนบนพื้นดินทำให้นักวิจัยไม่มีทางเลือกนอกจากต้องประเมินค่าการสัมผัสทั่วโลกจากแบบจำลองการขนส่งทางเคมี เมื่อเปรียบเทียบผลลัพธ์ของแบบจำลองดังกล่าวกับข้อมูลที่มีอยู่ จะเห็นได้ชัดเจนว่าแบบจำลองเหล่านี้มักประเมินค่าการเปิดรับโอโซนสูงเกินไป

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีข้อมูลภาคพื้นดินเพิ่มมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับประเทศต่างๆ เช่น จีน สิ่งเหล่านี้ได้เปิดโอกาสของการวิเคราะห์ผลกระทบต่อสุขภาพทั่วโลกอย่างแท้จริงโดยไม่ต้องใช้โอโซนแบบจำลอง “ผู้คนจำนวนมากขึ้นตระหนักถึงความสำคัญในการรวบรวมข้อมูลดังกล่าว” Seltzer กล่าว

Seltzer และเพื่อนร่วมงานได้รวบรวมข้อมูลโอโซนรายชั่วโมงสำหรับปี 2015 จากเครือข่ายการตรวจสอบในสหรัฐอเมริกา ยุโรป และจีน และแปลเป็นค่าบนกริด สำหรับแต่ละช่องตาราง พวกเขาพบค่าสำหรับจำนวนประชากรและอัตราการตาย นักวิจัยได้ประมาณการการตายก่อนวัยอันควรอันเนื่องมาจากการได้รับโอโซนในระยะยาวโดยใช้ความสัมพันธ์ “การตอบสนองต่อการสัมผัส” จากการศึกษาทางระบาดวิทยา

Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>เว็บสล็อตแตกง่าย