हैप्टोटैक्सिस

हैप्टोटैक्सिस (ग्रीक भाषा ἅπτω (हैप्टो, टच, फास्टन) और τάξις (टैक्सी, व्यवस्था, क्रम) से) कोशिकाओं की दिशात्मक गतिशीलता या वृद्धि है, उदाहरण के लिए अक्षीय  आउटग्रोथ के मामले में, आमतौर पर सेलुलर आसंजन साइटों या सब्सट्रेट-बाउंड कीमोअट्रेक्टेंट्स की एक ढाल ऊपर की ओर होती है (कीमोटैक्सिस के शास्त्रीय मॉडल के विपरीत, कीमोआट्रेक्टेंट की ढाल एक सतह पर व्यक्त या बंधी होती है, जिसमें  ग्रेडियेंट  विकसित होता है) घुलनशील द्रव.) ये ग्रेडिएंट एंजियोजेनेसिस जैसी प्रक्रियाओं के दौरान शरीर के बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स (ईसीएम) में स्वाभाविक रूप से मौजूद होते हैं या कृत्रिम रूप से बायोमैटिरियल्स में मौजूद होते हैं जहां  पॉलीमर  सब्सट्रेट पर आसंजन साइटों की एकाग्रता को बदलकर ग्रेडिएंट स्थापित किए जाते हैं।

नैदानिक ​​महत्व
घावों के कुशल उपचार में हैप्टोटैक्सिस एक प्रमुख भूमिका निभाता है। उदाहरण के लिए, जब कॉर्निया की अखंडता से समझौता किया जाता है, तो उपकला कोशिकाएं तेजी से प्रसार और प्रवासन (हैप्टोटैक्सिस) द्वारा क्षतिग्रस्त क्षेत्र को कवर करती हैं। कॉर्नियल स्ट्रोमा में, घायल क्षेत्र के भीतर केराटोसाइट्स apoptosis  से गुजरते हैं, जिससे स्ट्रोमा कोशिकाओं से रहित हो जाता है जिन्हें प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए। घायल क्षेत्र के आसपास केराटोसाइट्स बढ़ते हैं और fibroblasts बन जाते हैं जो घायल क्षेत्र को भरने के लिए पलायन करते हैं। यह पेशीतंतुकोशिकाएं और बाह्यकोशिकीय मैट्रिक्स के साथ एक स्वस्थ वातावरण बनाता है। इसे प्रकाश बैकस्कैटरिंग या सबएपिथियल धुंध के रूप में जाना जाता है। जब उपकला कोशिका पर चोट लगती है तो हेप्टोटैक्सिस होता है, जो कोशिका के वेग से अत्यधिक प्रभावित होता है, जो बदले में कोशिका गतिशीलता की दिशा से प्रभावित होता है। कोशिकाएं पैक्स में आसानी से और तेज़ी से स्थानांतरित होती हैं, इसलिए जब एक कोशिका गति करती है तो बाकी कोशिकाएँ ग्रेडिएंट और प्रारंभिक कोशिका गति की प्रतिक्रिया में अनुसरण करती हैं। तन्यता बलों के निर्माण जैसे यांत्रिक प्रभाव ऊतक में कोशिकाओं के विभाजन और गतिशीलता दोनों के लिए महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं।

अध्ययन के तरीके
जैसा कि ऊपर परिभाषित किया गया है, हैप्टोटैक्सिस सब्सट्रेट से बंधे अणुओं की एक ढाल के ऊपर कोशिकाओं की गतिशीलता है। हैप्टोटैक्सिस के अध्ययन के लिए इन विट्रो में इस ग्रेडिएंट को स्थापित करने के लिए कई प्रकार की प्रक्रियाएं हैं। दो मुख्य श्रेणियों को निरंतर या डिजिटल में वर्गीकृत किया जा सकता है। दोनों प्रकार का उत्पादन करना अपेक्षाकृत आसान है, लेकिन डिजिटल ग्रेडिएंट अधिक सटीक एकाग्रता गणना देते हैं। कुल मिलाकर, वर्तमान में उपयोग में आने वाले तरीकों को इन विवो वातावरण को और अधिक प्रतिबिंबित करने के लिए बेहतर बनाया जा सकता है, क्योंकि ग्रेडिएंट्स का रिज़ॉल्यूशन इन विट्रो में उतना तेज नहीं है जितना कि वे विवो में हैं। इसके अलावा, जैविक ग्रेडिएंट्स में ज्यामिति को बदलने की क्षमता होती है, जिसकी इन विट्रो में मौजूदा मॉडल नकल नहीं कर सकते हैं। ये ग्रेडिएंट्स हैप्टोटैक्सिस की मूल बातें समझने में उपयोगी हैं, लेकिन इन ग्रेडिएंट्स की जटिल और तरल प्रकृति के कारण, इन विवो स्थिति की गहरी समझ सुनिश्चित करना मुश्किल है।

ट्यूमर कोशिकाएं और हैप्टोटैक्सिस
कई कैंसरों की एक विशेषता पूरे शरीर में घूमने की क्षमता है। ये घातक कोशिकाएं हैं, और किसी व्यक्ति के स्वास्थ्य के लिए गंभीर खतरा पैदा करती हैं। यह संकेत दिया गया है कि हैप्टोटैक्सिस घातक कोशिकाओं की मेटास्टेसिस करने की क्षमता में भूमिका निभाता है। एक कारक जो शुरू में हैप्टोटैक्सिस को प्रभावित करने वाला पाया गया वह सीरम प्रसार कारक है, जो रक्त सीरम और अंतरालीय ऊतकों में मौजूद होता है। कुछ प्रकार की कैंसर कोशिकाओं में सब्सट्रेट अणुओं के ढाल के साथ निर्देशित प्रवासन को प्रभावित करने के लिए सीरम फैलाने वाले कारक की उपस्थिति को दिखाया गया था। ट्यूमर कोशिकाओं के हैप्टोटैक्सिस में महत्वपूर्ण एक अन्य घटक MenaINV है, जो एक एक्टिन नियामक प्रोटीन है जो ट्यूमर कोशिकाओं में तेजी से व्यक्त होता है। यह एक्टिन नियामक प्रोटीन फ़ाइब्रोनेक्टिन रिसेप्टर्स से जुड़ता है और ट्यूमर कोशिकाओं की हैप्टोटैक्टिक और केमोटैक्टिक प्रक्रियाओं में सहायता करता है।

पैथोलॉजी
हैप्टोटैक्सिस कई प्रकार की बीमारियों में भूमिका निभाता है जहां कोशिकाओं की गति या एकत्रीकरण लक्षणों का कारण बनता है। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, जो कैंसर मेटास्टेटिक होते हैं उनमें पूरे शरीर में फैलने के लिए हैप्टोटैक्सिस करने की क्षमता होती है। यह क्षमता ट्यूमर कोशिकाओं तक ही सीमित नहीं है। आइडियोपैथिक पलमोनेरी फ़ाइब्रोसिस  (आईपीएफ) फेफड़े की मेसोथेलियल कोशिकाओं में फाइब्रोसिस द्वारा चिह्नित एक बीमारी है। टीजीएफ-β1 एक साइटोकिन है जो आईपीएफ वाले मरीजों के फेफड़ों की उच्च सांद्रता में पाया जाता है, और फुफ्फुस मेसोथेलियल कोशिकाओं के हैप्टोटैक्सिस को प्रेरित करता है। साथ ही, टीजीएफ-β1 मेसोथेलियल कोशिकाओं को मायोफाइब्रोब्लास्ट में विकसित करने का कारण बनता है, जो आईपीएफ में लक्षणों में योगदान देता है। इसका परिणाम यह होता है कि फेफड़ों में मायोफाइब्रोब्लास्ट का एकत्रीकरण हो जाता है, जिससे मेसोथेलियल कोशिकाओं में फाइब्रोसिस हो जाता है। नेफ्रैटिस के दौरान, VCAM-1 नेफ्रॉन की नलिकाओं पर उच्च स्तर पर व्यक्त होता है, जिससे VCAM-1 द्वारा स्थापित ग्रेडिएंट के माध्यम से ल्यूकोसाइट प्रवासन में वृद्धि होती है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि यह बढ़ी हुई अभिव्यक्ति केशिका एंडोथेलियल कोशिकाओं पर नहीं पाई गई। ल्यूकोसाइट्स के इस प्रवास से सूजन और ऊतक विनाश होता है जो एक सूजन प्रतिक्रिया की विशेषता है।

प्रतिरक्षा प्रणाली
कोशिकाओं की गति प्रतिरक्षा प्रणाली के कार्य के लिए और विशेष रूप से एंटीजन प्रस्तुत करने वाली कोशिकाओं के लिए महत्वपूर्ण है। डेंड्राइटिक कोशिकाएं (प्रतिरक्षा प्रणाली में मुख्य एंटीजन पेश करने वाली कोशिकाओं में से एक), एंटीजन को टी कोशिकाओं में पेश करने के लिए एक एंटीजन को फैगोसाइटाइज़ करने के बाद लिम्फ नोड्स की ओर बढ़ती हैं। केमोकाइन्स इन गतिविधियों को प्रभावित करते हैं, विशेष रूप से CCL21, जो लसीका एंडोथेलियल कोशिका झिल्ली से बंधा होता है। प्रभाव कम दूरी का होता है, लेकिन डेंड्राइटिक कोशिकाओं को एक निश्चित रासायनिक प्रवणता की ओर बढ़ने का कारण बनता है। अन्य ल्यूकोसाइट्स भी हैप्टोटैक्टिक गतिविधि प्रदर्शित करते हैं: न्यूट्रोफिल आईएल-8 मध्यस्थता प्रवासन से गुजरते हैं, जबकि मोनोसाइट्स, basophils, ईोसिनोफिल और कुछ टी कोशिकाएं रेंटेस केमोकाइन्स से प्रभावित होती हैं। ऑटोइम्यून विकार रुमेटीइड गठिया और पुराने ऑस्टियोआर्थराइटिस में, संबंधित सूजन और प्रभावित स्थल पर न्यूट्रोफिल के प्रवास को झिल्ली से बंधे मिडकाइन साइटोकिन से जुड़ा हुआ दिखाया गया है। यह साइटोकिन हेप्टोटैक्टिक फैशन में काम करता है, जो अभिव्यक्ति के स्थल पर स्थानीय न्यूट्रोफिल को आकर्षित करता है।

ऊतक विकास
हैप्टोटैक्सिस ऊतकों और उन ऊतकों के विशिष्ट क्षेत्रों को बनाने के लिए कोशिकाओं को व्यवस्थित करने में भूमिका निभाता है। फाइब्रोनेक्टिन और लैमिनिन दोनों अधिवृक्क ग्रंथि में विशिष्ट वितरण में एड्रेनोसाइट उत्परिवर्तन में भूमिका निभाते हैं। जैसे-जैसे एड्रेनोसाइट्स अधिवृक्क ग्रंथि के मज्जा की ओर परिपक्व होते हैं, सेंट्रिपेटली पलायन करते हैं, और यह गति फ़ाइब्रोनेक्टिन और लेमिनिन द्वारा मध्यस्थता वाले हेप्टोटैक्टिक बलों का परिणाम हो सकती है। तंत्रिका कोशिकाओं में, एक्सोनल वृद्धि को हेप्टोटैक्टिक तरीके से तंत्रिका विकास कारक द्वारा मध्यस्थ किया जाता है, जहां तंत्रिका कोशिकाओं का एक्सोन ढाल के साथ बढ़ता है। इस जानकारी का उपयोग संभवतः तंत्रिका क्षति वाले रोगियों में तंत्रिका पुनर्जनन को बढ़ावा देने के तरीकों को विकसित करने के लिए किया जा सकता है। एक अन्य पुनर्योजी रणनीति मेसेनकाइमल स्टेम कोशिकाओं का उपयोग है, जो घाव भरने की प्रक्रिया में विभिन्न प्रकार के संयोजी ऊतकों में अंतर कर सकती है। हैप्टोटैक्सिस की मध्यस्थता फ़ाइब्रोनेक्टिन, विट्रोनेक्टिन और टाइप I कोलेजन द्वारा की जाती है। एक हालिया अध्ययन ने अस्थायी रूप से इस विचार को प्रस्तावित किया है कि झिल्ली प्रोटीन ग्रेडिएंट्स को समझने के लिए जिम्मेदार कोशिकाओं पर संरचनाएं क्षीण filopodia  हैं। इसके अलावा, माइग्रेटिंग सेल के अग्रणी किनारे पर फिलोपोडिया की जितनी अधिक मात्रा मौजूद होती है, सेल हैप्टोटैक्टिक ग्रेडिएंट के प्रति उतनी ही अधिक प्रतिक्रियाशील होती है। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि ऐसी संभावना है कि फिलोपोडिया प्रदर्शित करने वाली सभी गतिशील कोशिकाएं हैप्टोटैक्टिक ग्रेडिएंट्स पर प्रतिक्रिया कर रही हों। इस विषय में और अधिक शोध की आवश्यकता है, लेकिन यह स्पष्ट है कि मूल रूप से विश्वास की तुलना में अधिक से अधिक प्रकार की कोशिकाएँ हैप्टोटैक्सिस से गुजरती हैं।

चिकित्सीय उपयोग
हैप्टोटैक्टिक अणुओं की नियुक्ति से उन स्थितियों में सबसे अधिक लाभ होगा जहां कोशिकाओं की बढ़ी हुई संख्या को सीधे या उनके सेल उत्पादों द्वारा उपचार प्रक्रिया में मदद करने के लिए वांछित स्थान पर ले जाने की आवश्यकता होती है। हैप्टोटैक्टिक पेप्टाइड्स की शुरूआत मधुमेह मेलेटस, हीमोफीलिया ए और बी की कमी और पार्किंसंस रोग जैसी कई बीमारियों को ठीक करने में मदद कर सकती है। हैप्टोक्टैटिक अणु अन्य बायोइंजीनियर्ड कोशिकाओं को प्रतिबंधित करके उपचार में भूमिका निभाएंगे जो शरीर के वांछित क्षेत्र में आवश्यक सेल उत्पादों का उत्पादन करने की क्षमता रखते हैं जहां चिकित्सा की आवश्यकता होती है। इस एप्लिकेशन का उपयोग घाव भरने में भी किया जा सकता है, जहां फ़ाइब्रोब्लास्ट और केराटिनोसाइट्स की बढ़ी हुई संख्या घाव को फिर से दानेदार बनाने में सहायता करती है, जिससे समग्र उपचार का समय कम हो जाता है। कृत्रिम अंग  के संबंध में, कृत्रिम उपकरण को ऊतक के साथ सफलतापूर्वक शामिल करना एक चुनौती है। जब प्रोस्थेटिक की सतह को हैप्टोटैक्टिक सामग्रियों से लेपित किया जाता है, तो प्रोस्थेटिक को कोशिकाओं के साथ सहसंयोजक बंधन बनाने में सहायता मिलती है और सेल परत से सुरक्षित रूप से जुड़ जाता है। हालाँकि इस प्रक्रिया में हैप्टोटैक्सिस नहीं हो रहा है, लेकिन यह उस विविधता को दर्शाता है जिसके साथ हैप्टोटैक्सिस के बारे में इस ज्ञान का उपयोग किया जा सकता है।

यह भी देखें

 * केमोटैक्सिस
 * ड्यूरोटैक्सिस
 * मैकेनोटैक्सिस
 * प्लिथोटैक्सिस

बाहरी संबंध

 * "Cellular Migration" - University of California, Berkeley, 2003. Cell and Tissue Engineering website.