डुरोटैक्सिस: Difference between revisions

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डुरोटैक्सिस [[सेल माइग्रेशन]] का एक रूप है जिसमें कोशिकाओं को कठोरता ग्रेडियेंट द्वारा निर्देशित किया जाता है, जो बाह्य मैट्रिक्स (ईसीएम) के अंतर संरचनात्मक गुणों से उत्पन्न होता है। अधिकांश सामान्य कोशिकाएं कठोरता प्रवणताओं (अधिक कठोरता की दिशा में) की ओर पलायन करती हैं।<ref name="ReferenceA">{{cite journal|last1=Plotnikov|first1=SV|last2=Pasapera|first2=AM|last3=Sabass|first3=B|last4=Waterman|first4=CM|title=फोकल आसंजनों के भीतर बल में उतार-चढ़ाव निर्देशित सेल माइग्रेशन को निर्देशित करने के लिए ईसीएम-कठोरता को ध्यान में रखते हैं।|journal=Cell|date=21 December 2012|volume=151|issue=7|pages=1513–27|pmid=23260139|doi=10.1016/j.cell.2012.11.034|pmc=3821979}}</ref>
डुरोटैक्सिस [[सेल माइग्रेशन]] का एक रूप है जिसमें कोशिकाओं को कठोरता ग्रेडियेंट द्वारा निर्देशित किया जाता है, जो बाह्य मैट्रिक्स (ईसीएम) के अंतर संरचनात्मक गुणों से उत्पन्न होता है। अधिकांश सामान्य कोशिकाएं कठोरता प्रवणताओं (अधिक कठोरता की दिशा में) की ओर पलायन करती हैं।<ref name="ReferenceA">{{cite journal|last1=Plotnikov|first1=SV|last2=Pasapera|first2=AM|last3=Sabass|first3=B|last4=Waterman|first4=CM|title=फोकल आसंजनों के भीतर बल में उतार-चढ़ाव निर्देशित सेल माइग्रेशन को निर्देशित करने के लिए ईसीएम-कठोरता को ध्यान में रखते हैं।|journal=Cell|date=21 December 2012|volume=151|issue=7|pages=1513–27|pmid=23260139|doi=10.1016/j.cell.2012.11.034|pmc=3821979}}</ref>




== ड्यूरोटैक्सिस अनुसंधान का इतिहास ==
== ड्यूरोटैक्सिस अनुसंधान का इतिहास ==
ड्यूरोटैक्सिस की प्रक्रिया के लिए पर्यावरण को सक्रिय रूप से समझने, यांत्रिक उत्तेजना को संसाधित करने और प्रतिक्रिया निष्पादित करने के लिए एक सेल की आवश्यकता होती है। मूल रूप से, यह एक आकस्मिक [[मेटाज़ोआ]] संपत्ति माना जाता था, क्योंकि इस घटना के लिए एक जटिल संवेदी पाश की आवश्यकता होती है जो कई अलग-अलग कोशिकाओं के संचार पर निर्भर होती है। हालाँकि, 1980 के दशक के अंत और 1990 के दशक के दौरान प्रासंगिक वैज्ञानिक साहित्य की संपत्ति में वृद्धि हुई, यह स्पष्ट हो गया कि एकल कोशिकाओं में ऐसा करने की क्षमता होती है। पृथक कोशिकाओं में डुरोटैक्सिस की पहली टिप्पणियों में यह था कि यांत्रिक उत्तेजना चूजों के संवेदी और मस्तिष्क [[न्यूरॉन]]्स में अक्षतंतु की दीक्षा और बढ़ाव का कारण बन सकती है और पहले से स्थिर मछली एपिडर्मल केराटोसाइट्स में गतिशीलता को प्रेरित कर सकती है।<ref>{{cite journal|last1=Bray|first1=D|title=प्रयोगात्मक रूप से लागू यांत्रिक तनाव के जवाब में अक्षीय वृद्धि।|journal=Developmental Biology|date=April 1984|volume=102|issue=2|pages=379–89|pmid=6706005|doi=10.1016/0012-1606(84)90202-1}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Lamoureux|first1=P|last2=Buxbaum|first2=RE|last3=Heidemann|first3=SR|title=प्रत्यक्ष प्रमाण है कि वृद्धि शंकु खींचती है।|journal=Nature|date=13 July 1989|volume=340|issue=6229|pages=159–62|pmid=2739738|doi=10.1038/340159a0|bibcode=1989Natur.340..159L|s2cid=4235755}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Chada|first1=S|last2=Lamoureux|first2=P|last3=Buxbaum|first3=RE|last4=Heidemann|first4=SR|title=चिक ब्रेन न्यूरॉन्स से न्यूराइट आउटग्रोथ के साइटोमैकेनिक्स।|journal=Journal of Cell Science|date=May 1997|volume=110|pages=1179–86|pmid=9191042|issue=10|doi=10.1242/jcs.110.10.1179}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Verkhovsky|first1=AB|last2=Svitkina|first2=TM|last3=Borisy|first3=GG|title=स्व-ध्रुवीकरण और साइटोप्लाज्म की दिशात्मक गतिशीलता।|journal=Current Biology|date=14 January 1999|volume=9|issue=1|pages=11–20|pmid=9889119|doi=10.1016/s0960-9822(99)80042-6|doi-access=free}}</ref> ईसीएम कठोरता को [[ cytoskeleton ]] कठोरता, [[ फ़ाइब्रोनेक्टिन ]] फाइब्रिल असेंबली, इंटीगिन-साइटोस्केलेटल इंटरैक्शन की ताकत, आकृति विज्ञान और गतिशीलता दर को प्रभावित करने के लिए भी नोट किया गया था, जो सभी प्रभाव सेल माइग्रेशन के रूप में जाने जाते थे।<ref>{{cite journal|last1=Wang|first1=N|last2=Butler|first2=JP|last3=Ingber|first3=DE|title=कोशिका की सतह पर और साइटोस्केलेटन के माध्यम से मैकेनोट्रांसक्शन।|journal=Science|date=21 May 1993|volume=260|issue=5111|pages=1124–7|pmid=7684161|doi=10.1126/science.7684161|bibcode=1993Sci...260.1124W}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Halliday|first1=NL|last2=Tomasek|first2=JJ|title=बाह्य मैट्रिक्स के यांत्रिक गुण इन विट्रो में फाइब्रोनेक्टिन फाइब्रिल असेंबली को प्रभावित करते हैं।|journal=Experimental Cell Research|date=March 1995|volume=217|issue=1|pages=109–17|pmid=7867709|doi=10.1006/excr.1995.1069}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Schwarzbauer|first1=JE|last2=Sechler|first2=JL|title=Fibronectin fibrillogenesis: a paradigm for extracellular matrix assembly.|journal=Current Opinion in Cell Biology|date=October 1999|volume=11|issue=5|pages=622–7|pmid=10508649|doi=10.1016/s0955-0674(99)00017-4}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Choquet|first1=D|last2=Felsenfeld|first2=DP|last3=Sheetz|first3=MP|title=एक्स्ट्रासेलुलर मैट्रिक्स कठोरता इंटीग्रिन-साइटोस्केलेटन लिंकेज को मजबूत करने का कारण बनती है।|journal=Cell|date=10 January 1997|volume=88|issue=1|pages=39–48|pmid=9019403|doi=10.1016/s0092-8674(00)81856-5|doi-access=free}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Pelham RJ|first1=Jr|last2=Wang|first2=Yl|title=सेल लोकोमोशन और फोकल आसंजन सब्सट्रेट लचीलेपन द्वारा नियंत्रित होते हैं।|journal=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|date=9 December 1997|volume=94|issue=25|pages=13661–5|pmid=9391082|doi=10.1073/pnas.94.25.13661|pmc=28362|bibcode=1997PNAS...9413661P|doi-access=free}}</ref>
ड्यूरोटैक्सिस की प्रक्रिया के लिए पर्यावरण को सक्रिय रूप से समझने, यांत्रिक उत्तेजना को संसाधित करने और प्रतिक्रिया निष्पादित करने के लिए एक सेल की आवश्यकता होती है। मूल रूप से, यह एक आकस्मिक [[मेटाज़ोआ]] संपत्ति माना जाता था, क्योंकि इस घटना के लिए एक जटिल संवेदी पाश की आवश्यकता होती है जो कई अलग-अलग कोशिकाओं के संचार पर निर्भर होती है। हालाँकि, 1980 के दशक के अंत और 1990 के दशक के दौरान प्रासंगिक वैज्ञानिक साहित्य की संपत्ति में वृद्धि हुई, यह स्पष्ट हो गया कि एकल कोशिकाओं में ऐसा करने की क्षमता होती है। पृथक कोशिकाओं में डुरोटैक्सिस की पहली टिप्पणियों में यह था कि यांत्रिक उत्तेजना चूजों के संवेदी और मस्तिष्क [[न्यूरॉन]]्स में अक्षतंतु की दीक्षा और बढ़ाव का कारण बन सकती है और पहले से स्थिर मछली एपिडर्मल केराटोसाइट्स में गतिशीलता को प्रेरित कर सकती है।<ref>{{cite journal|last1=Bray|first1=D|title=प्रयोगात्मक रूप से लागू यांत्रिक तनाव के जवाब में अक्षीय वृद्धि।|journal=Developmental Biology|date=April 1984|volume=102|issue=2|pages=379–89|pmid=6706005|doi=10.1016/0012-1606(84)90202-1}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Lamoureux|first1=P|last2=Buxbaum|first2=RE|last3=Heidemann|first3=SR|title=प्रत्यक्ष प्रमाण है कि वृद्धि शंकु खींचती है।|journal=Nature|date=13 July 1989|volume=340|issue=6229|pages=159–62|pmid=2739738|doi=10.1038/340159a0|bibcode=1989Natur.340..159L|s2cid=4235755}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Chada|first1=S|last2=Lamoureux|first2=P|last3=Buxbaum|first3=RE|last4=Heidemann|first4=SR|title=चिक ब्रेन न्यूरॉन्स से न्यूराइट आउटग्रोथ के साइटोमैकेनिक्स।|journal=Journal of Cell Science|date=May 1997|volume=110|pages=1179–86|pmid=9191042|issue=10|doi=10.1242/jcs.110.10.1179}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Verkhovsky|first1=AB|last2=Svitkina|first2=TM|last3=Borisy|first3=GG|title=स्व-ध्रुवीकरण और साइटोप्लाज्म की दिशात्मक गतिशीलता।|journal=Current Biology|date=14 January 1999|volume=9|issue=1|pages=11–20|pmid=9889119|doi=10.1016/s0960-9822(99)80042-6|doi-access=free}}</ref> ईसीएम कठोरता को [[ cytoskeleton |cytoskeleton]] कठोरता, [[ फ़ाइब्रोनेक्टिन |फ़ाइब्रोनेक्टिन]] फाइब्रिल असेंबली, इंटीगिन-साइटोस्केलेटल इंटरैक्शन की ताकत, आकृति विज्ञान और गतिशीलता दर को प्रभावित करने के लिए भी नोट किया गया था, जो सभी प्रभाव सेल माइग्रेशन के रूप में जाने जाते थे।<ref>{{cite journal|last1=Wang|first1=N|last2=Butler|first2=JP|last3=Ingber|first3=DE|title=कोशिका की सतह पर और साइटोस्केलेटन के माध्यम से मैकेनोट्रांसक्शन।|journal=Science|date=21 May 1993|volume=260|issue=5111|pages=1124–7|pmid=7684161|doi=10.1126/science.7684161|bibcode=1993Sci...260.1124W}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Halliday|first1=NL|last2=Tomasek|first2=JJ|title=बाह्य मैट्रिक्स के यांत्रिक गुण इन विट्रो में फाइब्रोनेक्टिन फाइब्रिल असेंबली को प्रभावित करते हैं।|journal=Experimental Cell Research|date=March 1995|volume=217|issue=1|pages=109–17|pmid=7867709|doi=10.1006/excr.1995.1069}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Schwarzbauer|first1=JE|last2=Sechler|first2=JL|title=Fibronectin fibrillogenesis: a paradigm for extracellular matrix assembly.|journal=Current Opinion in Cell Biology|date=October 1999|volume=11|issue=5|pages=622–7|pmid=10508649|doi=10.1016/s0955-0674(99)00017-4}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Choquet|first1=D|last2=Felsenfeld|first2=DP|last3=Sheetz|first3=MP|title=एक्स्ट्रासेलुलर मैट्रिक्स कठोरता इंटीग्रिन-साइटोस्केलेटन लिंकेज को मजबूत करने का कारण बनती है।|journal=Cell|date=10 January 1997|volume=88|issue=1|pages=39–48|pmid=9019403|doi=10.1016/s0092-8674(00)81856-5|doi-access=free}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Pelham RJ|first1=Jr|last2=Wang|first2=Yl|title=सेल लोकोमोशन और फोकल आसंजन सब्सट्रेट लचीलेपन द्वारा नियंत्रित होते हैं।|journal=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|date=9 December 1997|volume=94|issue=25|pages=13661–5|pmid=9391082|doi=10.1073/pnas.94.25.13661|pmc=28362|bibcode=1997PNAS...9413661P|doi-access=free}}</ref>
पिछली टिप्पणियों से मिली जानकारी के साथ, लो और उनके सहयोगियों ने [[परिकल्पना]] तैयार की कि व्यक्तिगत कोशिकाएं सक्रिय स्पर्श अन्वेषण की एक प्रक्रिया द्वारा [[सब्सट्रेट (जीव विज्ञान)]] की [[कठोरता]] का पता लगा सकती हैं जिसमें कोशिकाएं सिकुड़ने वाली ताकतों को लागू करती हैं और सब्सट्रेट में परिणामी विरूपण को मापती हैं। अपने स्वयं के प्रयोगों द्वारा समर्थित, इस टीम ने वर्ष 2000 में [[बायोफिजिकल जर्नल]] में अपने पेपर में डूरोटैक्सिस शब्द गढ़ा।<ref name= Lo 144–152>{{cite journal|last=Lo|first=C|title=सेल मूवमेंट सबस्ट्रेट की कठोरता द्वारा निर्देशित होता है|journal=Biophysical Journal|date=1 July 2000|volume=79|issue=1|pages=144–152|doi=10.1016/S0006-3495(00)76279-5|pmid=10866943|pmc=1300921|bibcode=2000BpJ....79..144L}</रेफ> अधिक हाल के शोध पिछले अवलोकनों और डुरोटैक्सिस के सिद्धांत का समर्थन करते हैं, सेल प्रवासन के लिए निरंतर सबूत के साथ कठोरता ग्रेडियेंट और कठोरता-निर्भर रूपात्मक परिवर्तन <ref name="ReferenceA"/><ref>{{cite journal|last1=Engler|first1=AJ|last2=Sen|first2=S|last3=Sweeney|first3=HL|last4=Discher|first4=DE|title=मैट्रिक्स लोच स्टेम सेल वंशावली विनिर्देश को निर्देशित करता है।|journal=Cell|date=25 August 2006|volume=126|issue=4|pages=677–89|pmid=16923388|doi=10.1016/j.cell.2006.06.044|doi-access=free}}</ref><ref name=":1" />
 
पिछली टिप्पणियों से मिली जानकारी के साथ, लो और उनके सहयोगियों ने [[परिकल्पना]] तैयार की कि व्यक्तिगत कोशिकाएं सक्रिय स्पर्श अन्वेषण की एक प्रक्रिया द्वारा [[सब्सट्रेट (जीव विज्ञान)]] की [[कठोरता]] का पता लगा सकती हैं जिसमें कोशिकाएं सिकुड़ने वाली ताकतों को लागू करती हैं और सब्सट्रेट में परिणामी विरूपण को मापती हैं। अपने स्वयं के प्रयोगों द्वारा समर्थित, इस टीम ने वर्ष 2000 में [[बायोफिजिकल जर्नल]] में अपने पेपर में डूरोटैक्सिस शब्द गढ़ा।<ref name="Lo" 144–152="">{{cite journal|last=Lo|first=C|title=सेल मूवमेंट सबस्ट्रेट की कठोरता द्वारा निर्देशित होता है|journal=Biophysical Journal|date=1 July 2000|volume=79|issue=1|pages=144–152|doi=10.1016/S0006-3495(00)76279-5|pmid=10866943|pmc=1300921|bibcode=2000BpJ....79..144L}</रेफ> अधिक हाल के शोध पिछले अवलोकनों और डुरोटैक्सिस के सिद्धांत का समर्थन करते हैं, सेल प्रवासन के लिए निरंतर सबूत के साथ कठोरता ग्रेडियेंट और कठोरता-निर्भर रूपात्मक परिवर्तन <nowiki><ref></nowiki>{{cite journal|last1=Engler|first1=AJ|last2=Sen|first2=S|last3=Sweeney|first3=HL|last4=Discher|first4=DE|title=मैट्रिक्स लोच स्टेम सेल वंशावली विनिर्देश को निर्देशित करता है।|journal=Cell|date=25 August 2006|volume=126|issue=4|pages=677–89|pmid=16923388|doi=10.1016/j.cell.2006.06.044|doi-access=free}}</ref><ref name=":1" />
 




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ईसीएम की कठोरता सेल प्रकारों में काफी भिन्न होती है; उदाहरण के लिए, यह [[मस्तिष्क के ऊतक]]ों के नरम ईसीएम से लेकर कठोर [[हड्डी]] या पौधों की कोशिकाओं की कठोर [[कोशिका भित्ति]] तक होता है। कठोरता में यह अंतर ईसीएम के गुणात्मक और मात्रात्मक जैव रासायनिक गुणों या दूसरे शब्दों में, ईसीएम मेशवर्क बनाने वाले विभिन्न मैक्रोमोलेक्यूल्स की एकाग्रता और श्रेणियों का परिणाम है। हालांकि ECM कई इंट्रासेल्युलर-संश्लेषित घटकों से बना है - जिसमें कई [[ग्लाइकोसअमिनोग्लाइकन्स]] (GAGs) और फाइब्रोनेक्टिन, [[लेमिनिन]], [[कोलेजन]] और [[इलास्टिन]] जैसे रेशेदार [[[[प्रोटीन]]]] शामिल हैं - यह बाद के दो फाइबर हैं जो यांत्रिक गुणों को परिभाषित करने में सबसे प्रभावशाली हैं। ईसीएम।
ईसीएम की कठोरता सेल प्रकारों में काफी भिन्न होती है; उदाहरण के लिए, यह [[मस्तिष्क के ऊतक]]ों के नरम ईसीएम से लेकर कठोर [[हड्डी]] या पौधों की कोशिकाओं की कठोर [[कोशिका भित्ति]] तक होता है। कठोरता में यह अंतर ईसीएम के गुणात्मक और मात्रात्मक जैव रासायनिक गुणों या दूसरे शब्दों में, ईसीएम मेशवर्क बनाने वाले विभिन्न मैक्रोमोलेक्यूल्स की एकाग्रता और श्रेणियों का परिणाम है। हालांकि ECM कई इंट्रासेल्युलर-संश्लेषित घटकों से बना है - जिसमें कई [[ग्लाइकोसअमिनोग्लाइकन्स]] (GAGs) और फाइब्रोनेक्टिन, [[लेमिनिन]], [[कोलेजन]] और [[इलास्टिन]] जैसे रेशेदार [[[[प्रोटीन]]]] शामिल हैं - यह बाद के दो फाइबर हैं जो यांत्रिक गुणों को परिभाषित करने में सबसे प्रभावशाली हैं। ईसीएम।


कोलेजन रेशेदार प्रोटीन है जो ईसीएम को इसकी तन्य शक्ति, या कठोरता प्रदान करता है। इलास्टिन - जैसा कि इसके नाम से पता चलता है - ऊतकों में एक महत्वपूर्ण भूमिका के साथ एक अत्यधिक लोचदार प्रोटीन है, जिसे विरूपण के बाद अपनी मूल स्थिति में लौटने की आवश्यकता होती है, जैसे कि [[त्वचा]], [[रक्त वाहिकाएं]] और [[फेफड़े]]। इन दो मुख्य निर्धारकों की सापेक्ष सांद्रता, अन्य कम प्रभावशाली मैट्रिक्स घटकों के साथ, ईसीएम की कठोरता निर्धारित करती है।<ref>{{cite book|last1=al.|first1=Bruce Alberts ... et|title=कोशिका का आणविक जीवविज्ञान|date=2002|publisher=Garland Science|location=New York|isbn=978-0-8153-3218-3|edition=4th}}</ref> उदाहरण के लिए, कोलेजन एकाग्रता को विवो और [[ कृत्रिम परिवेशीय ]] (जैल) दोनों में मैट्रिक्स कठोरता से सहसंबद्ध बताया गया है।<ref name="ReferenceB">{{cite journal|last1=Fenner|first1=Joseph|last2=Stacer|first2=Amanda C.|last3=Winterroth|first3=Frank|last4=Johnson|first4=Timothy D.|last5=Luker|first5=Kathryn E.|last6=Luker|first6=Gary D.|title=स्तन ट्यूमर की मैक्रोस्कोपिक कठोरता मेटास्टेसिस की भविष्यवाणी करती है|journal=Scientific Reports|date=1 July 2014|volume=4|pages=5512|doi=10.1038/srep05512|pmid=24981707|pmc=4076689|bibcode=2014NatSR...4E5512F}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Willits|first1=Rebecca Kuntz|last2=Skornia|first2=Stacy L.|s2cid=13744966|title=न्यूराइट एक्सटेंशन पर कोलेजन जेल की कठोरता का प्रभाव|journal=Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition|date=January 2004|volume=15|issue=12|pages=1521–1531|doi=10.1163/1568562042459698|pmid=15696797}}</ref>
कोलेजन रेशेदार प्रोटीन है जो ईसीएम को इसकी तन्य शक्ति, या कठोरता प्रदान करता है। इलास्टिन - जैसा कि इसके नाम से पता चलता है - ऊतकों में एक महत्वपूर्ण भूमिका के साथ एक अत्यधिक लोचदार प्रोटीन है, जिसे विरूपण के बाद अपनी मूल स्थिति में लौटने की आवश्यकता होती है, जैसे कि [[त्वचा]], [[रक्त वाहिकाएं]] और [[फेफड़े]]। इन दो मुख्य निर्धारकों की सापेक्ष सांद्रता, अन्य कम प्रभावशाली मैट्रिक्स घटकों के साथ, ईसीएम की कठोरता निर्धारित करती है।<ref>{{cite book|last1=al.|first1=Bruce Alberts ... et|title=कोशिका का आणविक जीवविज्ञान|date=2002|publisher=Garland Science|location=New York|isbn=978-0-8153-3218-3|edition=4th}}</ref> उदाहरण के लिए, कोलेजन एकाग्रता को विवो और [[ कृत्रिम परिवेशीय |कृत्रिम परिवेशीय]] (जैल) दोनों में मैट्रिक्स कठोरता से सहसंबद्ध बताया गया है।<ref name="ReferenceB">{{cite journal|last1=Fenner|first1=Joseph|last2=Stacer|first2=Amanda C.|last3=Winterroth|first3=Frank|last4=Johnson|first4=Timothy D.|last5=Luker|first5=Kathryn E.|last6=Luker|first6=Gary D.|title=स्तन ट्यूमर की मैक्रोस्कोपिक कठोरता मेटास्टेसिस की भविष्यवाणी करती है|journal=Scientific Reports|date=1 July 2014|volume=4|pages=5512|doi=10.1038/srep05512|pmid=24981707|pmc=4076689|bibcode=2014NatSR...4E5512F}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Willits|first1=Rebecca Kuntz|last2=Skornia|first2=Stacy L.|s2cid=13744966|title=न्यूराइट एक्सटेंशन पर कोलेजन जेल की कठोरता का प्रभाव|journal=Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition|date=January 2004|volume=15|issue=12|pages=1521–1531|doi=10.1163/1568562042459698|pmid=15696797}}</ref>




=== कठोरता मापना ===
=== कठोरता मापना ===
जैविक अनुसंधान में, कठोरता (या कठोरता) को आमतौर पर [[पास्कल (यूनिट)]] में यंग के लोच के मापांक, अक्ष के साथ तनाव के अनुपात का उपयोग करके मापा जाता है। इस प्रकार, एक उच्च यंग मापांक वाला पदार्थ बहुत कठोर होता है।<ref>{{GoldBookRef|title=modulus of elasticity    (Young's modulus), ''E''|file=M03966}}</ref> एक ऊतक के यंग के मापांक को मापने के लिए सबसे सटीक और अच्छी तरह से स्थापित विधि उपकरणों पर निर्भर करती है - जैसे [[इंस्ट्रॉन]] लोड सेल डिवाइस - जो सीधे यांत्रिक भार लागू करती है और परिणामी विरूपण को मापती है। अब, विभिन्न प्रकार की [[ elastography ]] तकनीकों का उपयोग किए बिना एक ऊतक के यंग के मापांक का आसानी से और सटीक अनुमान लगाया जा सकता है। ये विधियां ऊतक में विरूपण उत्पन्न करती हैं और आमतौर पर [[मेडिकल अल्ट्रासोनोग्राफी]] या चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) के साथ यांत्रिक गुणों को मापती हैं।<ref>{{cite journal|last1=Chen|first1=E.J.|last2=Novakofski|first2=J.|last3=Jenkins|first3=W.K.|last4=O'Brien|first4=W.D.|title=लोच इमेजिंग के लिए आवेदन के साथ नरम ऊतकों का यंग का मापांक माप|journal=IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control|date=January 1996|volume=43|issue=1|pages=191–194|doi=10.1109/58.484478|s2cid=37542025}}</ref>
जैविक अनुसंधान में, कठोरता (या कठोरता) को आमतौर पर [[पास्कल (यूनिट)]] में यंग के लोच के मापांक, अक्ष के साथ तनाव के अनुपात का उपयोग करके मापा जाता है। इस प्रकार, एक उच्च यंग मापांक वाला पदार्थ बहुत कठोर होता है।<ref>{{GoldBookRef|title=modulus of elasticity    (Young's modulus), ''E''|file=M03966}}</ref> एक ऊतक के यंग के मापांक को मापने के लिए सबसे सटीक और अच्छी तरह से स्थापित विधि उपकरणों पर निर्भर करती है - जैसे [[इंस्ट्रॉन]] लोड सेल डिवाइस - जो सीधे यांत्रिक भार लागू करती है और परिणामी विरूपण को मापती है। अब, विभिन्न प्रकार की [[ elastography |elastography]] तकनीकों का उपयोग किए बिना एक ऊतक के यंग के मापांक का आसानी से और सटीक अनुमान लगाया जा सकता है। ये विधियां ऊतक में विरूपण उत्पन्न करती हैं और आमतौर पर [[मेडिकल अल्ट्रासोनोग्राफी]] या चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) के साथ यांत्रिक गुणों को मापती हैं।<ref>{{cite journal|last1=Chen|first1=E.J.|last2=Novakofski|first2=J.|last3=Jenkins|first3=W.K.|last4=O'Brien|first4=W.D.|title=लोच इमेजिंग के लिए आवेदन के साथ नरम ऊतकों का यंग का मापांक माप|journal=IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control|date=January 1996|volume=43|issue=1|pages=191–194|doi=10.1109/58.484478|s2cid=37542025}}</ref>
मानव शरीर में कई ऊतकों के यांत्रिक गुणों की विशेषता के लिए यंग के मापांक का बार-बार उपयोग किया गया है। जानवरों के ऊतकों की कठोरता परिमाण के कई क्रमों में भिन्न होती है, उदाहरण के लिए:
मानव शरीर में कई ऊतकों के यांत्रिक गुणों की विशेषता के लिए यंग के मापांक का बार-बार उपयोग किया गया है। जानवरों के ऊतकों की कठोरता परिमाण के कई क्रमों में भिन्न होती है, उदाहरण के लिए:
* बोवाइन आर्टिकुलर कार्टिलेज - 950 केपीए <ref>{{cite journal|last1=Freed|first1=LE|last2=Langer|first2=R|last3=Martin|first3=I|last4=Pellis|first4=NR|last5=Vunjak-Novakovic|first5=G|title=अंतरिक्ष में उपास्थि की ऊतक इंजीनियरिंग।|journal=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|date=9 December 1997|volume=94|issue=25|pages=13885–90|pmid=9391122|doi=10.1073/pnas.94.25.13885|pmc=28402|bibcode=1997PNAS...9413885F|doi-access=free}}</ref>
* बोवाइन आर्टिकुलर कार्टिलेज - 950 केपीए <ref>{{cite journal|last1=Freed|first1=LE|last2=Langer|first2=R|last3=Martin|first3=I|last4=Pellis|first4=NR|last5=Vunjak-Novakovic|first5=G|title=अंतरिक्ष में उपास्थि की ऊतक इंजीनियरिंग।|journal=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|date=9 December 1997|volume=94|issue=25|pages=13885–90|pmid=9391122|doi=10.1073/pnas.94.25.13885|pmc=28402|bibcode=1997PNAS...9413885F|doi-access=free}}</ref>
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अलग-अलग कठोरता के मेट्रिसेस आमतौर पर प्रायोगिक और चिकित्सीय उद्देश्यों के लिए इंजीनियर होते हैं (उदाहरण के लिए घाव भरने के लिए कोलेजन मेट्रिसेस)<ref>{{cite journal|last1=Ruszczak|first1=Z|title=त्वचीय घाव भरने पर कोलेजन मेट्रिसेस का प्रभाव।|journal=Advanced Drug Delivery Reviews|date=28 November 2003|volume=55|issue=12|pages=1595–611|pmid=14623403|doi=10.1016/j.addr.2003.08.003}}</ref>). डूरोटैक्टिक ग्रेडियेंट केवल बहुलक से 2-आयामी सबस्ट्रेट्स बनाकर बनाए जाते हैं (उदाहरण के लिए [[एक्रिलामाइड]]<ref name=":1">{{Cite journal|last1=Lachowski|first1=D|last2=Cortes|first2=E|last3=Pink|first3=D|last4=Chronopoulos|first4=A|last5=Karim|first5=SA|last6=Morton|first6=JP.|last7=del Rio Hernández|first7=AE|date=2017-05-31|title=सब्सट्रेट कठोरता अग्नाशयी स्टेलेट कोशिकाओं में सक्रियण और डुरोटैक्सिस को नियंत्रित करती है|journal=Scientific Reports|language=En|volume=7|issue=1|pages=2506|doi=10.1038/s41598-017-02689-x|pmid=28566691|pmc=5451433|issn=2045-2322|bibcode=2017NatSR...7.2506L}}</ref> या [[पॉलीडिमिथाइलसिलोक्सेन]]) जिसमें कठोरता को क्रॉस-लिंकिंग घनत्व द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जो बदले में क्रॉस-लिंकर एकाग्रता द्वारा नियंत्रित होता है। बहुलक को ऐसी सामग्री से लेपित किया जाना चाहिए जिसका कोशिका पालन कर सके, जैसे कोलेजन या फाइब्रोनेक्टिन। ग्रैडिएंट स्वयं को अक्सर हाइड्रोजेल के रूप में संश्लेषित किया जाता है, जिसके बाद [[microfluidics]] ग्रैडिएंट जनरेटर का उपयोग किया जाता है, जिसके बाद [[photopolymerization]] होता है।<ref>{{cite journal|last1=Zaari|first1=N.|last2=Rajagopalan|first2=P.|last3=Kim|first3=S. K.|last4=Engler|first4=A. J.|last5=Wong|first5=J. Y.|author-link5=Joyce Wong|date=17 December 2004|title=Photopolymerization in Microfluidic Gradient Generators: Microscale Control of Substrate Compliance to Manipulate Cell Response|journal=Advanced Materials|volume=16|issue=23–24|pages=2133–2137|doi=10.1002/adma.200400883|s2cid=135688441 }}</ref>
अलग-अलग कठोरता के मेट्रिसेस आमतौर पर प्रायोगिक और चिकित्सीय उद्देश्यों के लिए इंजीनियर होते हैं (उदाहरण के लिए घाव भरने के लिए कोलेजन मेट्रिसेस)<ref>{{cite journal|last1=Ruszczak|first1=Z|title=त्वचीय घाव भरने पर कोलेजन मेट्रिसेस का प्रभाव।|journal=Advanced Drug Delivery Reviews|date=28 November 2003|volume=55|issue=12|pages=1595–611|pmid=14623403|doi=10.1016/j.addr.2003.08.003}}</ref>). डूरोटैक्टिक ग्रेडियेंट केवल बहुलक से 2-आयामी सबस्ट्रेट्स बनाकर बनाए जाते हैं (उदाहरण के लिए [[एक्रिलामाइड]]<ref name=":1">{{Cite journal|last1=Lachowski|first1=D|last2=Cortes|first2=E|last3=Pink|first3=D|last4=Chronopoulos|first4=A|last5=Karim|first5=SA|last6=Morton|first6=JP.|last7=del Rio Hernández|first7=AE|date=2017-05-31|title=सब्सट्रेट कठोरता अग्नाशयी स्टेलेट कोशिकाओं में सक्रियण और डुरोटैक्सिस को नियंत्रित करती है|journal=Scientific Reports|language=En|volume=7|issue=1|pages=2506|doi=10.1038/s41598-017-02689-x|pmid=28566691|pmc=5451433|issn=2045-2322|bibcode=2017NatSR...7.2506L}}</ref> या [[पॉलीडिमिथाइलसिलोक्सेन]]) जिसमें कठोरता को क्रॉस-लिंकिंग घनत्व द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जो बदले में क्रॉस-लिंकर एकाग्रता द्वारा नियंत्रित होता है। बहुलक को ऐसी सामग्री से लेपित किया जाना चाहिए जिसका कोशिका पालन कर सके, जैसे कोलेजन या फाइब्रोनेक्टिन। ग्रैडिएंट स्वयं को अक्सर हाइड्रोजेल के रूप में संश्लेषित किया जाता है, जिसके बाद [[microfluidics]] ग्रैडिएंट जनरेटर का उपयोग किया जाता है, जिसके बाद [[photopolymerization]] होता है।<ref>{{cite journal|last1=Zaari|first1=N.|last2=Rajagopalan|first2=P.|last3=Kim|first3=S. K.|last4=Engler|first4=A. J.|last5=Wong|first5=J. Y.|author-link5=Joyce Wong|date=17 December 2004|title=Photopolymerization in Microfluidic Gradient Generators: Microscale Control of Substrate Compliance to Manipulate Cell Response|journal=Advanced Materials|volume=16|issue=23–24|pages=2133–2137|doi=10.1002/adma.200400883|s2cid=135688441 }}</ref>
इस तकनीक के लिए एक उन्नति 3डी मेट्रिसेस का उपयोग है, जो सेल माइग्रेशन को उन स्थितियों में निर्देशित करने में सक्षम हैं जो सेल के प्राकृतिक त्रि-आयामी वातावरण से अधिक संबंधित हैं।<ref>{{cite journal|last1=Hadjipanayi|first1=E|last2=Mudera|first2=V|last3=Brown|first3=RA|title=Guiding cell migration in 3D: a collagen matrix with graded directional stiffness.|journal=Cell Motility and the Cytoskeleton|date=March 2009|volume=66|issue=3|pages=121–8|pmid=19170223|doi=10.1002/cm.20331}}</ref>
इस तकनीक के लिए एक उन्नति 3डी मेट्रिसेस का उपयोग है, जो सेल माइग्रेशन को उन स्थितियों में निर्देशित करने में सक्षम हैं जो सेल के प्राकृतिक त्रि-आयामी वातावरण से अधिक संबंधित हैं।<ref>{{cite journal|last1=Hadjipanayi|first1=E|last2=Mudera|first2=V|last3=Brown|first3=RA|title=Guiding cell migration in 3D: a collagen matrix with graded directional stiffness.|journal=Cell Motility and the Cytoskeleton|date=March 2009|volume=66|issue=3|pages=121–8|pmid=19170223|doi=10.1002/cm.20331}}</ref>
बाह्य मैट्रिक्स के साथ सेलुलर संपर्क की साइट [[फोकल आसंजन]] है, एक बड़ा, गतिशील प्रोटीन कॉम्प्लेक्स है जो साइटोस्केलेटन को इंटरेक्टिंग प्रोटीन की कई संगठित परतों के माध्यम से ईसीएम फाइबर से जोड़ता है। इंटीग्रिन सबसे बाहरी प्रोटीन हैं और जो सीधे ईसीएम लिगेंड से जुड़ते हैं। हालांकि, फोकल आसंजन साधारण एंकरों की तुलना में काफी अधिक हैं - सिग्नलिंग में उनके प्रोटीन की कई भूमिकाएँ हैं। ये प्रोटीन, जैसे कि [[फोकल आसंजन किनेज]] (FAK), [[चर्बी प्रोटीन]], [[विनकुलिन]], [[ paxillin ]] और α-एक्टिनिन, छोटे GTPases (GTPases के Rho परिवार, [[Rac (GTPase)]], [[CDC42]]) और अन्य सिग्नलिंग रास्ते के साथ परस्पर क्रिया करते हैं ताकि रिले भी हो सके। मैट्रिक्स कठोरता में छोटे परिवर्तन और फलस्वरूप कोशिका आकार, एक्टोमोसिन सिकुड़न और साइटोस्केलेटल संगठन में परिवर्तन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। नतीजतन, ये परिवर्तन दिशात्मक प्रवासन को सुविधाजनक बनाने के लिए सेल को अपने साइटोस्केलेटन को पुनर्व्यवस्थित करने का कारण बन सकते हैं।<ref>{{cite journal|last1=Allen|first1=J. L.|last2=Cooke|first2=M. E.|last3=Alliston|first3=T.|title=चोंड्रोसाइट भेदभाव को बढ़ावा देने के लिए ईसीएम कठोरता टीजीएफ मार्ग को प्राथमिकता देती है|journal=Molecular Biology of the Cell|date=25 July 2012|volume=23|issue=18|pages=3731–3742|doi=10.1091/mbc.E12-03-0172|pmid=22833566|pmc=3442419}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Kanchanawong|first1=Pakorn|last2=Shtengel|first2=Gleb|last3=Pasapera|first3=Ana M.|last4=Ramko|first4=Ericka B.|last5=Davidson|first5=Michael W.|last6=Hess|first6=Harald F.|last7=Waterman|first7=Clare M.|title=इंटीग्रिन-आधारित सेल आसंजनों का नैनोस्केल आर्किटेक्चर|journal=Nature|date=25 November 2010|volume=468|issue=7323|pages=580–584|doi=10.1038/nature09621|pmid=21107430|pmc=3046339|bibcode=2010Natur.468..580K}}</ref>
बाह्य मैट्रिक्स के साथ सेलुलर संपर्क की साइट [[फोकल आसंजन]] है, एक बड़ा, गतिशील प्रोटीन कॉम्प्लेक्स है जो साइटोस्केलेटन को इंटरेक्टिंग प्रोटीन की कई संगठित परतों के माध्यम से ईसीएम फाइबर से जोड़ता है। इंटीग्रिन सबसे बाहरी प्रोटीन हैं और जो सीधे ईसीएम लिगेंड से जुड़ते हैं। हालांकि, फोकल आसंजन साधारण एंकरों की तुलना में काफी अधिक हैं - सिग्नलिंग में उनके प्रोटीन की कई भूमिकाएँ हैं। ये प्रोटीन, जैसे कि [[फोकल आसंजन किनेज]] (FAK), [[चर्बी प्रोटीन]], [[विनकुलिन]], [[ paxillin |paxillin]] और α-एक्टिनिन, छोटे GTPases (GTPases के Rho परिवार, [[Rac (GTPase)]], [[CDC42]]) और अन्य सिग्नलिंग रास्ते के साथ परस्पर क्रिया करते हैं ताकि रिले भी हो सके। मैट्रिक्स कठोरता में छोटे परिवर्तन और फलस्वरूप कोशिका आकार, एक्टोमोसिन सिकुड़न और साइटोस्केलेटल संगठन में परिवर्तन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। नतीजतन, ये परिवर्तन दिशात्मक प्रवासन को सुविधाजनक बनाने के लिए सेल को अपने साइटोस्केलेटन को पुनर्व्यवस्थित करने का कारण बन सकते हैं।<ref>{{cite journal|last1=Allen|first1=J. L.|last2=Cooke|first2=M. E.|last3=Alliston|first3=T.|title=चोंड्रोसाइट भेदभाव को बढ़ावा देने के लिए ईसीएम कठोरता टीजीएफ मार्ग को प्राथमिकता देती है|journal=Molecular Biology of the Cell|date=25 July 2012|volume=23|issue=18|pages=3731–3742|doi=10.1091/mbc.E12-03-0172|pmid=22833566|pmc=3442419}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Kanchanawong|first1=Pakorn|last2=Shtengel|first2=Gleb|last3=Pasapera|first3=Ana M.|last4=Ramko|first4=Ericka B.|last5=Davidson|first5=Michael W.|last6=Hess|first6=Harald F.|last7=Waterman|first7=Clare M.|title=इंटीग्रिन-आधारित सेल आसंजनों का नैनोस्केल आर्किटेक्चर|journal=Nature|date=25 November 2010|volume=468|issue=7323|pages=580–584|doi=10.1038/nature09621|pmid=21107430|pmc=3046339|bibcode=2010Natur.468..580K}}</ref>
एक सेल का साइटोस्केलेटन पॉलिमर का लगातार उतार-चढ़ाव वाला नेटवर्क है जिसका संगठन सेल के भौतिक वातावरण पर बहुत निर्भर करता है। फोकल आसंजनों पर, एक कोशिका एक कर्षण बल लगाती है। दूसरे शब्दों में, यह ECM को खींचता है। इस प्रकार, सेल अपने फोकल आसंजनों में ईसीएम कठोरता और साइटोस्केलेटल तनाव के बीच एक यांत्रिक होमोस्टैसिस बनाए रखता है। यह होमियोस्टैसिस गतिशील है, क्योंकि फोकल आसंजन परिसरों का लगातार निर्माण, रीमॉडेलिंग और डिसैम्बल्ड किया जाता है। इससे सिग्नल ट्रांसडक्शन और डाउनस्ट्रीम सेलुलर प्रतिक्रियाओं में परिवर्तन होता है।<ref>{{cite journal|last1=Galbraith|first1=CG|last2=Sheetz|first2=MP|title=चिपकने वाले संपर्कों पर बल सेल फ़ंक्शन को प्रभावित करते हैं।|journal=Current Opinion in Cell Biology|date=October 1998|volume=10|issue=5|pages=566–71|pmid=9818165|doi=10.1016/s0955-0674(98)80030-6}}</ref> सेल सिग्नलिंग ईसीएम के भौतिक और जैव रासायनिक दोनों गुणों का एक उत्पाद है और सेलुलर प्रतिक्रियाओं को समझने के लिए इन दो मार्गों के बीच बातचीत महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, [[हड्डी मोर्फोजेनेटिक प्रोटीन]] (बीएमपी) - एक वृद्धि कारक - अपर्याप्त साइटोस्केलेटल तनाव के तहत ओस्टोजेनेसिस को प्रेरित करने में असमर्थ है।<ref>{{cite journal|last1=Wang|first1=YK|last2=Yu|first2=X|last3=Cohen|first3=DM|last4=Wozniak|first4=MA|last5=Yang|first5=MT|last6=Gao|first6=L|last7=Eyckmans|first7=J|last8=Chen|first8=CS|title=Bone morphogenetic protein-2-induced signaling and osteogenesis is regulated by cell shape, RhoA/ROCK, and cytoskeletal tension.|journal=Stem Cells and Development|date=1 May 2012|volume=21|issue=7|pages=1176–86|pmid=21967638|doi=10.1089/scd.2011.0293|pmc=3328763}}</ref>
एक सेल का साइटोस्केलेटन पॉलिमर का लगातार उतार-चढ़ाव वाला नेटवर्क है जिसका संगठन सेल के भौतिक वातावरण पर बहुत निर्भर करता है। फोकल आसंजनों पर, एक कोशिका एक कर्षण बल लगाती है। दूसरे शब्दों में, यह ECM को खींचता है। इस प्रकार, सेल अपने फोकल आसंजनों में ईसीएम कठोरता और साइटोस्केलेटल तनाव के बीच एक यांत्रिक होमोस्टैसिस बनाए रखता है। यह होमियोस्टैसिस गतिशील है, क्योंकि फोकल आसंजन परिसरों का लगातार निर्माण, रीमॉडेलिंग और डिसैम्बल्ड किया जाता है। इससे सिग्नल ट्रांसडक्शन और डाउनस्ट्रीम सेलुलर प्रतिक्रियाओं में परिवर्तन होता है।<ref>{{cite journal|last1=Galbraith|first1=CG|last2=Sheetz|first2=MP|title=चिपकने वाले संपर्कों पर बल सेल फ़ंक्शन को प्रभावित करते हैं।|journal=Current Opinion in Cell Biology|date=October 1998|volume=10|issue=5|pages=566–71|pmid=9818165|doi=10.1016/s0955-0674(98)80030-6}}</ref> सेल सिग्नलिंग ईसीएम के भौतिक और जैव रासायनिक दोनों गुणों का एक उत्पाद है और सेलुलर प्रतिक्रियाओं को समझने के लिए इन दो मार्गों के बीच बातचीत महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, [[हड्डी मोर्फोजेनेटिक प्रोटीन]] (बीएमपी) - एक वृद्धि कारक - अपर्याप्त साइटोस्केलेटल तनाव के तहत ओस्टोजेनेसिस को प्रेरित करने में असमर्थ है।<ref>{{cite journal|last1=Wang|first1=YK|last2=Yu|first2=X|last3=Cohen|first3=DM|last4=Wozniak|first4=MA|last5=Yang|first5=MT|last6=Gao|first6=L|last7=Eyckmans|first7=J|last8=Chen|first8=CS|title=Bone morphogenetic protein-2-induced signaling and osteogenesis is regulated by cell shape, RhoA/ROCK, and cytoskeletal tension.|journal=Stem Cells and Development|date=1 May 2012|volume=21|issue=7|pages=1176–86|pmid=21967638|doi=10.1089/scd.2011.0293|pmc=3328763}}</ref>
साइटोस्केलेटल ट्रैक्शन का स्रोत एक्टोमीसिन सिकुड़न है। बढ़ी हुई बाहरी कठोरता एक सिग्नल ट्रांसडक्शन कैस्केड की ओर ले जाती है जो GTPases और Rho से जुड़े किनेज (ROCK) के छोटे GTPase Rho परिवार को सक्रिय करती है। ROCK, बदले में, [[मायोसिन]] लाइट चेन फॉस्फोराइलेशन को नियंत्रित करता है, एक ऐसी घटना जो मायोसिन ATPase गतिविधि को ट्रिगर करती है और एक्टिन फाइबर को छोटा करती है, जिससे ECM पर संकुचन और खिंचाव होता है।<ref>{{cite journal|last1=Riento|first1=K|last2=Ridley|first2=AJ|title=Rocks: multifunctional kinases in cell behaviour.|journal=Nature Reviews Molecular Cell Biology|date=June 2003|volume=4|issue=6|pages=446–56|pmid=12778124|doi=10.1038/nrm1128|s2cid=40665081}}</ref> हालांकि सटीक मार्ग जो ECM कठोरता को ROCK गतिविधि से जोड़ता है, अज्ञात है, बढ़ी हुई ECM कठोरता के जवाब में बढ़े हुए कर्षण का अवलोकन ड्यूरोटैक्सिस की घटना को समझाने के लिए पर्याप्त है। मजबूत यांत्रिक प्रतिक्रिया कोशिका को कठोर क्षेत्र की ओर खींचती है और दिशात्मक आंदोलन में पूर्वाग्रह पैदा करती है और साइटोस्केलेटल और फोकल आसंजन संगठन पर अन्य परिणाम होते हैं। <रेफरी नाम = लो 144-152 />
साइटोस्केलेटल ट्रैक्शन का स्रोत एक्टोमीसिन सिकुड़न है। बढ़ी हुई बाहरी कठोरता एक सिग्नल ट्रांसडक्शन कैस्केड की ओर ले जाती है जो GTPases और Rho से जुड़े किनेज (ROCK) के छोटे GTPase Rho परिवार को सक्रिय करती है। ROCK, बदले में, [[मायोसिन]] लाइट चेन फॉस्फोराइलेशन को नियंत्रित करता है, एक ऐसी घटना जो मायोसिन ATPase गतिविधि को ट्रिगर करती है और एक्टिन फाइबर को छोटा करती है, जिससे ECM पर संकुचन और खिंचाव होता है।<ref>{{cite journal|last1=Riento|first1=K|last2=Ridley|first2=AJ|title=Rocks: multifunctional kinases in cell behaviour.|journal=Nature Reviews Molecular Cell Biology|date=June 2003|volume=4|issue=6|pages=446–56|pmid=12778124|doi=10.1038/nrm1128|s2cid=40665081}}</ref> हालांकि सटीक मार्ग जो ECM कठोरता को ROCK गतिविधि से जोड़ता है, अज्ञात है, बढ़ी हुई ECM कठोरता के जवाब में बढ़े हुए कर्षण का अवलोकन ड्यूरोटैक्सिस की घटना को समझाने के लिए पर्याप्त है। मजबूत यांत्रिक प्रतिक्रिया कोशिका को कठोर क्षेत्र की ओर खींचती है और दिशात्मक आंदोलन में पूर्वाग्रह पैदा करती है और साइटोस्केलेटल और फोकल आसंजन संगठन पर अन्य परिणाम होते हैं। <रेफरी नाम = लो 144-152 />


नतीजतन, ड्यूरोटैक्सिस को कठोरता मैकेनोसेंसिंग नामक प्रक्रिया में स्थान और समय पर ईसीएम कठोरता के निरंतर नमूने पर भरोसा करना चाहिए।<ref>{{cite journal|last1=Janmey|first1=PA|last2=McCulloch|first2=CA|title=Cell mechanics: integrating cell responses to mechanical stimuli.|journal=Annual Review of Biomedical Engineering|date=2007|volume=9|pages=1–34|pmid=17461730|doi=10.1146/annurev.bioeng.9.060906.151927}}</ref> हाल के शोध से पता चला है कि अपरिवर्तनीय ईसीएम कठोरता के जवाब में व्यक्तिगत फोकल आसंजन आवश्यक रूप से स्थिर कर्षण बलों को लागू नहीं करते हैं। वास्तव में, जबकि कुछ अलग-अलग फोकल आसंजन स्थिर कर्षण बलों को प्रदर्शित कर सकते हैं, अन्य लोग टगिंग और रिलीज के दोहराए गए चक्र के तरीके से टगिंग ट्रैक्शन प्रदर्शित करते हैं। फोकल आसंजनों के गुण - चाहे स्थिर हों या खींचे जा रहे हों - अपने पड़ोसियों से स्वतंत्र होते हैं और इस तरह, प्रत्येक फोकल आसंजन स्वायत्त रूप से कार्य करता है। यह टगिंग ट्रैक्शन सेल माइग्रेशन के अन्य रूपों, जैसे कि [[कीमोटैक्सिस]] और [[ haptotaxis ]] के लिए डिस्पेंसेबल दिखाया गया है, लेकिन ड्यूरोटैक्सिस के लिए आवश्यक है। फोकल आसंजन प्रोटीन (FAK/paxillin/vinculin) - और उनके फॉस्फोराइलेशन-निर्भर इंटरैक्शन के साथ-साथ सेल के भीतर उनका विषम वितरण (यानी YAP सक्रियण और कठोरता सक्रिय pFAK के माध्यम से परमाणु अनुवाद)<ref name=":0">{{Cite journal|last1=Lachowski|first1=D|last2=Cortes|first2=E|last3=Robinson|first3=B|last4=Rice|first4=A|last5=Rombouts|first5=K|last6=del Rio Hernández|first6=AE|date=2017-10-25|title=FAK, YAP के यांत्रिक सक्रियण को नियंत्रित करता है, जो डुरोटैक्सिस के लिए आवश्यक एक ट्रांसक्रिप्शनल रेगुलेटर है|journal=The FASEB Journal|language=en|volume=32|issue=2|pages=1099–1107|doi=10.1096/fj.201700721r|issn=0892-6638|pmid=29070586|doi-access=free}}</ref> - ईसीएम कठोरता की एक विस्तृत श्रृंखला में उच्च कर्षण और टगिंग कर्षण को प्रदर्शित करने के लिए आवश्यक हैं। इसके अलावा, नरम ईसीएम में कोशिकाओं को स्थानांतरित करके या रॉक को रोककर फोकल आसंजन तनाव में कमी से फोकल आसंजन स्थिर से टगिंग राज्यों में बदल जाता है। इस प्रकार, कठोरता मैकेनोसेंसिंग एक सेल को एक सेल के भीतर फोकल आसंजन रिक्ति के संकल्प पर मैट्रिक्स कठोरता का नमूना लेने की अनुमति देता है (≈1-5μm)।<ref name="ReferenceA"/>
नतीजतन, ड्यूरोटैक्सिस को कठोरता मैकेनोसेंसिंग नामक प्रक्रिया में स्थान और समय पर ईसीएम कठोरता के निरंतर नमूने पर भरोसा करना चाहिए।<ref>{{cite journal|last1=Janmey|first1=PA|last2=McCulloch|first2=CA|title=Cell mechanics: integrating cell responses to mechanical stimuli.|journal=Annual Review of Biomedical Engineering|date=2007|volume=9|pages=1–34|pmid=17461730|doi=10.1146/annurev.bioeng.9.060906.151927}}</ref> हाल के शोध से पता चला है कि अपरिवर्तनीय ईसीएम कठोरता के जवाब में व्यक्तिगत फोकल आसंजन आवश्यक रूप से स्थिर कर्षण बलों को लागू नहीं करते हैं। वास्तव में, जबकि कुछ अलग-अलग फोकल आसंजन स्थिर कर्षण बलों को प्रदर्शित कर सकते हैं, अन्य लोग टगिंग और रिलीज के दोहराए गए चक्र के तरीके से टगिंग ट्रैक्शन प्रदर्शित करते हैं। फोकल आसंजनों के गुण - चाहे स्थिर हों या खींचे जा रहे हों - अपने पड़ोसियों से स्वतंत्र होते हैं और इस तरह, प्रत्येक फोकल आसंजन स्वायत्त रूप से कार्य करता है। यह टगिंग ट्रैक्शन सेल माइग्रेशन के अन्य रूपों, जैसे कि [[कीमोटैक्सिस]] और [[ haptotaxis |haptotaxis]] के लिए डिस्पेंसेबल दिखाया गया है, लेकिन ड्यूरोटैक्सिस के लिए आवश्यक है। फोकल आसंजन प्रोटीन (FAK/paxillin/vinculin) - और उनके फॉस्फोराइलेशन-निर्भर इंटरैक्शन के साथ-साथ सेल के भीतर उनका विषम वितरण (यानी YAP सक्रियण और कठोरता सक्रिय pFAK के माध्यम से परमाणु अनुवाद)<ref name=":0">{{Cite journal|last1=Lachowski|first1=D|last2=Cortes|first2=E|last3=Robinson|first3=B|last4=Rice|first4=A|last5=Rombouts|first5=K|last6=del Rio Hernández|first6=AE|date=2017-10-25|title=FAK, YAP के यांत्रिक सक्रियण को नियंत्रित करता है, जो डुरोटैक्सिस के लिए आवश्यक एक ट्रांसक्रिप्शनल रेगुलेटर है|journal=The FASEB Journal|language=en|volume=32|issue=2|pages=1099–1107|doi=10.1096/fj.201700721r|issn=0892-6638|pmid=29070586|doi-access=free}}</ref> - ईसीएम कठोरता की एक विस्तृत श्रृंखला में उच्च कर्षण और टगिंग कर्षण को प्रदर्शित करने के लिए आवश्यक हैं। इसके अलावा, नरम ईसीएम में कोशिकाओं को स्थानांतरित करके या रॉक को रोककर फोकल आसंजन तनाव में कमी से फोकल आसंजन स्थिर से टगिंग राज्यों में बदल जाता है। इस प्रकार, कठोरता मैकेनोसेंसिंग एक सेल को एक सेल के भीतर फोकल आसंजन रिक्ति के संकल्प पर मैट्रिक्स कठोरता का नमूना लेने की अनुमति देता है (≈1-5μm)।<ref name="ReferenceA"/>


जैव रासायनिक और यांत्रिक संकेतों के एकीकरण से सेल माइग्रेशन को ठीक करने की अनुमति मिल सकती है। हालांकि, ड्यूरोटैक्सिस के पीछे शारीरिक तर्क - और विशेष रूप से कठोरता ग्रेडियेंट को स्थानांतरित करने के लिए कोशिकाओं की प्रवृत्ति - अज्ञात है।
जैव रासायनिक और यांत्रिक संकेतों के एकीकरण से सेल माइग्रेशन को ठीक करने की अनुमति मिल सकती है। हालांकि, ड्यूरोटैक्सिस के पीछे शारीरिक तर्क - और विशेष रूप से कठोरता ग्रेडियेंट को स्थानांतरित करने के लिए कोशिकाओं की प्रवृत्ति - अज्ञात है।
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=== कर्क ===
=== कर्क ===
यह एक सामान्य अवलोकन है कि ट्यूमर आसपास के ऊतकों की तुलना में सख्त होते हैं, और यहां तक ​​कि [[स्तन कैंसर]] की स्व-परीक्षा के लिए आधार के रूप में कार्य करते हैं। वास्तव में, स्तन कैंसर के ऊतक को सामान्य ऊतक की तुलना में दस गुना अधिक सख्त बताया गया है। इसके अलावा, एक बढ़ते और मेटास्टेसाइजिंग ट्यूमर में [[ fibroblasts ]]्स और एंडोथेलियल कोशिकाओं जैसे कई अलग-अलग प्रकार के सेल का सहयोग शामिल होता है, जिसमें अलग-अलग कठोरता होती है और इसके परिणामस्वरूप स्थानीय कठोरता ग्रेडिएंट हो सकते हैं जो सेल माइग्रेशन को निर्देशित करते हैं।<ref>{{cite journal|last1=Wu|first1=Tsung-Hsien|last2=Chou|first2=Yu-Wei|last3=Chiu|first3=Pei-Hung|last4=Tang|first4=Ming-Jer|last5=Hu|first5=Chun-Wen|last6=Yeh|first6=Ming-Long|title=Validation of the effects of TGF-β1 on tumor recurrence and prognosis through tumor retrieval and cell mechanical properties|journal=Cancer Cell International|date=2014|volume=14|issue=1|pages=20|doi=10.1186/1475-2867-14-20|pmid=24581230|pmc=3973896}}</ref> इस बात के प्रमाण बढ़ रहे हैं कि ड्यूरोटैक्सिस [[कैंसर]] [[ रूप-परिवर्तन ]] में एक भूमिका निभाता है। चूहों में किए गए प्रयोगों से पता चला है कि ट्यूमर कोशिकाएं कठोर कोलेजन फाइबर के साथ आसन्न [[स्ट्रोमा (पशु ऊतक)]] में अधिमानतः आक्रमण करती हैं।<ref>{{cite journal|last1=Sabeh|first1=F|last2=Shimizu-Hirota|first2=R|last3=Weiss|first3=SJ|title=Protease-dependent versus -independent cancer cell invasion programs: three-dimensional amoeboid movement revisited.|journal=The Journal of Cell Biology|date=6 April 2009|volume=185|issue=1|pages=11–9|pmid=19332889|doi=10.1083/jcb.200807195|pmc=2700505}}</ref> इन कठोर कोलेजन संरेखण का उपयोग स्तन ट्यूमर सेल microinvasion की फोकल साइटों की पहचान करने के लिए किया जा सकता है।<ref>{{cite journal|last1=Friedl|first1=P|last2=Wolf|first2=K|title=Plasticity of cell migration: a multiscale tuning model.|journal=The Journal of Cell Biology|date=11 January 2010|volume=188|issue=1|pages=11–9|pmid=19951899|doi=10.1083/jcb.200909003|pmc=2812848}}</ref> गर्भावस्था, जिसमें स्तन कैंसर की घटना और पूर्वानुमान के विभिन्न लिंक हैं, में प्रसवोत्तर स्तन शामिल है जो कोलेजन रीमॉडेलिंग और [[सूजन]] पर निर्भर करता है जो इन कोलेजन फाइबर को कठोर समकक्षों में परिवर्तित करता है, इस प्रकार गर्भावस्था और मेटास्टैटिक गुणों के बीच एक संभावित लिंक स्थापित करता है।<ref>{{cite journal|last1=Lyons|first1=TR|last2=O'Brien|first2=J|last3=Borges|first3=VF|last4=Conklin|first4=MW|last5=Keely|first5=PJ|last6=Eliceiri|first6=KW|last7=Marusyk|first7=A|last8=Tan|first8=AC|last9=Schedin|first9=P|title=Postpartum mammary gland involution drives progression of ductal carcinoma in situ through collagen and COX-2.|journal=Nature Medicine|date=7 August 2011|volume=17|issue=9|pages=1109–15|pmid=21822285|doi=10.1038/nm.2416|pmc=3888478}}</ref> हालांकि कुछ शोध से पता चलता है कि कठोर ट्यूमर बढ़े हुए मेटास्टेसिस और घटे हुए अस्तित्व के संकेत हैं (जो इस अवधारणा का खंडन करते हैं कि ड्यूरोटैक्टिक कोशिकाओं को ट्यूमर की ओर अधिक आकर्षित होना चाहिए और कम मेटास्टेसाइज करना चाहिए), यह सहज नहीं है क्योंकि कोलेजन-निर्भर इंटीग्रिन सिग्नलिंग की एक विस्तृत श्रृंखला है डुरोटैक्सिस से परे परिणाम, जिसमें [[miRNA]] miR-18a के अपग्रेडेशन के माध्यम से [[ ट्यूमर दबाने वाला ]] PTEN (जीन) का निषेध शामिल है।<ref>{{cite journal|last1=Seewaldt|first1=Victoria|title=ईसीएम की कठोरता ट्यूमर कोशिकाओं के लिए मार्ग प्रशस्त करती है|journal=Nature Medicine|date=7 April 2014|volume=20|issue=4|pages=332–333|doi=10.1038/nm.3523|pmid=24710372|s2cid=5169384}}</ref> इसके अलावा, इस बात के सबूत हैं कि बढ़ी हुई ट्यूमर की कठोरता वास्तव में घटी हुई मेटास्टेसिस के साथ सहसंबंधित होती है, जैसा कि ड्यूरोटैक्सिस के सिद्धांत से पता चलता है।<ref name="ReferenceB"/>
यह एक सामान्य अवलोकन है कि ट्यूमर आसपास के ऊतकों की तुलना में सख्त होते हैं, और यहां तक ​​कि [[स्तन कैंसर]] की स्व-परीक्षा के लिए आधार के रूप में कार्य करते हैं। वास्तव में, स्तन कैंसर के ऊतक को सामान्य ऊतक की तुलना में दस गुना अधिक सख्त बताया गया है। इसके अलावा, एक बढ़ते और मेटास्टेसाइजिंग ट्यूमर में [[ fibroblasts |fibroblasts]] ्स और एंडोथेलियल कोशिकाओं जैसे कई अलग-अलग प्रकार के सेल का सहयोग शामिल होता है, जिसमें अलग-अलग कठोरता होती है और इसके परिणामस्वरूप स्थानीय कठोरता ग्रेडिएंट हो सकते हैं जो सेल माइग्रेशन को निर्देशित करते हैं।<ref>{{cite journal|last1=Wu|first1=Tsung-Hsien|last2=Chou|first2=Yu-Wei|last3=Chiu|first3=Pei-Hung|last4=Tang|first4=Ming-Jer|last5=Hu|first5=Chun-Wen|last6=Yeh|first6=Ming-Long|title=Validation of the effects of TGF-β1 on tumor recurrence and prognosis through tumor retrieval and cell mechanical properties|journal=Cancer Cell International|date=2014|volume=14|issue=1|pages=20|doi=10.1186/1475-2867-14-20|pmid=24581230|pmc=3973896}}</ref> इस बात के प्रमाण बढ़ रहे हैं कि ड्यूरोटैक्सिस [[कैंसर]] [[ रूप-परिवर्तन |रूप-परिवर्तन]] में एक भूमिका निभाता है। चूहों में किए गए प्रयोगों से पता चला है कि ट्यूमर कोशिकाएं कठोर कोलेजन फाइबर के साथ आसन्न [[स्ट्रोमा (पशु ऊतक)]] में अधिमानतः आक्रमण करती हैं।<ref>{{cite journal|last1=Sabeh|first1=F|last2=Shimizu-Hirota|first2=R|last3=Weiss|first3=SJ|title=Protease-dependent versus -independent cancer cell invasion programs: three-dimensional amoeboid movement revisited.|journal=The Journal of Cell Biology|date=6 April 2009|volume=185|issue=1|pages=11–9|pmid=19332889|doi=10.1083/jcb.200807195|pmc=2700505}}</ref> इन कठोर कोलेजन संरेखण का उपयोग स्तन ट्यूमर सेल microinvasion की फोकल साइटों की पहचान करने के लिए किया जा सकता है।<ref>{{cite journal|last1=Friedl|first1=P|last2=Wolf|first2=K|title=Plasticity of cell migration: a multiscale tuning model.|journal=The Journal of Cell Biology|date=11 January 2010|volume=188|issue=1|pages=11–9|pmid=19951899|doi=10.1083/jcb.200909003|pmc=2812848}}</ref> गर्भावस्था, जिसमें स्तन कैंसर की घटना और पूर्वानुमान के विभिन्न लिंक हैं, में प्रसवोत्तर स्तन शामिल है जो कोलेजन रीमॉडेलिंग और [[सूजन]] पर निर्भर करता है जो इन कोलेजन फाइबर को कठोर समकक्षों में परिवर्तित करता है, इस प्रकार गर्भावस्था और मेटास्टैटिक गुणों के बीच एक संभावित लिंक स्थापित करता है।<ref>{{cite journal|last1=Lyons|first1=TR|last2=O'Brien|first2=J|last3=Borges|first3=VF|last4=Conklin|first4=MW|last5=Keely|first5=PJ|last6=Eliceiri|first6=KW|last7=Marusyk|first7=A|last8=Tan|first8=AC|last9=Schedin|first9=P|title=Postpartum mammary gland involution drives progression of ductal carcinoma in situ through collagen and COX-2.|journal=Nature Medicine|date=7 August 2011|volume=17|issue=9|pages=1109–15|pmid=21822285|doi=10.1038/nm.2416|pmc=3888478}}</ref> हालांकि कुछ शोध से पता चलता है कि कठोर ट्यूमर बढ़े हुए मेटास्टेसिस और घटे हुए अस्तित्व के संकेत हैं (जो इस अवधारणा का खंडन करते हैं कि ड्यूरोटैक्टिक कोशिकाओं को ट्यूमर की ओर अधिक आकर्षित होना चाहिए और कम मेटास्टेसाइज करना चाहिए), यह सहज नहीं है क्योंकि कोलेजन-निर्भर इंटीग्रिन सिग्नलिंग की एक विस्तृत श्रृंखला है डुरोटैक्सिस से परे परिणाम, जिसमें [[miRNA]] miR-18a के अपग्रेडेशन के माध्यम से [[ ट्यूमर दबाने वाला |ट्यूमर दबाने वाला]] PTEN (जीन) का निषेध शामिल है।<ref>{{cite journal|last1=Seewaldt|first1=Victoria|title=ईसीएम की कठोरता ट्यूमर कोशिकाओं के लिए मार्ग प्रशस्त करती है|journal=Nature Medicine|date=7 April 2014|volume=20|issue=4|pages=332–333|doi=10.1038/nm.3523|pmid=24710372|s2cid=5169384}}</ref> इसके अलावा, इस बात के सबूत हैं कि बढ़ी हुई ट्यूमर की कठोरता वास्तव में घटी हुई मेटास्टेसिस के साथ सहसंबंधित होती है, जैसा कि ड्यूरोटैक्सिस के सिद्धांत से पता चलता है।<ref name="ReferenceB"/>




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=== एथेरोस्क्लेरोसिस ===
=== एथेरोस्क्लेरोसिस ===
[[File:Aterorojenez-hucresel-tr.JPG|thumb|एथेरोस्क्लेरोटिक पट्टिका के गठन का आरेख। नीली संवहनी चिकनी मांसपेशियों की कोशिकाओं पर ध्यान दें, जो ट्यूनिका मीडिया से ट्यूनिका इंटिमा में स्थानांतरित होती हैं, जहां कठोर पट्टिका बन रही है।]][[ atherosclerosis ]] की विकृति काफी हद तक संवहनी चिकनी मांसपेशियों की कोशिकाओं (वीएसएमसी) के रक्त वाहिका की [[ अंतरंग अंगरखा ]] परत में प्रवास पर निर्भर करती है, जहां वे लिपिड जमा कर सकते हैं, नेक्रोसिस से गुजर सकते हैं और ईसीएम (फाइब्रोसिस) को विस्तृत कर सकते हैं।<ref>{{cite journal|last1=Rudijanto|first1=A|title=एथेरोस्क्लेरोसिस के रोगजनन पर संवहनी चिकनी मांसपेशियों की कोशिकाओं की भूमिका।|journal=Acta Medica Indonesiana|date=2007|volume=39|issue=2|pages=86–93|pmid=17933075}}</ref> इन कोशिकाओं के प्रवास को कठोरता-निर्भर होने के लिए भी प्रदर्शित किया गया है, और मैट्रिक्स की कठोरता विकास कारकों के जवाब में उनके प्रसार को प्रभावित करती है।<ref>{{cite journal|last1=Isenberg|first1=BC|last2=Dimilla|first2=PA|last3=Walker|first3=M|last4=Kim|first4=S|last5=Wong|first5=JY|title=वैस्कुलर स्मूथ मसल सेल ड्यूरोटैक्सिस सब्सट्रेट की कठोरता ग्रेडिएंट स्ट्रेंथ पर निर्भर करता है।|journal=Biophysical Journal|date=2 September 2009|volume=97|issue=5|pages=1313–22|pmid=19720019|doi=10.1016/j.bpj.2009.06.021|pmc=2749749|bibcode=2009BpJ....97.1313I}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Brown|first1=Xin Q.|last2=Bartolak-Suki|first2=Erzsebet|last3=Williams|first3=Corin|last4=Walker|first4=Mathew L.|last5=Weaver|first5=Valerie M.|last6=Wong|first6=Joyce Y.|title=Effect of substrate stiffness and PDGF on the behavior of vascular smooth muscle cells: Implications fo