फेफड़ों में नसें, या फुफ्फुसीय नसें, न केवल फेफड़ों के कामकाज में बल्कि पूरे शरीर में ऊतकों में पर्याप्त ऑक्सीजन बनाए रखने में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। जब कोई व्यक्ति इन्फ्लूएंजा या सीओवीआईडी जैसी बीमारी से फुफ्फुसीय क्षति का सामना करता है, तो ऑक्सीजन की मांग को पूरा करने के लिए रक्त वाहिकाओं की मरम्मत और नई रक्त वाहिकाओं का निर्माण महत्वपूर्ण है; हालाँकि, इन क्षेत्रों में अनुसंधान का अभी तक अध्ययन नहीं किया गया है।
पेंसिल्वेनिया विश्वविद्यालय के स्कूल ऑफ वेटरनरी मेडिसिन और पेरेलमैन स्कूल ऑफ मेडिसिन, चिल्ड्रेन्स हॉस्पिटल ऑफ फिलाडेल्फिया (सीएचओपी) और वेंडरबिल्ट यूनिवर्सिटी मेडिकल सेंटर के शोधकर्ता वयस्क फेफड़ों की चोट के बाद एंडोथेलियल पुनर्जनन में फुफ्फुसीय शिरापरक एंडोथेलियल कोशिकाओं (वीईसी) की भूमिका का अध्ययन कर रहे हैं। वीईसी फेफड़ों में रक्त वाहिकाओं के अंदर लाइनिंग करते हैं, रक्त प्रवाह और एंजियोजेनेसिस, नई रक्त वाहिकाओं के निर्माण में एक आवश्यक भूमिका निभाते हैं।
उनके नए पेपर से पता चलता है कि शिरापरक एंडोथेलियल कोशिकाएं फेफड़ों में क्षतिग्रस्त रक्त वाहिकाओं को ठीक करने में मदद कर सकती हैं। शोधकर्ताओं ने पाया कि इन्फ्लूएंजा, सीओवीआईडी, और हाइपरॉक्सिया की चोट के बाद, वीईसी आसन्न केशिका बिस्तर में फैल जाते हैं – रक्त वाहिकाओं का एक नेटवर्क जो गैस विनिमय की सुविधा प्रदान करता है – और इसके पुनर्जनन में योगदान देता है।
वे यह भी दिखाते हैं कि वीईसी केशिका कोशिकाओं में अंतर करते हैं, और यह रीमॉडलिंग फेफड़ों की चोट की प्रतिक्रिया है, न कि वह जो जन्म के बाद सामान्य फेफड़ों के विकास के दौरान होती है। उनके निष्कर्ष प्रकाशित हुए हैं प्रकृति हृदय अनुसंधान.
एंड्रयू ई की प्रयोगशाला में डॉक्टरेट की छात्रा और पहली लेखिका जोआना वोंग कहती हैं, “बहुत से मरीज़ जो श्वसन संबंधी वायरस का सामना करते हैं, खासकर अगर उनकी प्रतिरक्षा कमजोर होती है, तो उन्हें तीव्र श्वसन संकट कहा जा सकता है और गहन देखभाल इकाई में जाना पड़ सकता है।” पेन वेट में वॉन। “सामान्य तौर पर उनके संवहनी बिस्तर या फेफड़ों के पुनर्जनन को बढ़ावा देने के तरीकों का पता लगाने की कोशिश से आधुनिक चिकित्सा और रोगी देखभाल को बढ़ावा मिलेगा।”
वॉन सीएचओपी में बाल हृदय रोग विशेषज्ञ और सहायक प्रोफेसर डेविड बी फ्रैंक के साथ अध्ययन के सह-वरिष्ठ लेखक हैं। वॉन ने नोट किया कि आईसीयू में मरने वाले अधिकांश सीओवीआईडी लोग तीव्र श्वसन संकट सिंड्रोम से मर गए, जिसकी मृत्यु दर 30% से ऊपर है। वॉन कहते हैं, “अब जब हमने एक महत्वपूर्ण पूर्वज आबादी की पहचान कर ली है, तो हम यह पता लगाने में सक्षम हो सकते हैं कि उन नसों में कोशिकाओं के साथ कैसे खिलवाड़ किया जाए और मरम्मत में योगदान करने की उनकी क्षमता में सुधार किया जाए।”
इस अध्ययन की प्रेरणा ज़ेब्राफिश और चूहों पर शोध से मिली। वॉन बताते हैं कि इन जानवरों पर पिछले अध्ययनों से पता चला है कि “कम से कम कुछ अंगों में, कुछ संदर्भों में, केशिका बिस्तर का अधिकांश हिस्सा नसों के विस्तार से बनता है।” लेकिन कभी किसी की नजर फेफड़ों पर नहीं पड़ी.
वोंग शामिल होने से पहले वॉन लैब में किए गए काम की ओर भी इशारा करती हैं। फिर, पोस्टडॉक्टरल साथी गण झाओ ने एक अध्ययन का नेतृत्व किया जिसमें पाया गया कि एक निश्चित नस-निर्दिष्ट प्रतिलेखन कारक को खत्म करने से फेफड़ों की चोट बढ़ गई और एंडोथेलियल कोशिकाओं का प्रसार कम हो गया।
वॉन और वोंग कहते हैं, कुल मिलाकर, इन अध्ययनों ने उन्हें और उनके सहयोगियों को यह अनुमान लगाने के लिए प्रेरित किया कि फेफड़ों में नसों को अस्तर करने वाली एंडोथेलियल कोशिकाएं चोट के बाद केशिका बिस्तर की मरम्मत में भी योगदान देंगी।
एक समस्या थी: इन कोशिकाओं को अलग करने और समय के साथ उनका अनुसरण करने के लिए कोई मौजूदा उपकरण नहीं थे। वोंग ने इन्फ्लूएंजा की चोट के शून्य, 20 और 30 दिनों के बाद फुफ्फुसीय एंडोथेलियल कोशिकाओं के एकल-कोशिका आरएनए अनुक्रमण डेटा के माध्यम से जाना शुरू किया, यह जानकारी प्रयोगशाला ने पहले उत्पन्न की थी। उन्होंने सही मार्कर की पहचान की: Slc6a2 नामक जीन जो केवल फुफ्फुसीय नसों में दिखाई देता है। उन्होंने इस जीन के आधार पर एक माउस मॉडल तैयार करने के लिए फ्रैंक के साथ मिलकर काम किया।
“यह वास्तव में अजीब था, क्योंकि यह एक नॉरएपिनेफ्रिन ट्रांसपोर्टर भी है, जो आम तौर पर न्यूरॉन्स से जुड़ा होता है, और हम अभी भी निश्चित नहीं हैं कि यह फुफ्फुसीय नसों में क्यों व्यक्त किया जाएगा,” वह कहती हैं। लेकिन यह आकस्मिक था, और वह आनुवंशिक रूप से संशोधित माउस मॉडल में वीईसी के भाग्य को ट्रैक करने के लिए Slc6a2 का उपयोग करने में सक्षम थी।
आगे देखते हुए, वोंग का कहना है कि शोधकर्ता यह निर्धारित करने की कोशिश कर रहे हैं कि वीईसी अंकुरण में कौन से तंत्र योगदान करते हैं और कैंसर जैसे अन्य संदर्भों में एंजियोजेनेसिस को भी देख रहे हैं।
वॉन का कहना है कि इस पेपर की पद्धति जन्म के बाद तक काम नहीं करती है, लेकिन वह जानना चाहेंगे कि फेफड़ों के विकास के दौरान, प्रारंभिक भ्रूण की नसें बाकी रक्त वाहिकाओं के निर्माण में भूमिका निभाती हैं या नहीं।
जोआना वोंग विकासात्मक, स्टेम सेल और पुनर्योजी जीव विज्ञान में डॉक्टरेट उम्मीदवार हैं कोशिका एवं आण्विक जीवविज्ञान स्नातक समूह पेंसिल्वेनिया विश्वविद्यालय में.
एंड्रयू ई. वॉन में बायोमेडिकल साइंसेज के एसोसिएट प्रोफेसर हैं पेंसिल्वेनिया विश्वविद्यालय के पशु चिकित्सा स्कूल और में सहायक प्रोफेसर पुनर्योजी चिकित्सा संस्थान पर पेरेलमैन स्कूल ऑफ मेडिसिन.
डेविड बी. फ्रैंक पेन मेडिसिन में बाल रोग विभाग में बाल रोग के सहायक प्रोफेसर और फिलाडेल्फिया के चिल्ड्रेन हॉस्पिटल में एक उपस्थित चिकित्सक हैं।
अन्य सह-लेखक स्टेफ़नी एडम्स-त्ज़िवलेकिडिस, मारिया ई. जेंटाइल, निकोलस पी. होलकोम्ब, सारा कास-गेर्गी, ज़िनयुआन ली, मेरिल मेंडोज़ा, मैडलिन सिंह और पेन वेट और पेन मेडिसिन के गण झाओ हैं; होंगबो वेन, प्रशांत चन्द्रशेखरन, और फिलाडेल्फिया के चिल्ड्रेन हॉस्पिटल के सिल्विया एन. मिचकी; पेन मेडिसिन के एलन टी. टैंग; और वेंडरबिल्ट यूनिवर्सिटी मेडिकल सेंटर के निकोलस एम. नेग्रेटी और जेनिफर एमएस सुक्रे।
इस शोध को राष्ट्रीय हृदय, फेफड़े और रक्त संस्थान (अनुदान R01HL164350 और R56HL167937) द्वारा समर्थित किया गया था; आयला गनर प्रशांस्की फंड; और एक राष्ट्रीय सेवा अनुसंधान पुरस्कार व्यक्तिगत प्रीडॉक्टोरल फ़ेलोशिप।
