कैल्शियम फ्लोरोफोर लेबलिंग और नैनोपार्टिकल ट्रैकिंग विश्लेषण का उपयोग करके मनुष्यों में मूत्र नैनोक्रिस्टल का अनुमान
Summary
इस अध्ययन का उद्देश्य यह निर्धारित करना था कि क्या नैनोपार्टिकल ट्रैकिंग विश्लेषण (एनटीए) स्वस्थ वयस्कों से नैनोक्रिस्टल युक्त मूत्र कैल्शियम का पता लगा सकता है और उसकी मात्रा निर्धारित कर सकता है । वर्तमान अध्ययन से निष्कर्ष NTA सुझाव है कि गुर्दे की पथरी रोग के दौरान मूत्र नैनोक्रिस्टल का अनुमान लगाने के लिए एक संभावित उपकरण हो सकता है ।
Abstract
वयस्कों और बच्चों में गुर्दे की पथरी दुनिया भर में अधिक प्रचलित होती जा रही है। गुर्दे की पथरी का सबसे आम प्रकार कैल्शियम ऑक्सलेट (CaOx) क्रिस्टल शामिल है। क्रिस्टलुरिया तब होता है जब मूत्र खनिजों (जैसे, कैल्शियम, ऑक्सालेट, फॉस्फेट) के साथ अधिसंख्य हो जाता है और गुर्दे की पथरी के गठन से पहले होता है। पत्थर के पूर्वे में क्रिस्टलुरिया का आकलन करने के लिए मानक तरीकों में माइक्रोस्कोपी, निस्पंदन और अपकेंद्रित्र शामिल हैं। हालांकि, ये तरीके मुख्य रूप से माइक्रोक्रिस्टल का पता लगाते हैं न कि नैनोक्रिस्टल। नैनोक्रिस्टल्स को विट्रो में माइक्रोक्रिस्टल की तुलना में किडनी एपिथेलियल सेल्स के लिए ज्यादा नुकसानदेह होने का सुझाव दिया गया है। यहां, हम मानव मूत्र नैनोक्रिस्टल का पता लगाने के लिए नैनोपार्टिकल ट्रैकिंग विश्लेषण (एनटीए) की क्षमता का वर्णन करते हैं। स्वस्थ वयस्कों को मूत्र नैनोक्रिस्टल को उत्तेजित करने के लिए ऑक्सलेट लोड पीने से पहले एक नियंत्रित ऑक्सालेट आहार खिलाया गया था। ऑक्सलेट लोड से पहले और बाद में 24 घंटे के लिए मूत्र एकत्र किया गया था। नमूनों को शुद्ध करने के लिए इथेनॉल के साथ कार्रवाई की गई और धोया गया। मूत्र नैनोक्रिस्टल कैल्शियम बाध्यकारी फ्लोरोफोर, फ्लोरो-4 AM के साथ दाग रहे थे । धुंधला होने के बाद एनटीए का उपयोग करके नैनोक्रिस्टल का आकार और गिनती निर्धारित की गई । इस अध्ययन से प्राप्त निष्कर्ष एनटीए स्वस्थ वयस्कों में नैनोक्रिस्टलुरिया का कुशलतापूर्वक पता लगा सकते हैं। इन निष्कर्षों से पता चलता है एनटीए गुर्दे की पथरी रोग के रोगियों में नैनोक्रिस्टलुरिया की एक मूल्यवान जल्दी पता लगाने विधि हो सकता है ।
Introduction
मूत्र क्रिस्टल तब बनते हैं जब मूत्र खनिजों के साथ अधिसंतृप्त हो जाता है। यह स्वस्थ व्यक्तियों में हो सकता है लेकिन गुर्दे की पथरी वाले व्यक्तियों में अधिक आम है1. मूत्र क्रिस्टल की उपस्थिति और संचय गुर्दे की पथरी विकसित करने के जोखिम को बढ़ा सकता है। विशेष रूप से, यह तब होता है जब क्रिस्टल रैंडल की पट्टिका से बांधते हैं, नाभिक, जमा होतेहैं, और समय2,3, 4के साथबढ़तेहैं। क्रिस्टलुरिया गुर्दे के पत्थर के गठन से पहले होता है और क्रिस्टलुरिया के आकलन का गुर्दे के पत्थर के फॉर्मर्स3,5में भविष्य कहनेवाला मूल्य हो सकता है । विशेष रूप से, क्रिस्टलुरिया को6,7कैल्शियम ऑक्सलेट के इतिहास वाले रोगियों में पत्थर पुनरावृत्ति के जोखिम का अनुमान लगाने के लिए उपयोगी होने का सुझाव दिया गया है ।
क्रिस्टल को गुर्दे के एपिथेलियल पर नकारात्मक प्रभाव डाला गया है और प्रतिरक्षा कोशिका कार्य 8 ,9,10,11,12,13को प्रसारित किया गया है । यह पहले बताया गया है कि कैल्शियम ऑक्सालेट (सीएओएक्स) गुर्दे के पत्थर के पूर्वों से मोनोसाइट्स परिसंचारी ने स्वस्थ व्यक्तियों की तुलना में सेलुलर बायोएनेरेगेटिक्स को दबा दिया है14। इसके अलावा, सीएओसी क्रिस्टल सेलुलर बायोनेरेरेटिक को कम करते हैं और मोनोसाइट्स8में रेडॉक्स होमोसेस्टेसिस को बाधित करते हैं। ऑक्सलेट से भरपूर भोजन के सेवन से क्रिस्टलुरिया हो सकता है जिससे गुर्दे की ट्यूबल क्षति हो सकती है और मूत्र स्थूल अणुओं के उत्पादन और कार्य में परिवर्तन हो सकता है जो गुर्दे की पथरी के निर्माण के खिलाफ सुरक्षात्मक हैं15,16। कई अध्ययनों से यह दर्शाया गया है कि मूत्र के पीएच और मूत्र के तापमान के आधार पर मूत्र क्रिस्टल आकार और आकार में भिन्न होसकतेहैं17, 18,19. इसके अलावा, मूत्र प्रोटीन क्रिस्टल व्यवहार20को मिलाना दिखाया गया है । Daudon एट अल19,प्रस्ताव किया है कि क्रिस्टलुरिया विश्लेषण गुर्दे की पथरी रोग के साथ रोगियों के प्रबंधन में और चिकित्सा के लिए उनकी प्रतिक्रिया का आकलन करने में मददगार हो सकता है । क्रिस्टल की उपस्थिति का मूल्यांकन करने के लिए वर्तमान में उपलब्ध कुछ पारंपरिक तरीकों में ध्रुवीकृत माइक्रोस्कोपी21,22, इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी23, कण काउंटर3,मूत्र निस्पंदन24, वाष्पीकरण3,5 या अपकेंद्रित्र21शामिल हैं । इन अध्ययनों ने क्रिस्टलुरिया के बारे में गुर्दे के पत्थर के क्षेत्र को मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान की है। हालांकि, इन तरीकों की एक सीमा आकार में 1 माइक्रोन से कम क्रिस्टल की कल्पना और मात्रा निर्धारित करने में असमर्थता रही है। इस आकार के क्रिस्टल रैंडल की पट्टिका से जोड़कर सीएऑक्स पत्थरों के विकास को प्रभावित कर सकते हैं।
नैनोक्रिस्टल्स को बड़े माइक्रोक्रिस्टल25की तुलना में गुर्दे की कोशिकाओं को व्यापक चोट पहुंचाने के लिए दिखाया गया है । नैनोक्राइक्ले एनालाइजर26,27के उपयोग से मूत्र में नैनोक्रिस्टल की उपस्थिति की सूचना मिली है . हाल के अध्ययनों ने नैनोस्केल फ्लो साइटोमेट्री28का उपयोग करके नैनोक्रिस्टल की जांच करने के लिए फ्लोरोसेंटली लेबल बिस्फोस्फेट प्रोब्स (एलेंड्रोनेट-फ्लोरोसेइन/एलेंड्रोनेट-साइ5) का उपयोग किया है । इस डाई की सीमा यह है कि यह विशिष्ट नहीं है और सिस्टीन को छोड़कर लगभग सभी प्रकार के पत्थरों से बांधेगा। इस प्रकार, व्यक्तियों में नैनोक्रिस्टल की उपस्थिति का सही आकलन क्रिस्टलुरिया का निदान करने और/या पत्थर के जोखिम की भविष्यवाणी करने के लिए एक प्रभावी उपकरण हो सकता है । इस अध्ययन का उद्देश्य नैनोपार्टिकल ट्रैकिंग विश्लेषण (एनटीए) का उपयोग करके नैनोक्रिस्टल (आकार में <1 माइक्रोन) युक्त कैल्शियम का पता लगाना और मात्रा निर्धारित करना था। इस लक्ष्य को हासिल करने के लिए, एनटीए प्रौद्योगिकी का उपयोग स्वस्थ वयस्कों के मूत्र में नैनोक्रिस्टल युक्त कैल्शियम का पता लगाने और निर्धारित करने के लिए कैल्शियम बाध्यकारी फ्लोरोफोर, फ्लोरो-4 एएम के संयोजन में किया गया था।
Protocol
Representative Results
Discussion
एनटीए का इस्तेमाल वर्तमान अध्ययन में कैल्शियम बाइंडिंग प्रोब, फ्लूो-4 एएम का उपयोग करके मानव मूत्र में नैनोक्रिस्टल का आकलन करने के लिए किया गया है । मूत्र में नैनोक्रिस्टल का पता लगाने के लिए कोई मानक …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखक सभी अध्ययन प्रतिभागियों और यूएबी सीसीटीएस बायोपोषण कोर और यूएबी हाई रिजॉल्यूशन इमेजिंग सर्विस सेंटर को उनके योगदान के लिए धन्यवाद देते हैं। इस काम को एनआईएच ग्रांट DK106284 और DK123542 (टीएम), और UL1TR003096 (नेशनल सेंटर फॉर एंडलिंग ट्रांसलेशनल साइंसेज) द्वारा समर्थित किया गया था।
Materials
| Benchtop Centrifuge | Jouan Centrifuge | CR3-12 | |
| Calcium Oxalate monohydrate | Synthesized in the lab as previously described29. | Store at RT; Stock 10 mM | |
| Calcium Phosphate crystals (hydroxyapatite nanopowder) | Sigma | 677418 | Store at RT; Stock 10 mM |
| Ethanol | Fischer Scientific | AC615095000 | Store at RT; Stock 100% |
| Fluo-4 AM* | AAT Bioquest, Inc. | 20550 | Store at Freezer (-20°C); Stock 5 mM |
| Gold Nanoparticles | Sigma | 742031 | Store at 2-8°C |
| NanoSight Instrument | Malvern Instruments, UK | NS300 | |
| Syringe pump | Harvard Apparatus | 98-4730 | |
| Virkon Disinfectant | LanXESS Energizing Company, Germany | LSP | |
| *Fluorescence dyes are light sensitive; stock and aliquots should be stored in the dark at -20°C. | |||
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