পুরুষ সেমিনাল প্লাজমা মেটাবোলোমিক্স গবেষণার বর্তমান অবস্থা এবং অগ্রগতি

বিমূর্ত: পুরুষের শুক্রাণুর গুণমান হ্রাসএকটি প্রধান পাবলিক হয়বিশ্বব্যাপী স্বাস্থ্য সমস্যা. তবে,সঠিক রোগ নির্ণয়সংশ্লিষ্ট রোগগুলি এখনও চ্যালেঞ্জিং, এবং প্যাথোজেনেসিস অস্পষ্ট রয়ে গেছে।সেমিনাল প্লাজমাজন্য একটি আদর্শ নমুনাপুরুষ প্রজনন গবেষণা, এবংসেমিনাল প্লাজমা বিপাকবিদ্যাএর সম্ভাব্য বায়োমার্কার এবং আণবিক প্রক্রিয়া তদন্তে প্রতিশ্রুতিবদ্ধ অ্যাপ্লিকেশন রয়েছেপুরুষ প্রজনন. এই নিবন্ধে, আমরা সাধারণ পর্যালোচনাsemenmetabolomics2011 থেকে 2022 পর্যন্ত অধ্যয়ন, এবং প্রযুক্তিগত পরিচয় করিয়ে দেয়বৈশিষ্ট্যএবংআবেদন অবস্থা oনিউক্লিয়ার চৌম্বকীয় অনুরণন,গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফি - ভর স্পেকট্রোমেট্রি, লিকুইড ক্রোমাটোগ্রাফি-মাস স্পেকট্রোমেট্রি, এবং রমন স্পেকট্রোস্কোপি। অতিরিক্তভাবে, আমরা দায়ী সেমিনাল প্লাজমা বিপাকের পরিবর্তনগুলিকে সংক্ষিপ্ত করিপুরুষ প্রজনন ব্যাধিএবং সেমিনাল প্লাজমামেটাবলমিক পদ্ধতি, সেমিনাল প্লাজমা মেটাবলিক মার্কার এবং তাদের জড়িত বিপাকীয় পথ সহ একাধিক দৃষ্টিকোণ থেকে পরিবেশগত এক্সপোজার, যা প্রধানত শক্তি বিপাক, লিপিড বিপাক, অ্যামিনো অ্যাসিড বিপাক এবং স্টেরয়েড বিপাক অন্তর্ভুক্ত করে। অবশেষে, আমরা পুরুষ প্রজননের ক্ষেত্রে বীর্য বিপাক সংক্রান্ত গবেষণার অসুবিধাগুলি বিশ্লেষণ করি এবং ভবিষ্যতের বিকাশের প্রবণতা প্রস্তাব করি।

মূল শব্দ:বিপাকবিদ্যা;সেমিনাল প্লাজমা; পুরুষ প্রজনন; শুক্রাণুর গুণমান

হার্ব CISTANCHE পুরুষ প্রজনন ব্যাধি 

Wecistanche এর সহায়ক পরিষেবা

ইমেল:wallence.suen@wecistanche.com

হোয়াটসঅ্যাপ/টেল:+86 15292862950

বন্ধ্যাত্ব বিশ্বব্যাপী প্রায় 187 মিলিয়ন দম্পতি সন্তান জন্মদানের বয়সকে প্রভাবিত করে, যার প্রকোপ 15%, যার মধ্যে পুরুষ কারণগুলি প্রায় 50% [1]। পুরুষ বন্ধ্যাত্বের কারণগুলির মধ্যে রয়েছে জেনেটিক কারণ, জীবনধারা এবং পরিবেশগত এক্সপোজার, প্রধানত শুক্রাণুর গুণমান হ্রাস [২] হিসাবে প্রকাশ পায়। বর্তমানে, পুরুষ বন্ধ্যাত্বের নির্ণয় প্রধানত বীর্যের গুণমান বিশ্লেষণের উপর নির্ভর করে, কিন্তু ইডিওপ্যাথিক বন্ধ্যাত্ব (আনুমানিক 30% থেকে 40% রোগীর জন্য হিসাব) নিয়মিত বীর্য বিশ্লেষণ, শারীরিক পরীক্ষা, এবং পরীক্ষাগার পরীক্ষার মাধ্যমে সঠিকভাবে সনাক্ত করা যায় না [3], এবং প্রাথমিক রোগ নির্ণয় বা হস্তক্ষেপ বিশাল চ্যালেঞ্জের সম্মুখীন হয় [৪]।

সেমিনাল প্লাজমা বীর্যের একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান। এটি প্রোস্ট্যাটিক তরল, সেমিনাল ভেসিকল ফ্লুইড, এপিডিডাইমাল ফ্লুইড এবং বালবোউরেথ্রাল গ্ল্যান্ড সিক্রেশন ফ্লুইড দিয়ে গঠিত। এটি শুক্রাণু সঞ্চয়ের জন্য বাহ্যিক পরিবেশ, এটি শুক্রাণুর গতিশীলতা এবং শুক্রাণুর ক্যাপাসিটেশনকে প্রভাবিত করে এবং মহিলাদের প্রজনন ব্যবস্থা [5-6] এর সাথে মিথস্ক্রিয়ার মাধ্যমে স্বাভাবিক নিষিক্তকরণ প্রক্রিয়াকে প্রভাবিত করে। অতএব, এটি পুরুষ প্রজনন গবেষণার জন্য একটি আদর্শ জৈবিক নমুনা হিসাবে বিবেচিত হয় [7]। উচ্চ-থ্রুপুট প্রযুক্তির বিকাশের সাথে, সিস্টেম বায়োলজির মাল্টি-লেভেল ওমিক্স প্রযুক্তি (জিনোম, এপিজেনোম, ট্রান্সক্রিপ্টোম, প্রোটিওম এবং মেটাবোলোম ইত্যাদি) বন্ধ্যাত্ব চিহ্নিতকারী এবং প্যাথোজেনেসিস অন্বেষণের জন্য একটি শক্তিশালী হাতিয়ার হয়ে উঠেছে [8]। বিভিন্ন ওমিক্স প্রযুক্তির মধ্যে, বিপাকবিদ্যা জৈবিক ফিনোটাইপের সাথে সবচেয়ে ঘনিষ্ঠভাবে জড়িত। এটি প্রধানত 1000 Da [9] এর কম অন্তঃসত্ত্বা বিপাক অধ্যয়ন করে। শরীর, টিস্যু বা কোষের উদ্দীপনা বা ব্যাঘাতের পরে বিপাকীয় পার্থক্য বিশ্লেষণ করে [১০], এটি জৈবিক ব্যবস্থার বিপাকীয় প্রক্রিয়ার পরিবর্তনগুলি প্রকাশ করে [১১]। সেমিনাল প্লাজমা ছোট অণু সক্রিয় বিপাক সমৃদ্ধ, যা নিষিক্তকরণ প্রক্রিয়ার জন্য পুষ্টি সরবরাহ করে। সেমিনাল প্লাজমাতে আণবিক পরিবর্তনগুলি শুক্রাণুর অবস্থা এবং সমগ্র প্রজনন ব্যবস্থাকে প্রতিফলিত বা প্রভাবিত করতে পারে এবং শেষ পর্যন্ত পুরুষের উর্বরতাকে প্রভাবিত করতে পারে [12]। সেমিনাল প্লাজমা নমুনাগুলির জন্য ক্লান্তিকর প্রিট্রিটমেন্টের প্রয়োজন হয় না, যা ক্লিনিকাল নমুনাগুলির সনাক্তকরণের সময়কে সংক্ষিপ্ত করে এবং কর্মীদের অপারেশনের পক্ষপাত কমিয়ে দেয়, যা তাদের ক্লিনিকাল রূপান্তরের জন্য খুব উপযুক্ত করে তোলে। সেমিনাল প্লাজমা মেটাবোলোমিক্স সেমিনাল প্লাজমা ক্ষুদ্র অণু বিপাককে বিস্তৃতভাবে বিশ্লেষণ করতে পারে, যেমন পুষ্টি (অ্যামিনো অ্যাসিড, কার্বোহাইড্রেট এবং লিপিড, ইত্যাদি), হরমোন, নিউক্লিওটাইড ইত্যাদি, এবং পুরুষের স্বাস্থ্য অপ্রীতিকরদের সাথে তাদের সম্পর্ককে ব্যাপকভাবে বিশ্লেষণ করতে পারে।

সারণী 1 গত দশকে পুরুষ প্রজনন স্বাস্থ্যের ক্ষেত্রে সাধারণ সেমিনাল প্লাজমা মেটাবোলোমিক্স গবেষণার ফলাফলের সংক্ষিপ্ত বিবরণ দেয়, যেমন শুক্রাণুর গুণমান বা উর্বরতার মূল্যায়ন, পুরুষ বন্ধ্যাত্ব রোগের নির্ণয় এবং প্রক্রিয়া গবেষণা এবং সহায়ক প্রজনন প্রভাবের মূল্যায়ন।

সেমিনাল প্লাজমা মেটাবোলোমিক্স প্রযুক্তি

সেমিনাল প্লাজমা মেটাবোলোমিক্স গবেষণায় সাধারণত ব্যবহৃত বিচ্ছেদ কৌশলগুলির মধ্যে রয়েছে উচ্চ কর্মক্ষমতা লিকুইড ক্রোমাটোগ্রাফি (HPLC), গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফি (GC) এবং কৈশিক ইলেক্ট্রোফোরেসিস (CE), এবং সনাক্তকরণ কৌশলগুলির মধ্যে রয়েছে ভর স্পেকট্রোমেট্রি (MS), নিউক্লিয়ার ম্যাগনেটিক রেজোন্যান্স (NMR) এবং রমন। স্পেকট্রোস্কোপি

ক্রোমাটোগ্রাফি-মাস স্পেকট্রোমেট্রির সর্বোচ্চ সনাক্তকরণ সংবেদনশীলতা এবং নির্দিষ্টতা রয়েছে, যখন এনএমআর-এর ভাল প্রজননযোগ্যতা এবং সঠিক পরিমাণগত বিশ্লেষণের বৈশিষ্ট্য রয়েছে, তাই এটি সর্বাধিক ব্যবহৃত সেমিনাল প্লাজমা মেটাবোলোমিক্স গবেষণা প্রযুক্তিতে পরিণত হয়েছে (সারণী 1)[7, 12-33 ]।

গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফি-ম্যাস স্পেকট্রোমেট্রি (GC-MS) অ্যামিনো অ্যাসিড, গ্লুকোজ এবং নিউক্লিক অ্যাসিডের মতো ছোট অণু বিপাক বিশ্লেষণে দুর্দান্ত সুবিধা দেখায়, যখন তরল ক্রোমাটোগ্রাফি-ম্যাস স্পেকট্রোমেট্রি (এলসি-এমএস) বায়োম্যাক্রোমোলিকিউলেস (এলসি-এমএস) এর উচ্চ সংবেদনশীলতা রয়েছে। এবং লিপিড (যেমন ফসফোলিপিড) এবং জটিল নমুনা প্রস্তুতির প্রয়োজন হয় না। যাইহোক, ভর স্পেকট্রোমেট্রি শুধুমাত্র আয়নিত পদার্থ সনাক্ত করতে পারে এবং বিপাক বিশ্লেষণ করতে পারে না যা আয়নাইজ করা কঠিন। ভর স্পেকট্রোমেট্রির সাথে তুলনা করে, এনএমআর সঠিকভাবে কিছু অ্যালকোহল বা চিনির বিপাককে পরিমাপ করতে পারে যা আয়নাইজ করা সহজ নয়। যাইহোক, এনএমআর যন্ত্র সনাক্তকরণের সংবেদনশীলতা কম এবং বিপাকের লক্ষ্যবস্তু বিশ্লেষণ করা যায় না, যা এনএমআর (টেবিল 2) প্রয়োগকে সীমাবদ্ধ করে। অতএব, ক্রোমাটোগ্রাফি-গণ স্পেকট্রোমেট্রি এবং অন্যান্য প্রযুক্তিগত উপায়গুলির সনাক্তকরণের ফলাফলগুলিকে একত্রিত করা প্রয়োজন যাতে সেমিনাল প্লাজমার মেটাবোলাইট প্রোফাইল তথ্য ব্যাপকভাবে পাওয়া যায়। গবেষণা পদ্ধতি অনুসারে, বিপাকবিদ্যাকে লক্ষ্যবস্তু এবং অ-লক্ষ্যযুক্ত বিপাকবিদ্যায় ভাগ করা হয়। টার্গেটেড মেটাবোলোমিক্স পদ্ধতির লক্ষ্য পরিচিত মেটাবোলাইট সনাক্ত করা এবং পরিমাপ করা, যখন অ-টার্গেটেড মেটাবোলোমিক্স পদ্ধতিগুলি পরিচিত এবং অজানা মেটাবোলাইটের প্রাচুর্য পরিবর্তনকে বিবেচনায় নিয়ে যতটা সম্ভব বিপাক সনাক্ত করার উপর ফোকাস করে। যেহেতু সেমিনাল প্লাজমা মেটাবোলোমে তুলনামূলকভাবে কম তথ্য রয়েছে, তাই অ-লক্ষ্যযুক্ত বিপাকবিদ্যা পদ্ধতি ব্যবহার করে বিপাকীয় ডিফারেনশিয়াল বিশ্লেষণ সাধারণত সম্ভাব্য প্যাথোজেনিক প্রক্রিয়া এবং সম্ভাব্য লক্ষ্যগুলি প্রকাশ করতে ব্যবহৃত হয়।

1.1 নিউক্লিয়ার ম্যাগনেটিক রেজোন্যান্স স্পেকট্রোস্কোপি

এনএমআর হল মেটাবোলোমিক্স গবেষণায় ব্যবহৃত প্রাচীনতম প্রযুক্তি। এটি নমুনাগুলির নিরপেক্ষ এবং ধ্বংসাত্মক সনাক্তকরণ সম্পাদন করতে পারে এবং সহজ প্রস্তুতি, ভাল প্রজননযোগ্যতা এবং সঠিক পরিমাণ নির্ধারণের সুবিধা রয়েছে। এমএস-এর সাথে তুলনা করে, এনএমআর বিপাকের পরিমাণগত বিশ্লেষণ করতে পারে যা সহজে আয়নিত হয় না (যেমন অ্যালকোহল বা শর্করা)। যাইহোক, যৌগগুলির গুণগত বা পরিমাণগত বিশ্লেষণে NMR এর একটি সংকীর্ণ সনাক্তকরণ পরিসীমা, কম রেজোলিউশন এবং পক্ষপাত রয়েছে। আরও গুরুত্বপূর্ণ, এনএমআর-এর সংবেদনশীলতা কম এবং জৈবিক নমুনাগুলির ট্রেস বিশ্লেষণ বা বিপাকগুলির লক্ষ্যযুক্ত বিশ্লেষণের চাহিদা পূরণ করতে পারে না। উপরন্তু, ইন্টিগ্রেশন সময়ের সীমাবদ্ধতার কারণে, একটি একক বিশ্লেষণে মাত্র 30 থেকে 60 বিপাক সনাক্ত করা যায় এবং থ্রুপুট কম। সারণি 1 এ দেখানো হয়েছে, NMR-ভিত্তিক সেমিনাল প্লাজমা মেটাবোলোমিক্স গবেষণা প্রধানত বিপাক সনাক্তকরণের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে যেমন বিভিন্ন অ্যামিনো অ্যাসিড এবং তাদের ডেরিভেটিভস, ফ্যাটি অ্যাসিড এবং শর্করা, যা স্বাস্থ্যকর নিয়ন্ত্রণ থেকে বন্ধ্যাত্বের ক্ষেত্রে পার্থক্য করতে ব্যবহৃত হয় [12, 18, 34 ]। তাদের মধ্যে, সেমিনাল প্লাজমাতে অ্যামিনো অ্যাসিডের বিষয়বস্তুর পার্থক্য হল গবেষণার কেন্দ্রবিন্দু, বিশেষ করে আর্জিনাইন, লাইসিন, টাইরোসিন ইত্যাদি। [13-15, 18, 30, 34]। যাইহোক, এই গবেষণাগুলির বেশিরভাগই বিপাকের আপেক্ষিক পরিমাপ পদ্ধতি ব্যবহার করে, যার পরিপূর্ণ পরিমাণের অভাব রয়েছে এবং পাবলিক ডেটার সাথে তুলনা করা যায় না। তারা NMR এর সুবিধাগুলি সম্পূর্ণরূপে ব্যবহার করতে পারে না এবং তাদের কিছু সীমাবদ্ধতা রয়েছে [35]।

1.2 ক্রোমাটোগ্রাফি-ভর স্পেকট্রোমেট্রি প্রযুক্তি

GC-MS বিপাক গবেষণার একটি গুরুত্বপূর্ণ মাধ্যম, প্রধানত জৈব অ্যাসিড এবং উদ্বায়ী বিপাক সনাক্তকরণ। অ-উদ্বায়ী বিপাকের জন্য, তারা ডেরিভেটাইজেশনের মাধ্যমে জিসি সনাক্তকরণের জন্য উপযুক্ত যৌগগুলিতে রূপান্তরিত হতে পারে। কিয়াও এট আল। [25] 44টি ইডিওপ্যাথিক বন্ধ্যাত্ব চিহ্নিতকারী অ-লক্ষ্যবিহীন পদ্ধতির মাধ্যমে পরীক্ষা করা হয়েছে, বিশেষ করে 4- অ্যামিনোফেনিলাসেটিক অ্যাসিডের বিষয়বস্তু, যা শুক্রাণুর ঘনত্বের সাথে ইতিবাচকভাবে সম্পর্কযুক্ত ছিল। যাইহোক, GC-এর সনাক্তকরণ পরিসর সংকীর্ণ, এবং এটি শুধুমাত্র নির্দিষ্ট বিপাকীয় পদার্থ যেমন অ্যামিনো অ্যাসিড বা সেমিনাল প্লাজমাতে ফ্যাটি অ্যাসিড সনাক্ত করতে পারে।

একই সময়ে, ডেরিভাটাইজেশন প্রক্রিয়া বিপাকীয় পুনরুদ্ধারের হার কমাতে পারে এবং নমুনার বিশ্লেষণের সময় বাড়াতে পারে। উপরন্তু, ডেরিভেটাইজেশন পদ্ধতির পার্থক্যগুলি একটি মানসম্মত ডাটাবেস প্রতিষ্ঠার ক্ষেত্রেও চ্যালেঞ্জ নিয়ে আসে।

LC-MS হল সেমিনাল প্লাজমা মেটাবোলোমিক্স গবেষণার প্রধান প্রযুক্তিগত উপায়। উপযুক্ত বিচ্ছেদ পদ্ধতি (স্বাভাবিক ফেজ, রিভার্স ফেজ) এবং স্ক্যানিং মোড (ধনাত্মক আয়ন, নেতিবাচক আয়ন, ইত্যাদি) লক্ষ্য মেটাবোলাইট বিভাগের (পোলার, নন-পোলার, ইত্যাদি) উপর ভিত্তি করে নির্বাচন করা যেতে পারে। বিপাক নিষ্কাশনের জন্য অনেক পদ্ধতি আছে।

লক্ষ্য বিপাকের পোলারিটি সাধারণ বিপাক এবং হাইড্রোফোবিক লিপিড অণুগুলির নিষ্কাশন সহ নিষ্কাশন পদ্ধতি নির্ধারণ করে। অধ্যয়ন করা বিপাকীয় বৈশিষ্ট্য অনুসারে, দক্ষ পৃথকীকরণ অর্জনের জন্য বিভিন্ন ধরণের ক্রোমাটোগ্রাফিক কলাম নির্বাচন করা যেতে পারে, যার মধ্যে বিপরীত-ফেজ তরল ক্রোমাটোগ্রাফি সবচেয়ে সাধারণ। বিভিন্ন পরীক্ষামূলক নকশা অনুসারে, এটি সাধারণত উচ্চ-রেজোলিউশন ভর স্পেকট্রোমেট্রির উপর ভিত্তি করে অ-লক্ষ্যযুক্ত বিপাকবিদ্যা প্রযুক্তি এবং ট্রিপল কোয়াড্রপোল ভর স্পেকট্রোমেট্রির উপর ভিত্তি করে লক্ষ্যযুক্ত বিপাকবিদ্যা প্রযুক্তিতে বিভক্ত। এলসি-এমএস বিপাক গবেষণায় একটি পরম হট স্পট হয়ে উঠেছে এবং বিভিন্ন ফ্রি কার্নিটাইনস, অ্যাসিলকার্নিটাইনস, পলিস্যাকারাইডস, অ্যামিনো অ্যাসিড, বায়োজেনিক অ্যামাইন এবং লিপিড সহ সেমিনাল প্লাজমাতে বিভিন্ন ধরণের বিপাক নির্ধারণ করতে ব্যবহৃত হয়েছে [27, 32]। ভবিষ্যতে, এটি সেমিনাল প্লাজমা মেটাবোলোমিক্সের ক্ষেত্রে আরও ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হবে বলে আশা করা হচ্ছে [36]।

1.3 রমন স্পেকট্রোস্কোপি

রামন স্পেকট্রোস্কোপি এনএমআর-এর একটি ভাল সম্পূরক। এই প্রযুক্তিটি মেরু পদার্থের প্রতিক্রিয়ার প্রতি সংবেদনশীল নয় এবং সাধারণত অ-পোলার বিপাক সনাক্তকরণের জন্য ব্যবহৃত হয়। রামন স্পেকট্রোস্কোপি-ভিত্তিক সেমিনাল প্লাজমা মেটাবোলোমিক্স প্রযুক্তি খুঁজে পেয়েছে যে স্বাভাবিক পুরুষ এবং অ্যাথেনোস্পার্মিয়া বা ইডিওপ্যাথিক বন্ধ্যাত্ব [20-21] সহ পুরুষদের মধ্যে সেমিনাল প্লাজমার বিপাকীয় আঙুলের ছাপের মধ্যে উল্লেখযোগ্য পার্থক্য রয়েছে। চিহ্নিত নির্দিষ্ট কার্যকরী গোষ্ঠীগুলি অক্সিডেটিভ স্ট্রেস (ওএস)-সম্পর্কিত মেটাবোলাইটের পার্থক্য নির্দেশ করে [২১]। যাইহোক, জনসাধারণের ডেটা তথ্যের অভাবের কারণে, বিপাককে সঠিকভাবে সনাক্ত করা বা পরিমাপ করা কঠিন। তুলনামূলকভাবে, রমন স্পেকট্রোস্কোপি প্রযুক্তির উপর ভিত্তি করে সেমিনাল প্লাজমা মেটাবোলোমিক্সের উপর তুলনামূলকভাবে কম গবেষণা রয়েছে এবং গবেষণাটি সাধারণত অনুসন্ধানমূলক পর্যায়ে রয়েছে।