Томуугийн үндэсний төв
Өгүүллийн PDF-ийг татах
2011 оны анагаах ухаан, физиологийн салбарын Нобелийн шагналыг АНУ-ын иммунгенетикч Брюс Бойтлер (Bruce Beutler), Францийн биологич Жюль Хоффман (Jules Hoffman) нар “төрөлх дархлаа сэдээх механизмыг нээсэн” бүтээлээрээ, АНУ-ын эс судлаач Ральф Штайнман (Ralf Steinman) “сэртэнт эс, түүний олдмол дархлаанд гүйцэтгэх үүргийг нээсэн” бүтээлээрээ хувааж авлаа (Зураг 1-3) [1].
Зураг 1. Брюс Бойтлер
Зураг 2. Жюль Хоффман
Зураг 3. Ральф Штайнман (1943-2011)
Энэ жилийн анагаах ухаан, физиологийн салбарын Нобелийн шагналтнууд үндсэндээ онолын судлаачид юм. Ж.Хоффман [2], Б.Бойтлер [3] нар төрөлх дархлаа(innate immunity) -ны молекул механизмд Toll-төст рецепторын үүргийг судлан тогтоосон бол, Р.Штайнман [4] сэртэнт эс(dendritic cell) -ийг анх нээн олж, олдмол дархлаа(adaptive immunity) -нд гүйцэтгэх үүргийг нь илрүүлэн баталгаажуулжээ.
1941 онд Люксембургт төрсөн Францийн иргэн Ж.Хоффман бол хөгжлийн биологич (developmental biologist) эрдэмтэн бөгөөд гол судалгаануудаа сонгодог генетикийн гол загвар амьтан болох дрозофил буюу жимсний ялаан дээр хийжээ. Түүний эхэн үеийн судалгаанууд нь шавьжийн стеройд хормонуудын онтогенезэд үзүүлэх нөлөө байсан бөгөөд 1990-ээд оноос дрозофилийн Toll рецепторыг судлаж, төрөлх дархлаанд уг рецепторын үүргийг нээсэн юм.
Toll рецептор гэдэг нь дрозофилийн эмбриогенезэд чухал үүрэгтэй гэж үзэж асан нэг гений бүтээгдэхүүн бөгөөд эсийн мембраныг нэвтлэн тогтсон уураг (transmembrane protein) бөгөөд ердийн нөхцөлд димер хэлбэртэй байдаг ажээ [Зураг 4-5].
Зураг 4. Toll-рецепторын мономер молекулын орон зайн дүрслэл [6]
Зураг 5. Эсийн мембран нэвт гарсан Toll-рецепторын димер молекулын гурван хэмжээст (3D) загвар [7].
TLR-4: Toll-төст рецептор 4; LPS: липополисахарид; MD-2(LY96): лимфоцитын эсрэгтөрөгч 96; TIR(Toll-IL-1-Receptor): Toll-интерлейкин -1-рецептор
Онтогенезийн молекул механизыг нээсэн судалгаагаараа 1995 онд анагаах ухаан, физиологийн салбарын Нобелийн шагнал хүртсэн Германий хөгжлийн биологич, хатагтай Христиане Нюслайн-Фолхард (Christiane Nьsslein-Volhard) 1985 онд Toll рецепторын генийг нээжээ [8-9]. Toll гэдэг нь “галзуу”, “гайхамшигтай” гэсэн хос утгатай герман үг юм. Дрозофилийн авгалдайн хэвэл тал дутуу хөгжсөнөөс хонхойж, этгээд харагдуулдаг тул “галзуу” (weird) нэр авсан мутацийг үүсгэгч генийг олж тогтоогоод баярласан хатагтай Христиане Нюслайн-Фолхард “Das ist ja toll” (“энэ ч ёстой галзуу эд байна даа” гэсэндүү хоёрлосон утгатай герман хэллэг) гэж уулга алдсанаас үүдэн энэ генд Toll гэсэн нэр хайрласан ажээ. Шинжлэх ухааны нэр томъёонд ч гэсэн судлаачдын сэтгэл хөдлөл бас тусч болдогийн нэг жишээ энэ болов уу. Дашрамд хэлэхэд энэ жилийн анагаах ухаан-физиологийн салбарын Нобелийн шагналтнуудыг нэгтгэж буй бас нэг шинж нь тэд АНУ, Францийн иргэд боловч бүгд герман жүүд (еврей) гарлын хүмүүс байгаа нь юм. Энэ нь тэдний “хэвтэвч урлаач” (Beutler), “итгэлт эр” (Hoffman), “чулуучин” (Steinman) гэсэн герман удмын нэрээр нь танигдаж байгаа болно.
Ж.Хоффман 1990-2000-аад онд хийсэн цуврал судалгаагаараа дрозофилийн Toll рецептор нь бактер, мөөгөнцөрийн эсийн ханын уургуудыг таньж, саармагжуулах уураг нийлэгжүүлдэг, өөрөөр хэлбэл, төрөлх дархлааг сэдээгч юм гэдгийг нээсэн ажээ [3; 10]. Мөн Toll рецептортой төстэй бүтэц, үүрэгтэй шинэ рецепторууд нээж, тэдгээрийг Toll-төст рецептор (Toll-like receptor: TLR) хэмээн нэрлэсэн байна.
1957 онд Чикагод төрсөн Б.Бойтел 1981 онд Чикагогийн их сургуулийн Анагаах ухааны сургуулийг төгсөөд дархлалын генетикийн судалгаагаар дагнан мэргэшсэн эрдэмтэн бөгөөд эхлээд грам-сөрөг бактериудын эндотоксины молекул бүтэц, үйлдлийг судлаж, энэ нь бактерийн ханын липополисахарид (LPS) юм байна гэдгийг илрүүлжээ [2; 7]. Б.Бойтел ихэнхи судалгаагаа хөхтөн амьтны туршлагын гол загвар болох цагаан хулгана дээр хийсэн бөгөөд эндотоксин буюу LPS-ийн цагаан хулганын организмд үзүүлэх нөлөөг судласан цуврал судалгаа нь LPS төрөлх дархлааг сэдээхдээ TLR-4-тэй харилцан үйлчилдэг гэдгийг нээсэн (Зураг 5) нь одоо 15 хүрээд байгаа Toll-рецепторын бүлийн гишүүн тус бүр нь нян, вирүсийн эмгэгтөрөгч-холбоот өвөрмөц молекул(pathogen-associated molecular patterns: PAMPs)-ын өөр өөр хувилбартай харилцан үйлчилж, өвөрмөц интерлейкин болон бусад адаптер молекулын нийлэгшлийг сэдээдэг болохыг нээхэд хүргэсэн (Зураг 6) нь түүнийг Нобелийн шагналтан болгосон юм.
Зураг 6. Toll-рецептороор сэдээгдэх төрөлх дархлааны үйлдлийн өөр хоорондын холбооны диаграм [6]
1943 онд Канадын Монреаль хотноо төрсөн Р.Штайнман 1968 онд АНУ-ын Харвардын анагаах ухааны сургуулийг төгссөн бөгөөд эсийн дархлаа судлалаар нарийн мэргэшсэн эрдэмтэн юм. Тэрээр 1973 онд хулганын дэлүүнээс өвөрмөц эс нээж, түүнээ “сэртэнт эс” хэмээн нэрлэсэн бөгөөд цаашдын судалгаагаараа энэ эсийн дархлааны механизмд гүйцэтгэх үүргийг илрүүлсэн нь орчин цагийн дархлал судлалын нэгэн суурь ололт хэмээн тооцогддог тул 2011 оны Нобелийн шагнал хүртсэн юм [4; 11].
Зураг 7. Сэртэнт эсийн микрофото (өнгө нь зохиомол) [11]
Зураг 8. Коллаген ширхэгэнцэрүүдийн дэвсгэр дээр буй хүний арьсны сэртэнт эсийн электрон микроскопын гурван хэмжээст дүрслэл (өнгө нь зохиомол )[12]
Р.Штайнман 2011 оны 9 дүгээр сарын 30-нд анагаах ухаан, физиологийн салбарын Нобелийн шагналыг зарлахаас гуравхан хоногийн өмнө нойр булчирхайн хорт хавдрын улмаас нас барсан юм. Нобелийн шагналыг уг нь нас барсан хүнд нөхөн олгодоггүй боловч, түүний нас барсныг Шагналын хороо шийдвэр гаргасан хойноо мэдсэн учир нэгэнт гаргасан шийдвэрээ буцаалгүй түүнд шинжлэх ухааны энэ хүндтэй шагналыг олгосон нь энэ жилийн Нобелийн шагналын бас нэг онцлог болон түүхэнд орох болно.
Энэ жилийн анагаах ухаан, физиологийн салбарын Нобелийн шагнал хүртсэн бүтээлүүд нь дархлалын механизмын эсийн болон молекулын түвшний ойлголтыг үндсээр нь өөрчилсөн суурь судалгаанууд тул хүн төрөлхтөний мэдлэгийн санг баяжуулсан суут бүтээлүүд болно. Онолын эдгээр дэвшил нь дархлалын эмгэгүүд, харшил, хорт хавдар, ауто-иммун өвчин зэрэг практикийн анагаах ухааны тулгамдсан асуудлуудыг шийдэх өргөн зам нээж байгаа бөгөөд зарим тодорхой үр дүн ч гарч эхлэж байгаа ажээ. Тухайлбал, Toll рецептор болон түүний үйлчлэлийн орчилд оролцдог молекулыг ашиглан хийсэн имиквимод (Imiquimod: Aldara, Zyclara, Beselna, R-837), ресиквимод (Resiquimod: R-848), эриторан (Eritoran) зэрэг эмүүд Дэлхийн эрүүл мэндийн практикт нэвтэрч, зарим хавдар, архаг болон бугшмал халдварууд, нянгийн үжлийг эмчлэхэд амжилттай хэрэглэж байна. Мөн сэртэнт эс болон түүний рецепторуудыг сэдээх замаар сүрьеэ, ХДХВ/ДОХ зэрэг архаг халдварууд, харшил, зарим хорт хавдар, диабет, хипертензи зэрэг бодисын солилцооны эмгэгүүдээс сэргийлэх вакцин бүтээх судалгаа эрчээ авч, зарим нь эмнэлзүйн туршилтын шатнаа очжээ.
2. Bruce Beutler http://en.wikipedia.org/wiki/Bruce_Beutler accessed on Nov.20, 2011;
3. Jules A.Hoffman http://en.wikipedia.org/wiki/Jules_A._Hoffmann accessed on Nov.20, 2011;
4. Rockefeller University scientist Ralph Steinman, hon¬ored today with Nobel Prize for discovery of dendritic cells, dies at 68 http://newswire.rockefeller.edu/?page=engine&id=1192 accessed on Nov.20, 2011;
5. Innate immune system http://en.wikipedia.org/wiki/Innate_immune_system accessed on Nov.20, 2011;
6. Toll-like receptors http://en.wikipedia.org/wiki/Toll-like_receptor accessed on Nov.20, 2011;
7. Nobel lecture by Bruce Beutler: How mammals sense infection: from endotoxin to the Toll-like receptors http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2011/beutler-lecture_slides.pdf accessed on Dec.15, 2011;
8. Toll (gene) http://en.wikipedia.org/wiki/Toll_%28gene%29 accessed on Nov.20, 2011;
9. Christiane Nьsslein Volhard http://en.wikipedia.org/wiki/Christiane_Nьsslein-Volhard accessed on Nov.20, 2011;
10. Nobel lecture by Jules Hoffman: The Antimicrobial Defence of Drodophilia, A Paradigm for Innate Immunity http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2011/hoffmann-lecture_slides.pdf accessed on Dec.15, 2011;
11. Dendritic Cell Scientist Wins Nobel Prize http://www.sciencedebate.com/science-blog/dendritic-cell-scientist-wins-nobel-prize accessed on Nov.20, 2011;
12. Nobel lecture: Ralf Steinman and the Discovery of Dendritic Cells delivered by M.C.Nussenzweig http://www.no-belprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2011/steinman-lecture_slides.pdf accessed on Dec.15, 2011;
