Analyse af Brain mitokondrier Brug Serial Block-Face Scanning Electron Microscopy

Menneskelige hjerne er en høj energiforbrugende organ, der hovedsagelig er afhængig af glucose som en brændstofkilde. Glucose kataboliseres af hjernen mitokondrier via glycolyse, tri-carboxylsyre (TCA) cyklussen og oxidativ phosphorylering (OXPHOS) baner til at producere cellulær energi i form af adenosintriphosphat (ATP). Nedskrivning af mitokondrie ATP produktion forårsager mitochondriale lidelser, der udgør klinisk med prominente neurologiske og myopatiske symptomer. Mitokondriske defekter er også til stede i neurologiske forstyrrelser (f.eks autisme spektrum forstyrrelse) og neurodegenerative lidelser (f.eks amyotrofisk lateral sklerose, Alzheimers og Parkinsons sygdomme). Således er der en øget interesse inden for udførelse af 3D-analyse af mitokondrie morfologi, struktur og fordeling under både raske og sygdomstilstande. Hjernen mitokondrie morfologi er meget forskelligartet, med nogle mitokondrier især dem iden synaptiske region er i området på <200 nm diameter, hvilket er under opløsning grænse på traditionel lysmikroskopi. Udtrykker et mod mitokondrier målrettet grønt fluorescerende protein (GFP) i hjernen forbedrer signifikant den organellar detektion ved konfokal mikroskopi. Det gør dog ikke overvinde begrænsninger på følsomheden af ​​påvisning af relativt lille størrelse mitokondrier uden oversaturating billeder af store mellemstore mitokondrier. Mens seriel transmission elektronmikroskopi er blevet anvendt til at karakterisere mitokondrier ved neuronal synapse er denne teknik meget tidskrævende, især når man sammenligner flere prøver. Det serielle blok-face scanning elektronmikroskopi (SBFSEM) teknik indebærer en automatiseret proces med sektionering, imaging blokke af væv og data erhvervelse. Her giver vi en protokol til at udføre SBFSEM af et defineret område fra gnavere hjernen til hurtigt rekonstruere og visualisere mitokondrie morfologi. Denne technique kunne også bruges til at give nøjagtige oplysninger om mitokondrie nummer, volumen, størrelse og fordeling i et afgrænset område af hjernen. Da det opnåede billedopløsning er høj (typisk under 10 nm) kan også påvist grove mitokondriske morfologiske defekter.