Tredimensionell karakterisering av interorganella kontaktställen i hepatocyter med användning av seriell sektionselektronmikroskopi

Transmissionselektronmikroskopi har länge ansetts vara guldstandarden för visualisering av cellulär ultrastruktur. Analysen är emellertid ofta begränsad till två dimensioner, vilket hindrar förmågan att fullt ut beskriva den tredimensionella (3D) ultrastrukturen och det funktionella förhållandet mellan organeller. Volymelektronmikroskopi (vEM) beskriver en samling tekniker som möjliggör förhör av cellulär ultrastruktur i 3D vid mesoskala, mikroskala och nanoskala upplösningar.

Detta protokoll ger en tillgänglig och robust metod för att hämta vEM-data med hjälp av seriell sektionsöverföring EM (TEM) och täcker de tekniska aspekterna av provbearbetning till digital 3D-rekonstruktion i ett enda, enkelt arbetsflöde. För att demonstrera användbarheten av denna teknik presenteras det ultrastrukturella 3D-förhållandet mellan endoplasmatisk retikulum och mitokondrier och deras kontaktställen i leverhepatocyter. Interorganelle kontakter tjänar viktiga roller vid överföring av joner, lipider, näringsämnen och andra små molekyler mellan organeller. Men trots deras första upptäckt i hepatocyter finns det fortfarande mycket att lära sig om deras fysiska egenskaper, dynamik och funktioner.

Interorganellkontakter kan visa en rad morfologier, som varierar i närheten av de två organellerna till varandra (vanligtvis ~ 10-30 nm) och omfattningen av kontaktplatsen (från punkterade kontakter till större 3D-cisternalliknande kontakter). Undersökningen av nära kontakter kräver högupplöst avbildning, och seriell sektion TEM är väl lämpad för att visualisera 3D-ultrastrukturell av interorganella kontakter under hepatocytdifferentiering, liksom förändringar i hepatocytarkitektur i samband med metaboliska sjukdomar.