使用活细胞STED成像可视化神经元细胞模型中的线粒体内膜超微结构

线粒体在细胞中起着许多重要作用，包括能量产生、Ca²⁺ 稳态的调节、脂质生物合成和活性氧 （ROS） 的产生。这些线粒体介导的过程在神经元中发挥特殊作用，协调有氧代谢以满足这些细胞的高能量需求，调节 Ca²⁺ 信号传导，为轴突生长和再生提供脂质，并为神经元发育和功能调整 ROS 的产生。因此，线粒体功能障碍是神经退行性疾病的核心驱动因素。线粒体结构和功能是密不可分的。形态复杂的内膜具有称为嵴的结构内褶皱，拥有许多执行线粒体特征过程的分子系统。内膜的结构特征是超微结构，因此太小，无法通过传统的衍射极限分辨显微镜进行可视化。因此，关于线粒体超微结构的大多数见解都来自固定样品的电子显微镜。然而，超分辨率荧光显微镜的新兴技术现在提供低至数十纳米的分辨率，从而可以可视化活细胞中的超微结构特征。因此，超分辨率成像提供了前所未有的能力，可以直接对线粒体结构、纳米级蛋白质分布和嵴动力学的精细细节进行成像，从而提供将线粒体与人类健康和疾病联系起来的基本新见解。该协议介绍了使用受激发射耗竭（STED）超分辨率显微镜来可视化活的人神经母细胞瘤细胞和原代大鼠神经元的线粒体超微结构。该程序分为五个部分：（1） SH-SY5Y 细胞系的生长和分化，（2） 原代大鼠海马神经元的分离、铺板和生长，（3） 用于活 STED 成像的细胞染色程序，（4） 使用 STED 显微镜进行活细胞 STED 实验的程序作为参考，以及 （5） 使用示例进行分割和图像处理的指导，以测量和量化内膜的形态特征。