신경 세포 모델에서 미토콘드리아 내막 초세구조를 시각화하기 위한 라이브 셀 STED 이미징 사용

미토콘드리아는 에너지 생산, Ca²⁺ 항상성 조절, 지질 생합성, 활성 산소종(ROS) 생성 등 세포에서 많은 중요한 역할을 합니다. 이러한 미토콘드리아 매개 과정은 뉴런에서 특화된 역할을 수행하며, 이러한 세포의 높은 에너지 수요를 충족시키기 위해 호기성 대사를 조정하고, Ca²⁺ 신호를 조절하고, 축삭 성장 및 재생을 위한 지질을 제공하고, 뉴런 발달 및 기능을 위해 ROS 생산을 조정합니다. 따라서 미토콘드리아 기능 장애는 신경 퇴행성 질환의 핵심 동인입니다. 미토콘드리아의 구조와 기능은 불가분의 관계에 있습니다. 크리스타(cristae)라고 불리는 구조적 인폴드가 있는 형태학적으로 복잡한 내막에는 미토콘드리아의 시그니처 프로세스를 수행하는 많은 분자 시스템이 있습니다. 내막의 구조적 특징은 초구조적이기 때문에 기존의 회절 제한 분해능 현미경으로 시각화하기에는 너무 작습니다. 따라서 미토콘드리아 초미세 구조에 대한 대부분의 통찰력은 고정 샘플의 전자 현미경에서 비롯되었습니다. 그러나 초고해상도 형광 현미경 검사의 새로운 기술은 이제 수십 나노미터의 해상도를 제공하여 살아있는 세포의 초구조적 특징을 시각화할 수 있습니다. 따라서 초고해상도 이미징은 미토콘드리아 구조, 나노 단위 단백질 분포 및 크리스타 역학의 미세한 세부 사항을 직접 이미지화할 수 있는 전례 없는 기능을 제공하여 미토콘드리아를 인간의 건강 및 질병과 연결하는 근본적이고 새로운 통찰력을 제공합니다. 이 프로토콜은 STED(Stimulated Emission Depletion) 초고해상도 현미경을 사용하여 살아있는 인간 신경모세포종 세포와 1차 쥐 뉴런의 미토콘드리아 초구조를 시각화합니다. 이 절차는 (1) SH-SY5Y 세포주의 성장 및 분화, (2) 일차 쥐 해마 뉴런의 분리, 도금 및 성장, (3) 살아있는 STED 이미징을 위한 세포 염색 절차, (4) 참조용 STED 현미경을 사용한 살아있는 세포 STED 실험 절차, (5) 내막의 형태학적 특징을 측정하고 정량화하기 위한 예제를 사용한 분할 및 이미지 처리 지침의 5개 섹션으로 구성됩니다.