សូមអរគុណសម្រាប់ការចូលមើលគេហទំព័រ Nature.com។ កំណែកម្មវិធីរុករកដែលអ្នកកំពុងប្រើមានការគាំទ្រ CSS មានកំណត់។ ដើម្បីទទួលបានលទ្ធផលល្អបំផុត យើងសូមណែនាំឱ្យអ្នកប្រើកំណែថ្មីជាងនៃកម្មវិធីរុករករបស់អ្នក (ឬបិទរបៀបឆបគ្នានៅក្នុង Internet Explorer)។ ទន្ទឹមនឹងនេះ ដើម្បីធានាបាននូវការគាំទ្រជាបន្តបន្ទាប់ យើងកំពុងបង្ហាញគេហទំព័រដោយមិនចាំបាច់រចនាបថ ឬ JavaScript ទេ។
អាស៊ីតប្រូពីយ៉ូនិក (PPA) ត្រូវបានប្រើដើម្បីសិក្សាពីតួនាទីនៃមុខងារមិនប្រក្រតីនៃមីតូខនឌ្រីនៅក្នុងជំងឺនៃការអភិវឌ្ឍសរសៃប្រសាទដូចជាជំងឺវិសាលគមអូទីសឹម។ PPA ត្រូវបានគេដឹងថារំខានដល់ជីវសាស្ត្រមីតូខនឌ្រី ការរំលាយអាហារ និងការផ្លាស់ប្តូរហ្សែន។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ផលប៉ះពាល់នៃ PPA លើឌីណាមិកមីតូខនឌ្រី ការបំបែក និងការលាយបញ្ចូលគ្នានៅតែជាបញ្ហាដោយសារតែលក្ខណៈបណ្ដោះអាសន្នស្មុគស្មាញនៃយន្តការទាំងនេះ។ នៅទីនេះ យើងប្រើបច្ចេកទេសថតរូបភាពបរិមាណបំពេញបន្ថែមដើម្បីស៊ើបអង្កេតពីរបៀបដែល PPA ប៉ះពាល់ដល់រចនាសម្ព័ន្ធអ៊ុលត្រាសោនមីតូខនឌ្រី រូបរាង និងឌីណាមិកនៅក្នុងកោសិកា SH-SY5Y ដែលស្រដៀងនឹងណឺរ៉ូន។ PPA (5 mM) បណ្តាលឱ្យមានការថយចុះគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៅក្នុងតំបន់មីតូខនឌ្រី (p < 0.01) អង្កត់ផ្ចិត និងបរិមាត្រ Feret (p < 0.05) និងតំបន់ទី 2 (p < 0.01)។ ការវិភាគទីតាំងព្រឹត្តិការណ៍មីតូខនឌ្រីបានបង្ហាញពីការកើនឡើងគួរឱ្យកត់សម្គាល់ (p < 0.05) នៅក្នុងព្រឹត្តិការណ៍បំបែក និងការលាយបញ្ចូលគ្នា ដោយហេតុនេះរក្សាបាននូវភាពសុចរិតនៃបណ្តាញមីតូខនឌ្រីក្រោមលក្ខខណ្ឌស្ត្រេស។ លើសពីនេះ ការបញ្ចេញមតិ mRNA នៃ cMYC (p < 0.0001), NRF1 (p < 0.01), TFAM (p < 0.05), STOML2 (p < 0.0001) និង OPA1 (p < 0.05) ត្រូវបានកាត់បន្ថយគួរឱ្យកត់សម្គាល់។ 01)។ នេះបង្ហាញពីការរៀបចំឡើងវិញនូវរូបរាងមីតូខនឌ្រី ជីវសាស្ត្រ និងឌីណាមិក ដើម្បីរក្សាមុខងារក្រោមលក្ខខណ្ឌស្ត្រេស។ ទិន្នន័យរបស់យើងផ្តល់នូវការយល់ដឹងថ្មីអំពីផលប៉ះពាល់នៃ PPA លើឌីណាមិកមីតូខនឌ្រី និងបញ្ជាក់ពីប្រយោជន៍នៃបច្ចេកទេសថតរូបភាពសម្រាប់សិក្សាពីយន្តការបទប្បញ្ញត្តិស្មុគស្មាញដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការឆ្លើយតបស្ត្រេសមីតូខនឌ្រី។
មីតូខនឌ្រី គឺជាអ្នកចូលរួមដ៏សំខាន់នៅក្នុងមុខងារកោសិកាជាច្រើនលើសពីតួនាទីធម្មតារបស់វាក្នុងការផលិតថាមពល និងជីវសំយោគ។ ការរំលាយអាហារមីតូខនឌ្រី គឺជានិយតករដ៏សំខាន់នៃការបញ្ជូនសញ្ញាកាល់ស្យូម លំនឹងមេតាបូលីស និងប្រតិកម្មរីដុក សញ្ញារលាក ការកែប្រែអេពីហ្សែន ការរីកសាយកោសិកា ភាពខុសគ្នា និងការស្លាប់កោសិកាដែលបានកំណត់កម្មវិធី1។ ជាពិសេស ការរំលាយអាហារមីតូខនឌ្រី គឺមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការអភិវឌ្ឍណឺរ៉ូន ការរស់រានមានជីវិត និងមុខងារ ហើយត្រូវបានជាប់ពាក់ព័ន្ធយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងការបង្ហាញផ្សេងៗនៃរោគសាស្ត្រសរសៃប្រសាទ2,3,4។
ក្នុងរយៈពេលមួយទសវត្សរ៍កន្លងមកនេះ ស្ថានភាពមេតាបូលីសបានលេចចេញជានិយតករកណ្តាលនៃការបង្កើតសរសៃប្រសាទ ភាពខុសគ្នា ភាពចាស់ទុំ និងភាពបត់បែន5,6។ ថ្មីៗនេះ រូបរាង និងឌីណាមិកមីតូខនឌ្រីបានក្លាយជាសមាសធាតុសំខាន់ជាពិសេសនៃមីតូស៊ីស ដែលជាដំណើរការថាមវន្តដែលរក្សាអាងស្តុកមីតូខនឌ្រីដែលមានសុខភាពល្អនៅក្នុងកោសិកា។ ឌីណាមិកមីតូខនឌ្រីត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយផ្លូវអន្តរអាស្រ័យស្មុគស្មាញចាប់ពីជីវសាស្ត្រមីតូខនឌ្រី និងជីវថាមពលរហូតដល់ការបំបែកមីតូខនឌ្រី ការលាយបញ្ចូលគ្នា ការដឹកជញ្ជូន និងការបោសសំអាត7,8។ ការរំខានដល់យន្តការរួមបញ្ចូលណាមួយទាំងនេះធ្វើឱ្យខូចដល់ការថែរក្សាបណ្តាញមីតូខនឌ្រីដែលមានសុខភាពល្អ និងមានផលវិបាកមុខងារយ៉ាងជ្រាលជ្រៅសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍសរសៃប្រសាទ9,10។ ជាការពិតណាស់ ភាពមិនប្រក្រតីនៃឌីណាមិកមីតូខនឌ្រីត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុងជំងឺផ្លូវចិត្ត ជំងឺសរសៃប្រសាទ និងការអភិវឌ្ឍសរសៃប្រសាទជាច្រើន រួមទាំងជំងឺវិកលចរិកអូទីសឹម (ASD)11,12។
ASD គឺជាជំងឺវិវឌ្ឍន៍សរសៃប្រសាទដែលមានភាពខុសប្លែកគ្នា ជាមួយនឹងស្ថាបត្យកម្មហ្សែន និងអេពីហ្សែនស្មុគស្មាញ។ ភាពអាចទទួលមរតកបាននៃ ASD គឺមិនអាចប្រកែកបានឡើយ ប៉ុន្តែមូលហេតុម៉ូលេគុលមូលដ្ឋាននៅតែមិនទាន់យល់ច្បាស់នៅឡើយ។ ការប្រមូលទិន្នន័យពីគំរូមុនព្យាបាល ការសិក្សាគ្លីនិក និងសំណុំទិន្នន័យម៉ូលេគុលពហុអូមិចផ្តល់នូវភស្តុតាងកាន់តែច្រើនឡើងនៃភាពមិនដំណើរការរបស់មីតូខនឌ្រីនៅក្នុង ASD13,14។ ពីមុនយើងបានធ្វើការស្កេនមេទីលឌីណាមិកទូទាំងហ្សែននៅក្នុងក្រុមអ្នកជំងឺដែលមាន ASD និងបានកំណត់អត្តសញ្ញាណហ្សែនដែលមានមេទីលខុសៗគ្នាដែលប្រមូលផ្តុំតាមបណ្តោយផ្លូវមេតាប៉ូលីសមីតូខនឌ្រី15។ បន្ទាប់មកយើងបានរាយការណ៍ពីមេទីលឌីផេរ៉ង់ស្យែលនៃនិយតករកណ្តាលនៃជីវសាស្ត្រមីតូខនឌ្រី និងឌីណាមិក ដែលត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងចំនួនច្បាប់ចម្លង mtDNA កើនឡើង និងទម្រង់មេតាប៉ូលីសទឹកនោមដែលបានផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុង ASD16។ ទិន្នន័យរបស់យើងផ្តល់នូវភស្តុតាងកាន់តែច្រើនឡើងថា ឌីណាមិកមីតូខនឌ្រី និង homeostasis ដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់នៅក្នុងរោគសាស្ត្រនៃ ASD។ ដូច្នេះ ការកែលម្អការយល់ដឹងអំពីយន្តការនៃទំនាក់ទំនងរវាងឌីណាមិកមីតូខនឌ្រី រូបរាង និងមុខងារគឺជាគោលដៅសំខាន់នៃការស្រាវជ្រាវជាបន្តបន្ទាប់ទៅលើជំងឺសរសៃប្រសាទដែលត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយភាពមិនដំណើរការរបស់មីតូខនឌ្រីបន្ទាប់បន្សំ។
បច្ចេកទេសម៉ូលេគុលត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់ដើម្បីសិក្សាពីតួនាទីរបស់ហ្សែនជាក់លាក់នៅក្នុងការឆ្លើយតបស្ត្រេសមីតូខនឌ្រី។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វិធីសាស្រ្តនេះអាចត្រូវបានកំណត់ដោយលក្ខណៈចម្រុះ និងពេលវេលានៃយន្តការគ្រប់គ្រងមីតូខនឌ្រី។ លើសពីនេះ ការបញ្ចេញមតិឌីផេរ៉ង់ស្យែលនៃហ្សែនមីតូខនឌ្រីគឺជាសូចនាករដោយប្រយោលនៃការផ្លាស់ប្តូរមុខងារ ជាពិសេសដោយសារតែមានតែហ្សែនមួយចំនួនមានកំណត់ប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវបានវិភាគជាធម្មតា។ ដូច្នេះ វិធីសាស្រ្តផ្ទាល់បន្ថែមទៀតសម្រាប់ការសិក្សាអំពីមុខងារមីតូខនឌ្រី និងជីវថាមពលត្រូវបានស្នើឡើង។ រូបរាងមីតូខនឌ្រីមានទំនាក់ទំនងយ៉ាងជិតស្និទ្ធទៅនឹងឌីណាមិកមីតូខនឌ្រី។ រូបរាង ការតភ្ជាប់ និងរចនាសម្ព័ន្ធមីតូខនឌ្រីគឺមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការផលិតថាមពល និងការរស់រានមានជីវិតរបស់មីតូខនឌ្រី និងកោសិកា5,18។ លើសពីនេះ សមាសធាតុផ្សេងៗនៃមីតូសផ្តោតលើការផ្លាស់ប្តូររូបរាងមីតូខនឌ្រី ដែលអាចបម្រើជាចំណុចបញ្ចប់មានប្រយោជន៍នៃភាពមិនដំណើរការរបស់មីតូខនឌ្រី និងផ្តល់មូលដ្ឋានសម្រាប់ការសិក្សាយន្តការជាបន្តបន្ទាប់។
រូបរាង​មីតូខនឌ្រី​អាច​ត្រូវ​បាន​សង្កេត​ឃើញ​ដោយ​ផ្ទាល់​ដោយ​ប្រើ​មីក្រូទស្សន៍​អេឡិចត្រុង​បញ្ជូន (TEM) ដែល​អនុញ្ញាត​ឱ្យ​មាន​ការ​សិក្សា​លម្អិត​អំពី​រចនាសម្ព័ន្ធ​កោសិកា។ TEM មើលឃើញ​ដោយ​ផ្ទាល់​នូវ​រូបរាង រូបរាង និង​រចនាសម្ព័ន្ធ​នៃ​គ្រីស្តា​មីតូខនឌ្រី​នៅពេល​មាន​មីតូខនឌ្រី​នីមួយៗ ជាជាង​ពឹងផ្អែក​តែ​លើ​ការ​ចម្លង​ហ្សែន ការបញ្ចេញ​ប្រូតេអ៊ីន ឬ​ប៉ារ៉ាម៉ែត្រ​មុខងារ​មីតូខនឌ្រី​ក្នុង​ចំនួន​កោសិកា17,19,20។ លើស​ពី​នេះ TEM ជួយ​សម្រួល​ដល់​ការ​សិក្សា​អំពី​អន្តរកម្ម​រវាង​មីតូខនឌ្រី និង​សរីរាង្គ​ដទៃ​ទៀត ដូចជា​រ៉េទីគុល​អង់ដូប្លាស្មិក និង​អូតូហ្វាហ្គោសូម ដែល​ដើរតួនាទី​យ៉ាង​សំខាន់​ក្នុង​មុខងារ​មីតូខនឌ្រី និង​ homeostasis21,22។ ដូច្នេះ នេះ​ធ្វើ​ឱ្យ TEM ក្លាយជា​ចំណុច​ចាប់ផ្តើម​ដ៏​ល្អ​សម្រាប់​ការ​សិក្សា​អំពី​មុខងារ​មីតូខនឌ្រី មុន​ពេល​ផ្តោត​លើ​ផ្លូវ​ជាក់លាក់ ឬ​ហ្សែន។ ដោយសារ​មុខងារ​មីតូខនឌ្រី​កាន់តែ​មាន​ភាព​ពាក់ព័ន្ធ​កាន់តែ​ខ្លាំង​ឡើង​ចំពោះ​រោគសាស្ត្រ​សរសៃប្រសាទ មាន​តម្រូវការ​ច្បាស់លាស់​ក្នុង​ការ​អាច​សិក្សា​ដោយ​ផ្ទាល់ និង​បរិមាណ​អំពី​រូបរាង និង​ឌីណាមិក​មីតូខនឌ្រី​ក្នុង​គំរូ​ណឺរ៉ូន​ក្នុង​វីត្រូ។
នៅក្នុងអត្ថបទនេះ យើងពិនិត្យមើលឌីណាមិកមីតូខនឌ្រីនៅក្នុងគំរូណឺរ៉ូននៃភាពមិនដំណើរការរបស់មីតូខនឌ្រីនៅក្នុងជំងឺវិសាលគមអូទីសឹម។ ពីមុនយើងបានរាយការណ៍ពីមេទីលឌីផេរ៉ង់ស្យែលនៃប្រូភីយ៉ូនីល-CoA carboxylase beta (PCCB) នៅក្នុង ASD15 ដែលជាអនុឯកតានៃអង់ស៊ីម PCC carboxylase មីតូខនឌ្រី។ ការរំខានដល់ PCC ត្រូវបានគេដឹងថាបណ្តាលឱ្យមានការប្រមូលផ្តុំពុលនៃដេរីវេប្រូភីយ៉ូនីល រួមទាំងអាស៊ីតប្រូភីយ៉ូនីក (PPA)23,24,25។ PPA ត្រូវបានបង្ហាញថារំខានដល់ការរំលាយអាហាររបស់ណឺរ៉ូន និងផ្លាស់ប្តូរឥរិយាបថនៅក្នុង vivo ហើយជាគំរូសត្វដែលបានបង្កើតឡើងសម្រាប់សិក្សាពីយន្តការអភិវឌ្ឍន៍សរសៃប្រសាទដែលពាក់ព័ន្ធនឹង ASD26,27,28។ លើសពីនេះ PPA ត្រូវបានគេរាយការណ៍ថារំខានដល់សក្តានុពលភ្នាសមីតូខនឌ្រី ជីវសាស្ត្រ និងការដកដង្ហើមនៅក្នុងវីត្រូ ហើយត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយដើម្បីធ្វើជាគំរូនៃភាពមិនដំណើរការរបស់មីតូខនឌ្រីនៅក្នុងណឺរ៉ូន29,30។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ផលប៉ះពាល់នៃភាពមិនដំណើរការរបស់មីតូខនឌ្រីដែលបង្កឡើងដោយ PPA លើរូបរាង និងឌីណាមិកមីតូខនឌ្រីនៅតែមិនទាន់យល់ច្បាស់នៅឡើយ។
ការសិក្សានេះប្រើប្រាស់បច្ចេកទេសថតរូបភាពបំពេញបន្ថែមដើម្បីវាស់បរិមាណផលប៉ះពាល់នៃ PPA លើរូបរាងមីតូខនឌ្រី ឌីណាមិក និងមុខងារនៅក្នុងកោសិកា SH-SY5Y។ ដំបូង យើងបានបង្កើតវិធីសាស្ត្រ TEM ដើម្បីមើលឃើញការផ្លាស់ប្តូររូបរាងមីតូខនឌ្រី និងរចនាសម្ព័ន្ធអ៊ុលត្រា17,31,32។ ដោយសារលក្ខណៈថាមវន្តរបស់មីតូខនឌ្រី33 យើងក៏បានប្រើការវិភាគទីតាំងព្រឹត្តិការណ៍មីតូខនឌ្រី (MEL) ដើម្បីវាស់បរិមាណការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងតុល្យភាពរវាងព្រឹត្តិការណ៍បំបែក និងលាយ ចំនួនមីតូខនឌ្រី និងបរិមាណក្រោមភាពតានតឹង PPA។ ជាចុងក្រោយ យើងបានពិនិត្យថាតើរូបរាង និងឌីណាមិកមីតូខនឌ្រីត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងការបញ្ចេញហ្សែនដែលពាក់ព័ន្ធនឹងជីវសាស្ត្រ ការបំបែក និងលាយ។ សរុបមក ទិន្នន័យរបស់យើងបង្ហាញពីបញ្ហាប្រឈមនៃការបញ្ជាក់អំពីភាពស្មុគស្មាញនៃយន្តការដែលគ្រប់គ្រងឌីណាមិកមីតូខនឌ្រី។ យើងគូសបញ្ជាក់ពីប្រយោជន៍នៃ TEM ក្នុងការសិក្សារូបរាងមីតូខនឌ្រីជាចំណុចបញ្ចប់បញ្ចូលគ្នាដែលអាចវាស់វែងបាននៃមីតូសនៅក្នុងកោសិកា SH-SY5Y។ លើសពីនេះ យើងគូសបញ្ជាក់ថាទិន្នន័យ TEM ផ្តល់ព័ត៌មានដ៏សម្បូរបែបបំផុតនៅពេលផ្សំជាមួយបច្ចេកទេសថតរូបភាពដែលក៏ចាប់យកព្រឹត្តិការណ៍ថាមវន្តដើម្បីឆ្លើយតបទៅនឹងភាពតានតឹងមេតាប៉ូលីសផងដែរ។ ការ​កំណត់​លក្ខណៈ​បន្ថែម​នៃ​យន្តការ​និយតកម្ម​ម៉ូលេគុល​ដែល​គាំទ្រ​ដល់​ការ​បំបែក​កោសិកា​ណឺរ៉ូន​អាច​ផ្តល់​នូវ​ការ​យល់​ដឹង​ដ៏​សំខាន់​អំពី​សមាសធាតុ​មីតូខនឌ្រី​នៃ​ប្រព័ន្ធ​សរសៃប្រសាទ និង​ជំងឺ​ខូច​មុខងារ​សរសៃប្រសាទ។
ដើម្បីបង្កឱ្យមានភាពតានតឹងមីតូខនឌ្រី កោសិកា SH-SY5Y ត្រូវបានព្យាបាលដោយ PPA ដោយប្រើសូដ្យូមប្រូពីយ៉ូណេស (NaP) កំហាប់ 3 mM និង 5 mM។ មុនពេល TEM គំរូត្រូវបានទទួលរងនូវការរៀបចំគំរូ cryogenic ដោយប្រើការបង្កក និងបង្កកក្រោមសម្ពាធខ្ពស់ (រូបភាពទី 1a)។ យើងបានបង្កើតបំពង់វិភាគរូបភាពមីតូខនឌ្រីដោយស្វ័យប្រវត្តិ ដើម្បីវាស់ប៉ារ៉ាម៉ែត្ររូបវិទ្យាចំនួនប្រាំបីនៃចំនួនប្រជាជនមីតូខនឌ្រីនៅទូទាំងការចម្លងជីវសាស្រ្តចំនួនបី។ យើងបានរកឃើញថា ការព្យាបាលដោយ PPA បានផ្លាស់ប្តូរប៉ារ៉ាម៉ែត្រចំនួនបួនយ៉ាងសំខាន់៖ តំបន់ទី 2 តំបន់ បរិវេណ និងអង្កត់ផ្ចិត Feret (រូបភាពទី 1b-e)។ តំបន់ទី 2 បានថយចុះគួរឱ្យកត់សម្គាល់ជាមួយនឹងការព្យាបាល PPA ទាំង 3 mM និង 5 mM (p = 0.0183 និង p = 0.002 រៀងគ្នា) (រូបភាពទី 1b) ខណៈពេលដែលតំបន់ (p = 0.003) បរិវេណ (p = 0.0106) និងអង្កត់ផ្ចិត Feret ទាំងអស់បានថយចុះគួរឱ្យកត់សម្គាល់។ មានការថយចុះគួរឱ្យកត់សម្គាល់ (p = 0.0172) នៅក្នុងក្រុមព្យាបាល 5 mM បើប្រៀបធៀបទៅនឹងក្រុមត្រួតពិនិត្យ (រូបភាពទី 1c-e)។ ការថយចុះគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៃផ្ទៃ និងបរិមាត្របានបង្ហាញថាកោសិកាដែលត្រូវបានព្យាបាលដោយ PPA 5 mM មានមីតូខនឌ្រីតូចជាង និងមូលជាង ហើយមីតូខនឌ្រីទាំងនេះមានប្រវែងតិចជាងកោសិកាត្រួតពិនិត្យ។ នេះក៏ស្របនឹងការថយចុះគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៃអង្កត់ផ្ចិត Feret ដែលជាប៉ារ៉ាម៉ែត្រឯករាជ្យដែលបង្ហាញពីការថយចុះនៃចម្ងាយធំបំផុតរវាងគែមភាគល្អិត។ ការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធជ្រុលនៃគ្រីស្តាត្រូវបានគេសង្កេតឃើញ៖ គ្រីស្តាកាន់តែមិនសូវលេចធ្លោក្រោមឥទ្ធិពលនៃភាពតានតឹង PPA (រូបភាពទី 1a បន្ទះ B)។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ មិនមែនរូបភាពទាំងអស់ឆ្លុះបញ្ចាំងយ៉ាងច្បាស់ពីរចនាសម្ព័ន្ធជ្រុលនៃគ្រីស្តានោះទេ ដូច្នេះការវិភាគបរិមាណនៃការផ្លាស់ប្តូរទាំងនេះមិនត្រូវបានអនុវត្តទេ។ ទិន្នន័យ TEM ទាំងនេះអាចឆ្លុះបញ្ចាំងពីសេណារីយ៉ូដែលអាចធ្វើទៅបានចំនួនបី៖ (1) PPA បង្កើនការបំបែក ឬរារាំងការលាយបញ្ចូលគ្នា បណ្តាលឱ្យមីតូខនឌ្រីដែលមានស្រាប់រួញតូច។ (2) ជីវសាស្ត្រប្រសើរឡើងបង្កើតមីតូខនឌ្រីថ្មីតូចជាង ឬ (3) បង្កើតយន្តការទាំងពីរក្នុងពេលដំណាលគ្នា។ ទោះបីជាលក្ខខណ្ឌទាំងនេះមិនអាចសម្គាល់បានដោយ TEM ក៏ដោយ ការផ្លាស់ប្តូររូបវិទ្យាសំខាន់ៗបង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុង homeostasis មីតូខនឌ្រី និងឌីណាមិកក្រោមភាពតានតឹង PPA។ ក្រោយមកយើងបានស្វែងយល់ពីប៉ារ៉ាម៉ែត្របន្ថែមដើម្បីកំណត់លក្ខណៈឌីណាមិកទាំងនេះ និងយន្តការដែលអាចកើតមាននៅក្រោមពួកវា។
អាស៊ីតប្រូភីយ៉ូនិក (PPA) កែប្រែរូបរាងមីតូខនឌ្រី។ (ក) រូបភាពមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងបញ្ជូនតំណាង (TEM) ដែលបង្ហាញថាទំហំមីតូខនឌ្រីថយចុះ ហើយមីតូខនឌ្រីកាន់តែតូច និងមូលជាងមុនជាមួយនឹងការព្យាបាល PPA កាន់តែកើនឡើង; 0 mM (មិនបានព្យាបាល), 3 mM និង 5 mM រៀងគ្នា។ ព្រួញពណ៌ក្រហមបង្ហាញពីមីតូខនឌ្រី។ (ខ-ង) កោសិកា SH-SY5Y ដែលបានព្យាបាលដោយ PPA រយៈពេល 24 ម៉ោងត្រូវបានរៀបចំសម្រាប់ TEM ហើយលទ្ធផលត្រូវបានវិភាគដោយប្រើ Fiji/ImageJ។ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រចំនួនបួនក្នុងចំណោមប្រាំបីបានបង្ហាញពីភាពខុសគ្នាគួរឱ្យកត់សម្គាល់រវាងកោសិកាត្រួតពិនិត្យ (មិនបានព្យាបាល, 0 mM PPA) និងកោសិកាដែលបានព្យាបាល (3 mM និង 5 mM PPA)។ (ខ) តំបន់ទី 2, (គ) ផ្ទៃ, (ឃ) បរិវេណ, (ង) អង្កត់ផ្ចិត Feret។ ការវិភាគតែមួយផ្លូវនៃភាពខុសគ្នា (ការគ្រប់គ្រងទល់នឹងការព្យាបាល) និងការធ្វើតេស្តប្រៀបធៀបច្រើនរបស់ Dunnett ត្រូវបានប្រើដើម្បីកំណត់ភាពខុសគ្នាគួរឱ្យកត់សម្គាល់ (p < 0.05)។ ចំណុចទិន្នន័យតំណាងឱ្យតម្លៃមីតូខនឌ្រីជាមធ្យមសម្រាប់កោសិកានីមួយៗ ហើយរបារកំហុសតំណាងឱ្យមធ្យម ± SEM។ ទិន្នន័យដែលបង្ហាញតំណាងឱ្យ n = 3, យ៉ាងហោចណាស់ 24 ក្រឡាក្នុងមួយការចម្លង; រូបភាពសរុបចំនួន 266 ត្រូវបានវិភាគ; * បង្ហាញថា p < 0.05, ** បង្ហាញថា p < 0.01។
ដើម្បីកំណត់លក្ខណៈបន្ថែមទៀតអំពីរបៀបដែលឌីណាមិកមីតូខនឌ្រីឆ្លើយតបទៅនឹង PPA យើងបានលាបពណ៌មីតូខនឌ្រីជាមួយ tetramethylrhodamine ethyl ester (TMRE) ហើយបានប្រើមីក្រូទស្សន៍ time-lapse និងការវិភាគ MEL ដើម្បីកំណត់ទីតាំង និងវាស់បរិមាណមីតូខនឌ្រីបន្ទាប់ពី 24 ម៉ោងនៅ 3 និង 5 mM PPA។ ការព្យាបាលព្រឹត្តិការណ៍ fission និង fusion។ (រូបភាពទី 2a)។ បន្ទាប់ពីការវិភាគ MEL មីតូខនឌ្រីត្រូវបានវិភាគបន្ថែមទៀតដើម្បីវាស់បរិមាណរចនាសម្ព័ន្ធមីតូខនឌ្រី និងបរិមាណជាមធ្យមរបស់វា។ យើងបានសង្កេតឃើញការកើនឡើងតិចតួច ប៉ុន្តែគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៃចំនួនព្រឹត្តិការណ៍បំបែកខ្លួនដែលកើតឡើងនៅ 3 mM [4.9 ± 0.3 (p < 0.05)] បើប្រៀបធៀបទៅនឹងព្រឹត្តិការណ៍បំបែកខ្លួន [5.6 ± 0.3 (p < 0.05)] និងការផ្សំ [5.4 ± 0.5 (p < 0.05)] និងការផ្សំ [5.4 ± 0.5 (p < 0.05)] 0.05)] <0.05)] បានកើនឡើងគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៅ 5 mM បើប្រៀបធៀបទៅនឹងការគ្រប់គ្រង (រូបភាពទី 3b)។ ចំនួនមីតូខនឌ្រីបានកើនឡើងគួរឱ្យកត់សម្គាល់ទាំងនៅ 3 [32.6 ± 2.1 (p < 0.05)] និង 5 mM [34.1 ± 2.2 (p < 0.05)] (រូបភាពទី 3c) ខណៈពេលដែលបរិមាណជាមធ្យមនៃរចនាសម្ព័ន្ធមីតូខនឌ្រីនីមួយៗនៅតែមិនផ្លាស់ប្តូរ (រូបភាពទី 3c)។ រូបភាពទី 3d)។ ប្រសិនបើយើងពិចារណារួមគ្នា នេះបង្ហាញថា ការរៀបចំឡើងវិញនូវឌីណាមិកមីតូខនឌ្រី បម្រើជាការឆ្លើយតបសំណង ដែលរក្សាបាននូវភាពសុចរិតនៃបណ្តាញមីតូខនឌ្រីដោយជោគជ័យ។ ការកើនឡើងនៃចំនួនព្រឹត្តិការណ៍បំបែកនៅ 3 mM PPA បង្ហាញថា ការកើនឡើងនៃចំនួនមីតូខនឌ្រី គឺដោយសារតែការបំបែកមីតូខនឌ្រីមួយផ្នែក ប៉ុន្តែដោយសារបរិមាណមីតូខនឌ្រីជាមធ្យមនៅតែមិនផ្លាស់ប្តូរ ជីវហ្សែនមិនអាចច្រានចោលថាជាការឆ្លើយតបសំណងបន្ថែមបានទេ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ទិន្នន័យទាំងនេះស្របនឹងរចនាសម្ព័ន្ធមីតូខនឌ្រីតូចៗ មូល ដែលសង្កេតឃើញដោយ TEM ហើយក៏បង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៅក្នុងឌីណាមិកមីតូខនឌ្រី ដែលបង្កឡើងដោយ PPA។
អាស៊ីតប្រូពីយ៉ូនិក (PPA) បង្កឱ្យមានការរៀបចំឡើងវិញនូវមីតូខនឌ្រីថាមវន្ត ដើម្បីរក្សាភាពសុចរិតនៃបណ្តាញ។ កោសិកា SH-SY5Y ត្រូវបានដាំដុះ ព្យាបាលដោយ PPA 3 និង 5 mM រយៈពេល 24 ម៉ោង និងប្រឡាក់ពណ៌ជាមួយ TMRE និង Hoechst 33342 បន្ទាប់មកដោយការវិភាគ MEL។ (ក) រូបភាពមីក្រូទស្សន៍ពេលវេលាតំណាងដែលពណ៌នាអំពីពណ៌ និងការព្យាករណ៍អាំងតង់ស៊ីតេអតិបរមាទ្វេភាគីនៅពេលវេលា 2 (t2) សម្រាប់លក្ខខណ្ឌនីមួយៗ។ តំបន់ដែលបានជ្រើសរើសដែលបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភាពគោលពីរនីមួយៗត្រូវបានបង្កើនប្រសិទ្ធភាព និងបង្ហាញជា 3D នៅស៊ុមពេលវេលាបីផ្សេងគ្នា (t1-t3) ដើម្បីបង្ហាញពីឌីណាមិកតាមពេលវេលា។ ព្រឹត្តិការណ៍ផ្សំត្រូវបានបន្លិចជាពណ៌បៃតង។ ព្រឹត្តិការណ៍បំបែកត្រូវបានបន្លិចជាពណ៌បៃតង។ បង្ហាញជាពណ៌ក្រហម។ (ខ) ចំនួនមធ្យមនៃព្រឹត្តិការណ៍ថាមវន្តក្នុងមួយលក្ខខណ្ឌ។ (គ) ចំនួនមធ្យមនៃរចនាសម្ព័ន្ធមីតូខនឌ្រីក្នុងមួយកោសិកា។ (ឃ) បរិមាណជាមធ្យម (µm3) នៃរចនាសម្ព័ន្ធមីតូខនឌ្រីនីមួយៗក្នុងមួយកោសិកា។ ទិន្នន័យដែលបង្ហាញគឺតំណាងឱ្យកោសិកា n = 15 ក្នុងមួយក្រុមព្យាបាល។ របារកំហុសដែលបង្ហាញតំណាងឱ្យមធ្យម ± SEM របារមាត្រដ្ឋាន = 10 μm, * p < 0.05។
អាស៊ីតប្រូពីយ៉ូនិក (PPA) បណ្តាលឱ្យមានការបង្ក្រាបការចម្លងហ្សែនដែលទាក់ទងនឹងឌីណាមិកមីតូខនឌ្រី។ កោសិកា SH-SY5Y ត្រូវបានព្យាបាលដោយ PPA 3 និង 5 mM រយៈពេល 24 ម៉ោង។ ការវាស់បរិមាណហ្សែនដែលទាក់ទងត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើ RT-qPCR ហើយធ្វើឱ្យមានលក្ខណៈធម្មតាទៅជា B2M។ ហ្សែនជីវសាស្ត្រមីតូខនឌ្រី (ក) cMYC, (ខ) TFAM, (គ) NRF1 និង (ឃ) NFE2L2។ ហ្សែនលាយមីតូខនឌ្រី និងហ្សែនបំបែក (ង) STOML2, (ច) OPA1, (ឆ) MFN1, (ជ) MFN2 និង (អាយ) DRP1។ ភាពខុសគ្នាគួរឱ្យកត់សម្គាល់ (p < 0.05) ត្រូវបានសាកល្បងដោយប្រើ ANOVA មួយផ្លូវ (ការគ្រប់គ្រង ទល់នឹង ការព្យាបាល) និងការធ្វើតេស្តប្រៀបធៀបច្រើនរបស់ Dunnett៖ * បង្ហាញថា p < 0.05, ** បង្ហាញថា p < 0.01, និង **** បង្ហាញថា p < 0.0001។ របារតំណាងឱ្យការបញ្ចេញមតិមធ្យម ± SEM។ ទិន្នន័យដែលបង្ហាញតំណាងឱ្យការចម្លងជីវសាស្រ្ត n = 3 (STOML2, OPA1, TFAM), n = 4 (cMYC, NRF1, NFE2L2) និង n = 5 (MFN1, MFN2, DRP1)។
ទិន្នន័យពីការវិភាគ TEM និង MEL រួមគ្នាបង្ហាញថា PPA ផ្លាស់ប្តូររូបរាង និងឌីណាមិកមីតូខនឌ្រី។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ បច្ចេកទេសថតរូបភាពទាំងនេះមិនផ្តល់នូវការយល់ដឹងអំពីយន្តការមូលដ្ឋានដែលជំរុញដំណើរការទាំងនេះទេ។ ដូច្នេះយើងបានពិនិត្យមើលការបញ្ចេញមតិ mRNA នៃនិយតករសំខាន់ៗចំនួនប្រាំបួននៃឌីណាមិកមីតូខនឌ្រី ជីវហ្សែន និងមីតូស៊ីស ដើម្បីឆ្លើយតបទៅនឹងការព្យាបាលដោយ PPA។ យើងបានវាស់បរិមាណអុនកូហ្សែន myeloma កោសិកា (cMYC) កត្តាផ្លូវដង្ហើមនុយក្លេអ៊ែរ (NRF1) កត្តាប្រតិចារិកមីតូខនឌ្រី 1 (TFAM) កត្តាប្រតិចារិកដូច NFE2 BZIP (NFE2L2) ប្រូតេអ៊ីនដូចហ្គាស្ទ្រីន 2 (STOML2) សរសៃប្រសាទអុបទិករួញ 1 (OPA1) មីតូហ្វូស៊ីន 1 (MFN1) មីតូហ្វូស៊ីន 2 (MFN2) និងប្រូតេអ៊ីនដែលទាក់ទងនឹងឌីណាមិក 1 (DRP1) បន្ទាប់ពីការព្យាបាលរយៈពេល 24 ម៉ោងជាមួយ PPA 3 mM និង 5 mM។ យើងបានសង្កេតឃើញការព្យាបាលដោយ PPA 3 mM (p = 0.0053, p = 0.0415 និង p < 0.0001 រៀងគ្នា) និង 5 mM (p = 0.0031, p = 0.0233, p < 0.0001)។ (រូបភាពទី 3a–c)។ ការថយចុះនៃការបញ្ចេញមតិ mRNA គឺអាស្រ័យលើកម្រិតថ្នាំ៖ ការបញ្ចេញមតិនៃ cMYC, NRF1 និង TFAM បានថយចុះ 5.7, 2.6 និង 1.9 ដងនៅ 3 mM រៀងគ្នា និង 11.2, 3 និង 2.2 ដងនៅ 5 mM។ ផ្ទុយទៅវិញ ហ្សែនជីវសាស្ត្រ redox កណ្តាល NFE2L2 មិនត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរនៅកំហាប់ណាមួយនៃ PPA ទេ ទោះបីជានិន្នាការស្រដៀងគ្នានៃការថយចុះការបញ្ចេញមតិត្រូវបានគេសង្កេតឃើញក៏ដោយ (រូបភាពទី 3d)។
យើងក៏បានពិនិត្យមើលការបញ្ចេញមតិរបស់ហ្សែនបុរាណដែលពាក់ព័ន្ធនឹងបទប្បញ្ញត្តិនៃការបំបែកកោសិកា និងការផ្សំកោសិកាផងដែរ។ STOML2 ត្រូវបានគេគិតថាពាក់ព័ន្ធនឹងការផ្សំកោសិកា ការបំបែកកោសិកាដោយមីតូហ្វាជី និងជីវហ្សែនស៊ីហ្សេនស៊ីស ហើយការបញ្ចេញមតិរបស់វាត្រូវបានកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំង (p < 0.0001) ចំនួន 3 mM (ការផ្លាស់ប្តូរ 2.4 ដង) និង 5 mM (ការផ្លាស់ប្តូរ 2.8 ដង) PPA (រូបភាពទី 1)។ 3d)។ ស្រដៀងគ្នានេះដែរ ការបញ្ចេញមតិរបស់ហ្សែនផ្សំកោសិកា OPA1 ត្រូវបានថយចុះនៅ 3 mM (ការផ្លាស់ប្តូរ 1.6 ដង) និង 5 mM (ការផ្លាស់ប្តូរ 1.9 ដង) PPA (p = 0.006 និង p = 0.0024 រៀងគ្នា) (រូបភាពទី 3f)។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ យើងមិនបានរកឃើញភាពខុសគ្នាគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៅក្នុងការបញ្ចេញមតិរបស់ហ្សែនផ្សំកោសិកា MFN1, MFN2 ឬហ្សែនបំបែកកោសិកា DRP1 ក្រោមភាពតានតឹង PPA 24 ម៉ោង (រូបភាពទី 3g–i)។ លើសពីនេះ យើងបានរកឃើញថាកម្រិតនៃប្រូតេអ៊ីនផ្សំ និងបំបែកចំនួនបួន (OPA1, MFN1, MFN2 និង DRP1) មិនបានផ្លាស់ប្តូរក្រោមលក្ខខណ្ឌដូចគ្នាទេ (រូបភាពទី 4a–d)។ វាជាការសំខាន់ក្នុងការកត់សម្គាល់ថាទិន្នន័យទាំងនេះឆ្លុះបញ្ចាំងពីចំណុចតែមួយនៅក្នុងពេលវេលា ហើយអាចមិនឆ្លុះបញ្ចាំងពីការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងការបញ្ចេញមតិប្រូតេអ៊ីន ឬកម្រិតសកម្មភាពក្នុងដំណាក់កាលដំបូងនៃភាពតានតឹង PPA នោះទេ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការថយចុះគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៃការបញ្ចេញមតិរបស់ cMYC, NRF1, TFAM, STOML2 និង OPA1 បង្ហាញពីភាពមិនប្រក្រតីនៃការចម្លងរោគមីតូខនឌ្រី ជីវសាស្ត្រ និងឌីណាមិក។ លើសពីនេះ ទិន្នន័យទាំងនេះបង្ហាញពីប្រយោជន៍នៃបច្ចេកទេសថតរូបភាពដើម្បីសិក្សាដោយផ្ទាល់អំពីការផ្លាស់ប្តូរស្ថានភាពចុងក្រោយនៃមុខងារមីតូខនឌ្រី។
កម្រិតប្រូតេអ៊ីនកត្តាផ្សំ និងបំបែកមិនបានផ្លាស់ប្តូរទេបន្ទាប់ពីការព្យាបាលដោយអាស៊ីតប្រូភីយ៉ូនិក (PPA)។ កោសិកា SH-SY5Y ត្រូវបានព្យាបាលដោយ PPA 3 និង 5 mM រយៈពេល 24 ម៉ោង។ កម្រិតប្រូតេអ៊ីនត្រូវបានវាស់វែងដោយការវិភាគ Western blot ហើយកម្រិតនៃការបញ្ចេញមតិត្រូវបានធ្វើឱ្យមានលក្ខណៈធម្មតាទៅជាប្រូតេអ៊ីនសរុប។ ការបញ្ចេញមតិប្រូតេអ៊ីនជាមធ្យម និង Western blots តំណាងនៃប្រូតេអ៊ីនគោលដៅ និងប្រូតេអ៊ីនសរុបត្រូវបានបង្ហាញ។ a – OPA1, b – MFN1, c – MFN2, d – DRP1។ របារតំណាងឱ្យមធ្យម ± SEM ហើយទិន្នន័យដែលបានបង្ហាញគឺតំណាងឱ្យ n = 3 ចម្លងជីវសាស្រ្ត។ ការប្រៀបធៀបច្រើន (p < 0.05) ត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើការវិភាគតែមួយផ្លូវនៃភាពខុសគ្នា និងការធ្វើតេស្ត Dunnett ។ ជែល និង blot ដើមត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាព S1។
ជំងឺ​មុខងារ​មីតូខនឌ្រី​ត្រូវ​បាន​ផ្សារភ្ជាប់​ជាមួយ​នឹង​ជំងឺ​ពហុ​ប្រព័ន្ធ​ចាប់ពី​ជំងឺ​មេតាបូលីស ជំងឺ​បេះដូង​សរសៃឈាម និង​សាច់ដុំ​រហូតដល់​ជំងឺ​សរសៃប្រសាទ1,10។ ជំងឺ​ខូច​សរសៃប្រសាទ និង​ជំងឺ​ខូច​សរសៃប្រសាទ​ជាច្រើន​ត្រូវ​បាន​ផ្សារភ្ជាប់​ជាមួយ​នឹង​មុខងារ​មីតូខនឌ្រី ដែល​បាន​គូសបញ្ជាក់​ពី​សារៈសំខាន់​នៃ​សរីរាង្គ​ទាំងនេះ​ពេញ​មួយ​អាយុកាល​នៃ​ខួរក្បាល។ ជំងឺ​ទាំងនេះ​រួមមាន​ជំងឺ​ផាកឃីនសុន ជំងឺ​អាល់ហ្សៃមឺរ និង ASD3,4,18។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ការចូលទៅកាន់ជាលិកាខួរក្បាលដើម្បីសិក្សាពីជំងឺទាំងនេះគឺពិបាក ជាពិសេសនៅកម្រិតយន្តការ ដែលធ្វើឱ្យប្រព័ន្ធគំរូកោសិកាជាជម្រើសចាំបាច់។ នៅក្នុងការសិក្សានេះ យើងប្រើប្រព័ន្ធគំរូកោសិកាដោយប្រើកោសិកា SH-SY5Y ដែលព្យាបាលដោយ PPA ដើម្បីសង្ខេបអំពីមុខងារមីតូខនឌ្រីដែលសង្កេតឃើញនៅក្នុងជំងឺសរសៃប្រសាទ ជាពិសេសជំងឺវិសាលគមអូទីសឹម។ ការប្រើប្រាស់គំរូ PPA នេះដើម្បីសិក្សាពីឌីណាមិកមីតូខនឌ្រីនៅក្នុងណឺរ៉ូនអាចផ្តល់នូវការយល់ដឹងអំពីមូលហេតុនៃ ASD។
យើងបានស្វែងយល់ពីលទ្ធភាពនៃការប្រើប្រាស់ TEM ដើម្បីមើលការផ្លាស់ប្តូររូបរាងមីតូខនឌ្រី។ វាជាការសំខាន់ក្នុងការកត់សម្គាល់ថា TEM ត្រូវតែប្រើឱ្យបានត្រឹមត្រូវដើម្បីបង្កើនប្រសិទ្ធភាពរបស់វា។ ការរៀបចំគំរូត្រជាក់អនុញ្ញាតឱ្យមានការអភិរក្សរចនាសម្ព័ន្ធណឺរ៉ូនបានកាន់តែប្រសើរឡើងដោយការជួសជុលសមាសធាតុកោសិកាក្នុងពេលដំណាលគ្នា និងកាត់បន្ថយការបង្កើតវត្ថុបុរាណ34។ ស្របនឹងចំណុចនេះ យើងបានសង្កេតឃើញថាកោសិកា SH-SY5Y ដែលស្រដៀងនឹងណឺរ៉ូនមានសរីរាង្គរងកោសិកាដដែល និងមីតូខនឌ្រីពន្លូត (រូបភាពទី 1a)។ នេះបង្ហាញពីប្រយោជន៍នៃបច្ចេកទេសរៀបចំត្រជាក់សម្រាប់សិក្សារូបរាងមីតូខនឌ្រីនៅក្នុងគំរូកោសិកាណឺរ៉ូន។ ទោះបីជាការវាស់វែងបរិមាណមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការវិភាគគោលបំណងនៃទិន្នន័យ TEM ក៏ដោយ ក៏នៅតែមិនមានការឯកភាពគ្នាលើប៉ារ៉ាម៉ែត្រជាក់លាក់អ្វីដែលគួរត្រូវបានវាស់វែងដើម្បីបញ្ជាក់ពីការផ្លាស់ប្តូររូបរាងមីតូខនឌ្រី។ ដោយផ្អែកលើការសិក្សាមួយចំនួនធំដែលបានពិនិត្យរូបរាងមីតូខនឌ្រីដោយបរិមាណ17,31,32 យើងបានបង្កើតបំពង់វិភាគរូបភាពមីតូខនឌ្រីដោយស្វ័យប្រវត្តិដែលវាស់វែងប៉ារ៉ាម៉ែត្ររូបរាងចំនួនប្រាំបី គឺ៖ ផ្ទៃក្រឡា សមាមាត្រទិដ្ឋភាព បរិវេណ រង្វង់ ដឺក្រេ អង្កត់ផ្ចិត Feret និងរាងមូល។
ក្នុងចំណោមពួកវា PPA បានកាត់បន្ថយផ្ទៃទី 2 ផ្ទៃ បរិវេណ និងអង្កត់ផ្ចិត Feret យ៉ាងច្រើន (រូបភាពទី 1b-e)។ នេះបង្ហាញថា មីតូខនឌ្រីបានក្លាយទៅជាតូចជាងមុន និងមានរាងមូលជាងមុន ដែលស្របនឹងការសិក្សាពីមុនដែលបង្ហាញពីការថយចុះនៃផ្ទៃមីតូខនឌ្រីបន្ទាប់ពីភាពតានតឹងមីតូខនឌ្រីដែលបង្កឡើងដោយ PPA30 រយៈពេល 72 ម៉ោង។ លក្ខណៈពិសេសខាងរូបវិទ្យាទាំងនេះអាចបង្ហាញពីការបំបែកមីតូខនឌ្រី ដែលជាដំណើរការចាំបាច់ដើម្បីញែកសមាសធាតុដែលខូចខាតចេញពីបណ្តាញមីតូខនឌ្រី ដើម្បីជំរុញការរិចរិលរបស់វាតាមរយៈមីតូផាហ្គី 35,36,37។ ម្យ៉ាងវិញទៀត ការថយចុះទំហំមីតូខនឌ្រីជាមធ្យមអាចត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃជីវហ្សែនស៊ីស ដែលបណ្តាលឱ្យមានការបង្កើតមីតូខនឌ្រីដែលទើបនឹងកើតតូចៗ។ ការកើនឡើងនៃជីវហ្សែនស៊ីស តំណាងឱ្យការឆ្លើយតបសំណងដើម្បីរក្សាមីតូសប្រឆាំងនឹងភាពតានតឹងមីតូខនឌ្រី។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការថយចុះនៃការលូតលាស់មីតូខនឌ្រី ការរួមផ្សំចុះខ្សោយ ឬលក្ខខណ្ឌផ្សេងទៀតមិនអាចត្រូវបានដកចេញបានទេ។
ទោះបីជារូបភាពដែលមានគុណភាពបង្ហាញខ្ពស់ដែលបង្កើតឡើងដោយ TEM អនុញ្ញាតឱ្យកំណត់លក្ខណៈរូបវិទ្យានៅកម្រិតមីតូខនឌ្រីនីមួយៗក៏ដោយ វិធីសាស្ត្រនេះបង្កើតរូបភាពពីរវិមាត្រនៅចំណុចតែមួយក្នុងពេលវេលា។ ដើម្បីសិក្សាពីការឆ្លើយតបថាមវន្តចំពោះភាពតានតឹងមេតាបូលីស យើងបានលាបពណ៌មីតូខនឌ្រីជាមួយ TMRE ហើយបានប្រើមីក្រូទស្សន៍ពេលវេលាជាមួយនឹងការវិភាគ MEL ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានការមើលឃើញ 3D នៃការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងបណ្តាញមីតូខនឌ្រីតាមពេលវេលា33,38។ យើងបានសង្កេតឃើញការផ្លាស់ប្តូរបន្តិចបន្តួច ប៉ុន្តែសំខាន់នៅក្នុងឌីណាមិកមីតូខនឌ្រីក្រោមភាពតានតឹង PPA (រូបភាពទី 2)។ នៅ 3 mM ចំនួននៃព្រឹត្តិការណ៍បំបែកបានកើនឡើងគួរឱ្យកត់សម្គាល់ ខណៈពេលដែលព្រឹត្តិការណ៍ផ្សំនៅតែដដែលដូចនៅក្នុងការគ្រប់គ្រង។ ការកើនឡើងនៃចំនួននៃព្រឹត្តិការណ៍បំបែក និងផ្សំត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅ 5 mM PPA ប៉ុន្តែការផ្លាស់ប្តូរទាំងនេះគឺសមាមាត្រប្រហាក់ប្រហែល ដែលបង្ហាញថាចលនវិទ្យាបំបែក និងផ្សំឈានដល់លំនឹងនៅកំហាប់ខ្ពស់ (រូបភាពទី 2b)។ បរិមាណមីតូខនឌ្រីជាមធ្យមនៅតែមិនផ្លាស់ប្តូរនៅទាំង 3 និង 5 mM PPA ដែលបង្ហាញថាភាពសុចរិតនៃបណ្តាញមីតូខនឌ្រីត្រូវបានរក្សាទុក (រូបភាពទី 2d)។ នេះឆ្លុះបញ្ចាំងពីសមត្ថភាពរបស់បណ្តាញមីតូខនឌ្រីថាមវន្តក្នុងការឆ្លើយតបទៅនឹងភាពតានតឹងមេតាបូលីសស្រាល ដើម្បីរក្សា homeostasis ប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពដោយមិនបង្កឱ្យមានការបែកបាក់បណ្តាញ។ នៅ 3 mM PPA ការកើនឡើងនៃការបំបែកគឺគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីជំរុញការផ្លាស់ប្តូរទៅជាលំនឹងថ្មី ប៉ុន្តែការរៀបចំឡើងវិញនូវចលនាវិទ្យាកាន់តែស៊ីជម្រៅគឺត្រូវបានទាមទារដើម្បីឆ្លើយតបទៅនឹងភាពតានតឹងដែលបង្កឡើងដោយកំហាប់ខ្ពស់នៃ PPA។
ចំនួនមីតូខនឌ្រីបានកើនឡើងនៅកំហាប់ស្ត្រេស PPA ទាំងពីរ ប៉ុន្តែបរិមាណមីតូខនឌ្រីជាមធ្យមមិនមានការផ្លាស់ប្តូរគួរឱ្យកត់សម្គាល់ទេ (រូបភាពទី 2c)។ នេះអាចបណ្តាលមកពីការកើនឡើងនៃជីវសាស្ត្រ ឬការកើនឡើងនៃការបែងចែក។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ប្រសិនបើមិនមានការថយចុះគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៃបរិមាណមីតូខនឌ្រីជាមធ្យមទេ វាទំនងជាថាជីវសំយោគកើនឡើង។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ទិន្នន័យនៅក្នុងរូបភាពទី 2 គាំទ្រដល់អត្ថិភាពនៃយន្តការផ្តល់សំណងពីរ៖ ការកើនឡើងនៃចំនួនព្រឹត្តិការណ៍បំបែក ដែលស្របនឹងការកើនឡើងនៃការបែងចែកមីតូខនឌ្រី និងការកើនឡើងនៃចំនួនព្រឹត្តិការណ៍ ដែលស្របនឹងជីវសាស្ត្រមីតូខនឌ្រី។ នៅទីបំផុត សំណងថាមវន្តសម្រាប់ភាពតានតឹងស្រាលអាចមានដំណើរការក្នុងពេលដំណាលគ្នាដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការបំបែក ការលាយបញ្ចូលគ្នា ជីវសាស្ត្រ និងមីតូផាជី។ ទោះបីជាអ្នកនិពន្ធមុនៗបានបង្ហាញថា PPA បង្កើនមីតូស៊ីស 30,39 និងមីតូផាជី 29 ក៏ដោយ យើងផ្តល់ភស្តុតាងសម្រាប់ការកែច្នៃឡើងវិញនៃឌីណាមិកបំបែកមីតូខនឌ្រី និងរលាយក្នុងការឆ្លើយតបទៅនឹង PPA។ ទិន្នន័យទាំងនេះបញ្ជាក់ពីការផ្លាស់ប្តូររូបវិទ្យាដែលសង្កេតឃើញដោយ TEM និងផ្តល់នូវការយល់ដឹងបន្ថែមអំពីយន្តការដែលទាក់ទងនឹងមុខងារមីតូខនឌ្រីដែលបង្កឡើងដោយ PPA។
ដោយសារតែទាំងការវិភាគ TEM និង MEL មិនបានផ្តល់ភស្តុតាងដោយផ្ទាល់អំពីយន្តការនិយតកម្មហ្សែនដែលជាមូលដ្ឋាននៃការផ្លាស់ប្តូររូបវិទ្យាដែលបានសង្កេតឃើញ យើងបានពិនិត្យមើលការបញ្ចេញមតិ RNA នៃហ្សែនដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការរំលាយអាហារមីតូខនឌ្រី ជីវហ្សែន និងឌីណាមិក។ ប្រូតូអុងកូហ្សែន cMYC គឺជាកត្តាចម្លងដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការគ្រប់គ្រងមីតូខនឌ្រី គ្លីកូលីស អាស៊ីតអាមីណូ និងការរំលាយអាហារអាស៊ីតខ្លាញ់40។ លើសពីនេះ cMYC ត្រូវបានគេដឹងថាគ្រប់គ្រងការបញ្ចេញមតិនៃហ្សែនមីតូខនឌ្រីជិត 600 ដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការចម្លងមីតូខនឌ្រី ការបកប្រែ និងការផ្គុំស្មុគស្មាញ រួមទាំង NRF1 និង TFAM41។ NRF1 និង TFAM គឺជានិយតករកណ្តាលពីរនៃមីតូស៊ីស ដែលធ្វើសកម្មភាពនៅខាងក្រោម PGC-1α ដើម្បីធ្វើឱ្យការចម្លង mtDNA សកម្ម។ ផ្លូវនេះត្រូវបានធ្វើឱ្យសកម្មដោយសញ្ញា cAMP និង AMPK ហើយងាយនឹងចំណាយថាមពល និងភាពតានតឹងមេតាបូលីស។ យើងក៏បានពិនិត្យមើល NFE2L2 ដែលជានិយតករ redox នៃជីវហ្សែនមីតូខនឌ្រី ដើម្បីកំណត់ថាតើផលប៉ះពាល់នៃ PPA អាចត្រូវបានសម្របសម្រួលដោយភាពតានតឹងអុកស៊ីតកម្មឬអត់។
ទោះបីជាការបញ្ចេញមតិ NFE2L2 នៅតែមិនផ្លាស់ប្តូរក៏ដោយ យើងបានរកឃើញការថយចុះដែលអាស្រ័យលើកម្រិតថ្នាំជាប់លាប់នៅក្នុងការបញ្ចេញមតិរបស់ cMYC, NRF1 និង TFAM បន្ទាប់ពីការព្យាបាលរយៈពេល 24 ម៉ោងជាមួយនឹង 3 mM និង 5 mM PPA (រូបភាពទី 3a-c)។ ការថយចុះនៃការបញ្ចេញមតិ cMYC ពីមុនត្រូវបានរាយការណ៍ថាជាការឆ្លើយតបទៅនឹងភាពតានតឹងមីតូខនឌ្រី42 ហើយផ្ទុយទៅវិញ ការថយចុះនៃការបញ្ចេញមតិ cMYC អាចបណ្តាលឱ្យមានមុខងារមិនប្រក្រតីរបស់មីតូខនឌ្រីដោយការរៀបចំឡើងវិញនូវការរំលាយអាហារមីតូខនឌ្រី ការតភ្ជាប់បណ្តាញ និងប៉ូលនីយកម្មភ្នាស43។ គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ cMYC ក៏ពាក់ព័ន្ធនឹងការគ្រប់គ្រងនៃការបំបែកមីតូខនឌ្រី និងការលាយបញ្ចូលគ្នា42,43 ហើយត្រូវបានគេដឹងថាបង្កើនការផូស្វ័រ DRP1 និងទីតាំងមីតូខនឌ្រីក្នុងអំឡុងពេលបែងចែកកោសិកា44 ក៏ដូចជាសម្របសម្រួលការរៀបចំឡើងវិញនូវរូបរាងមីតូខនឌ្រីនៅក្នុងកោសិកាដើមណឺរ៉ូន45។ ជាការពិតណាស់ សរសៃ fibroblasts ដែលខ្វះ cMYC បង្ហាញពីទំហំមីតូខនឌ្រីថយចុះ ស្របនឹងការផ្លាស់ប្តូរដែលបង្កឡើងដោយភាពតានតឹង PPA43។ ទិន្នន័យទាំងនេះបង្ហាញពីទំនាក់ទំនងគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ ប៉ុន្តែមិនទាន់ច្បាស់លាស់រវាង cMYC និងឌីណាមិកមីតូខនឌ្រី ដែលផ្តល់នូវគោលដៅគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍សម្រាប់ការសិក្សានាពេលអនាគតអំពីការរៀបចំឡើងវិញដែលបង្កឡើងដោយភាពតានតឹង PPA។
ការថយចុះនៃ NRF1 និង TFAM គឺស្របនឹងតួនាទីរបស់ cMYC ជាសារធាតុសកម្មប្រតិចារិកដ៏សំខាន់មួយ។ ទិន្នន័យទាំងនេះក៏ស្របនឹងការសិក្សាពីមុននៅក្នុងកោសិកាមហារីកពោះវៀនធំរបស់មនុស្សដែលបង្ហាញថា PPA បានកាត់បន្ថយការបញ្ចេញមតិ mRNA NRF1 នៅម៉ោង 22 ដែលត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការថយចុះ ATP និងបង្កើន ROS46។ អ្នកនិពន្ធទាំងនេះក៏បានរាយការណ៍ផងដែរថាការបញ្ចេញមតិ TFAM បានកើនឡើងនៅម៉ោង 8.5 ប៉ុន្តែបានត្រលប់ទៅកម្រិតមូលដ្ឋានវិញនៅម៉ោង 22។ ផ្ទុយទៅវិញ Kim et al. (2019) បានបង្ហាញថាការបញ្ចេញមតិ mRNA TFAM ត្រូវបានថយចុះគួរឱ្យកត់សម្គាល់បន្ទាប់ពីភាពតានតឹង PPA រយៈពេល 4 ម៉ោងនៅក្នុងកោសិកា SH-SY5Y; ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ បន្ទាប់ពី 72 ម៉ោង ការបញ្ចេញមតិប្រូតេអ៊ីន TFAM បានកើនឡើងគួរឱ្យកត់សម្គាល់ ហើយចំនួនចម្លង mtDNA បានកើនឡើងគួរឱ្យកត់សម្គាល់។ ដូច្នេះ ការថយចុះចំនួនហ្សែនជីវសាស្ត្រមីតូខនឌ្រីដែលយើងបានសង្កេតឃើញបន្ទាប់ពី 24 ម៉ោងមិនរាប់បញ្ចូលលទ្ធភាពដែលការកើនឡើងចំនួនមីតូខនឌ្រីត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការធ្វើឱ្យសកម្មនៃជីវសាស្ត្រនៅចំណុចពេលវេលាមុនៗនោះទេ។ ការសិក្សាពីមុនបានបង្ហាញថា PPA បង្កើនកម្រិត mRNA និងប្រូតេអ៊ីន PGC-1α យ៉ាងសំខាន់នៅក្នុងកោសិកា SH-SY5Y នៅម៉ោង 4 ម៉ោង 30 នាទី ខណៈពេលដែលអាស៊ីតប្រូភីយ៉ូនិកបង្កើនជីវសាស្ត្រមីតូខនឌ្រីនៅក្នុងកោសិកាថ្លើមកូនគោតាមរយៈ PGC-1α នៅម៉ោង 12 ម៉ោង 39 នាទី។ គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ PGC-1α មិនត្រឹមតែជានិយតករប្រតិចារិកដោយផ្ទាល់នៃ NRF1 និង TFAM ប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏ត្រូវបានបង្ហាញថាគ្រប់គ្រងសកម្មភាពរបស់ MFN2 និង DRP1 ដោយគ្រប់គ្រងការបំបែក និងការលាយបញ្ចូលគ្នា47។ សរុបមក នេះបង្ហាញពីការភ្ជាប់យ៉ាងជិតស្និទ្ធនៃយន្តការគ្រប់គ្រងការឆ្លើយតបសំណងមីតូខនឌ្រីដែលបង្កឡើងដោយ PPA។ លើសពីនេះ ទិន្នន័យរបស់យើងឆ្លុះបញ្ចាំងពីភាពមិនប្រក្រតីនៃបទប្បញ្ញត្តិប្រតិចារិកនៃជីវសាស្ត្រ និងការរំលាយអាហារក្រោមភាពតានតឹង PPA។
ហ្សែន STOML2, OPA1, MFN1, MFN2 និង DRP1 គឺជានិយតករកណ្តាលនៃការបំបែកមីតូខនឌ្រី ការលាយបញ្ចូលគ្នា និងឌីណាមិក37,48,49។ មានហ្សែនជាច្រើនទៀតដែលពាក់ព័ន្ធនឹងឌីណាមិកមីតូខនឌ្រី ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ STOML2, OPA1 និង MFN2 ពីមុនត្រូវបានគេរកឃើញថាមានមេទីលខុសៗគ្នានៅក្នុងក្រុម ASD16 ហើយការសិក្សាឯករាជ្យជាច្រើនបានរាយការណ៍ពីការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងកត្តាចម្លងទាំងនេះដើម្បីឆ្លើយតបទៅនឹងភាពតានតឹងមីតូខនឌ្រី50,51។52. ការបញ្ចេញមតិរបស់ OPA1 និង STOML2 ត្រូវបានកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំងដោយការព្យាបាលដោយ PPA 3 mM និង 5 mM (រូបភាពទី 3e, f)។ OPA1 គឺជានិយតករបុរាណមួយនៃការលាយបញ្ចូលគ្នាមីតូខនឌ្រីតាមរយៈអន្តរកម្មដោយផ្ទាល់ជាមួយ MFN1 និង 2 ហើយដើរតួនាទីក្នុងការរៀបចំឡើងវិញនូវគ្រីស្តា និងរូបវិទ្យាមីតូខនឌ្រី53។ តួនាទីពិតប្រាកដរបស់ STOML2 នៅក្នុងឌីណាមិកមីតូខនឌ្រីនៅតែមិនច្បាស់លាស់ ប៉ុន្តែភស្តុតាងបង្ហាញថាវាដើរតួនាទីក្នុងការលាយបញ្ចូលគ្នាមីតូខនឌ្រី ជីវសាស្ត្រ និងមីតូផាជី។
STOML2 ជាប់ពាក់ព័ន្ធនឹងការរក្សាការភ្ជាប់ផ្លូវដង្ហើមមីតូខនឌ្រី និងការបង្កើតស្មុគស្មាញខ្សែសង្វាក់ផ្លូវដង្ហើម54,55 ហើយត្រូវបានបង្ហាញថាផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈមេតាបូលីសរបស់កោសិកាមហារីកយ៉ាងខ្លាំង56។ ការសិក្សាបានបង្ហាញថា STOML2 ជំរុញសក្តានុពលភ្នាសមីតូខនឌ្រី និងជីវហ្សែនតាមរយៈអន្តរកម្មជាមួយ BAN និង cardiolipin 55, 57, 58។ លើសពីនេះ ការសិក្សាឯករាជ្យបានបង្ហាញថា អន្តរកម្មរវាង STOML2 និង PINK1 គ្រប់គ្រងមីតូផាជី59,60។ ជាពិសេស STOML2 ត្រូវបានរាយការណ៍ថាមានអន្តរកម្មដោយផ្ទាល់ជាមួយ និងធ្វើឱ្យ MFN2 មានស្ថេរភាព ហើយក៏ដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការធ្វើឱ្យអ៊ីសូហ្វម OPA1 វែងមានស្ថេរភាពដោយការរារាំងប្រូតេអាសដែលទទួលខុសត្រូវចំពោះការរិចរិល OPA153,61,62។ ការថយចុះនៃការបញ្ចេញមតិ STOML2 ដែលសង្កេតឃើញនៅក្នុងប្រតិកម្ម PPA អាចធ្វើឱ្យប្រូតេអ៊ីនផ្សំទាំងនេះងាយនឹងរិចរិលតាមរយៈផ្លូវដែលពឹងផ្អែកលើ ubiquitin និង proteasome48។ ទោះបីជាតួនាទីពិតប្រាកដរបស់ STOML2 និង OPA1 នៅក្នុងការឆ្លើយតបថាមវន្តចំពោះ PPA មិនទាន់ច្បាស់លាស់ក៏ដោយ ការថយចុះនៃការបញ្ចេញមតិនៃហ្សែនផ្សំទាំងនេះ (រូបភាពទី 3) អាចរំខានដល់តុល្យភាពរវាងការបំបែក និងការផ្សំ និងនាំឱ្យមានការថយចុះទំហំមីតូខនឌ្រី (រូបភាពទី 3)។
ម៉្យាងវិញទៀត ការបញ្ចេញមតិប្រូតេអ៊ីន OPA1 នៅតែមិនផ្លាស់ប្តូរបន្ទាប់ពី 24 ម៉ោង ខណៈពេលដែល mRNA និងកម្រិតប្រូតេអ៊ីនរបស់ MFN1, MFN2 ឬ DRP1 មិនបានផ្លាស់ប្តូរគួរឱ្យកត់សម្គាល់បន្ទាប់ពីការព្យាបាលដោយ PPA (រូបភាពទី 3g-i, រូបភាពទី 4)។ នេះអាចបង្ហាញថាមិនមានការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងបទប្បញ្ញត្តិនៃកត្តាទាំងនេះដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការលាយបញ្ចូលគ្នារវាងមីតូខនឌ្រី និងការបំបែកហ្សែននោះទេ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ គួរកត់សម្គាល់ថាហ្សែននីមួយៗក្នុងចំណោមហ្សែនទាំងបួននេះក៏ត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយការកែប្រែក្រោយការចម្លង (PTMs) ដែលគ្រប់គ្រងសកម្មភាពប្រូតេអ៊ីនផងដែរ។ OPA1 មានបំរែបំរួលបំបែកជំនួសចំនួនប្រាំបីដែលត្រូវបានបំបែកដោយប្រូតេអូលីទិកនៅក្នុងមីតូខនឌ្រីដើម្បីបង្កើតអ៊ីសូហ្វមពីរផ្សេងគ្នា 63។ តុល្យភាពរវាងអ៊ីសូហ្វមវែង និងខ្លីនៅទីបំផុតកំណត់តួនាទីរបស់ OPA1 នៅក្នុងការលាយបញ្ចូលគ្នារវាងមីតូខនឌ្រី និងការថែរក្សាបណ្តាញមីតូខនឌ្រី 64។ សកម្មភាព DRP1 ត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយផូស្វ័ររីឡាស្យុងប្រូតេអ៊ីនគីណាស II ដែលពឹងផ្អែកលើកាល់ស្យូម/កាល់ម៉ូឌូលីន ខណៈពេលដែលការរិចរិល DRP1 ត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយយូប៊ីគីទីនណាស និង SUMOylation 65។ ជាចុងក្រោយ ទាំង DRP1 និង MFN1/2 សុទ្ធតែជា GTPases ដូច្នេះសកម្មភាពអាចត្រូវបានជះឥទ្ធិពលដោយអត្រានៃការផលិត GTP នៅក្នុងមីតូខនឌ្រី 66។ ដូច្នេះ ទោះបីជាការបញ្ចេញមតិនៃប្រូតេអ៊ីនទាំងនេះនៅតែថេរក៏ដោយ នេះអាចមិនឆ្លុះបញ្ចាំងពីសកម្មភាពប្រូតេអ៊ីន ឬទីតាំងដែលមិនផ្លាស់ប្តូរ 67,68។ ជាការពិតណាស់ បញ្ជីប្រូតេអ៊ីន PTM ដែលមានស្រាប់ច្រើនតែបម្រើជាខ្សែការពារទីមួយដែលទទួលខុសត្រូវចំពោះការសម្របសម្រួលការឆ្លើយតបស្ត្រេសស្រួចស្រាវ។ នៅក្នុងវត្តមាននៃភាពតានតឹងមេតាប៉ូលីសកម្រិតមធ្យមនៅក្នុងគំរូរបស់យើង វាទំនងជាថា PTM ជំរុញសកម្មភាពកើនឡើងនៃប្រូតេអ៊ីនផ្សំ និងបំបែកដើម្បីស្តារភាពសុចរិតរបស់មីតូខនឌ្រីឱ្យបានគ្រប់គ្រាន់ដោយមិនតម្រូវឱ្យមានការធ្វើឱ្យសកម្មបន្ថែមនៃហ្សែនទាំងនេះនៅកម្រិត mRNA ឬប្រូតេអ៊ីន។
ប្រសិនបើយើងពិចារណាលើទិន្នន័យខាងលើរួមគ្នា ទិន្នន័យខាងលើបានបង្ហាញពីបទប្បញ្ញត្តិស្មុគស្មាញ និងអាស្រ័យលើពេលវេលានៃរូបវិទ្យាមីតូខនឌ្រី និងបញ្ហាប្រឈមនៃការបញ្ជាក់យន្តការទាំងនេះ។ ដើម្បីសិក្សាពីការបញ្ចេញហ្សែន ដំបូងវាចាំបាច់ក្នុងការកំណត់អត្តសញ្ញាណហ្សែនគោលដៅជាក់លាក់នៅក្នុងផ្លូវនេះ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ទិន្នន័យរបស់យើងបង្ហាញថា ហ្សែននៅក្នុងផ្លូវដូចគ្នាមិនឆ្លើយតបតាមរបៀបដូចគ្នាចំពោះភាពតានតឹងដូចគ្នានោះទេ។ តាមពិតទៅ ការសិក្សាពីមុនបានបង្ហាញថា ហ្សែនផ្សេងៗគ្នានៅក្នុងផ្លូវដូចគ្នាអាចបង្ហាញទម្រង់ឆ្លើយតបតាមពេលវេលាខុសៗគ្នា 30,46។ លើសពីនេះ មានយន្តការក្រោយការចម្លងស្មុគស្មាញដែលរំខានដល់ទំនាក់ទំនងរវាងការចម្លង និងមុខងារហ្សែន។ ការសិក្សាអំពីប្រូតេអូមិចអាចផ្តល់នូវការយល់ដឹងអំពីផលប៉ះពាល់នៃ PTM និងមុខងារប្រូតេអ៊ីន ប៉ុន្តែវាក៏បង្កបញ្ហាប្រឈមផងដែរ រួមទាំងវិធីសាស្ត្រដែលមានអត្រាទិន្នផលទាប សមាមាត្រសញ្ញាទៅនឹងសំឡេងរំខានខ្ពស់ និងគុណភាពបង្ហាញមិនល្អ។
នៅក្នុងបរិបទនេះ ការសិក្សាអំពីរូបវិទ្យាមីតូខនឌ្រីដោយប្រើ TEM និង MEL មានសក្តានុពលដ៏អស្ចារ្យក្នុងការឆ្លើយសំណួរជាមូលដ្ឋានអំពីទំនាក់ទំនងរវាងឌីណាមិកមីតូខនឌ្រី និងមុខងារ និងរបៀបដែលវាជះឥទ្ធិពលដល់ជំងឺ។ អ្វីដែលសំខាន់បំផុតនោះគឺ TEM ផ្តល់នូវវិធីសាស្រ្តផ្ទាល់សម្រាប់វាស់ស្ទង់រូបវិទ្យាមីតូខនឌ្រីជាចំណុចបញ្ចប់បញ្ចូលគ្នានៃភាពមិនដំណើរការរបស់មីតូខនឌ្រី និងឌីណាមិក51។ MEL ក៏ផ្តល់នូវវិធីសាស្រ្តផ្ទាល់សម្រាប់ការមើលឃើញព្រឹត្តិការណ៍បំបែក និងលាយបញ្ចូលគ្នានៅក្នុងបរិស្ថានកោសិកាបីវិមាត្រ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានការវាស់វែងនៃការរៀបចំឡើងវិញនូវមីតូខនឌ្រីថាមវន្ត សូម្បីតែក្នុងករណីដែលគ្មានការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងការបញ្ចេញហ្សែន33ក៏ដោយ។ នៅទីនេះយើងបញ្ជាក់ពីប្រយោជន៍នៃបច្ចេកទេសថតរូបភាពមីតូខនឌ្រីនៅក្នុងជំងឺមីតូខនឌ្រីបន្ទាប់បន្សំ។ ជំងឺទាំងនេះជាធម្មតាត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយភាពតានតឹងមេតាបូលីសស្រាលរ៉ាំរ៉ៃដែលត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយការរៀបចំឡើងវិញនូវបណ្តាញមីតូខនឌ្រីជាជាងការខូចខាតមីតូខនឌ្រីស្រួចស្រាវ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សំណងមីតូខនឌ្រីដែលត្រូវការដើម្បីរក្សាមីតូស៊ីសក្រោមភាពតានតឹងរ៉ាំរ៉ៃមានផលវិបាកមុខងារយ៉ាងជ្រាលជ្រៅ។ នៅក្នុងបរិបទនៃវិទ្យាសាស្ត្រសរសៃប្រសាទ ការយល់ដឹងកាន់តែច្បាស់អំពីយន្តការផ្តល់សំណងទាំងនេះអាចផ្តល់ព័ត៌មានសំខាន់ៗអំពីរោគសាស្ត្រសរសៃប្រសាទ pleiotropic ដែលទាក់ទងនឹងភាពមិនដំណើរការរបស់មីតូខនឌ្រី។
នៅទីបំផុត ទិន្នន័យរបស់យើងបានគូសបញ្ជាក់ពីប្រយោជន៍នៃបច្ចេកទេសថតរូបភាពសម្រាប់ការយល់ដឹងអំពីផលវិបាកមុខងារនៃអន្តរកម្មស្មុគស្មាញរវាងការបញ្ចេញហ្សែន ការកែប្រែប្រូតេអ៊ីន និងសកម្មភាពប្រូតេអ៊ីនដែលគ្រប់គ្រងឌីណាមិកមីតូខនឌ្រីនៃណឺរ៉ូន។ យើងបានប្រើ PPA ដើម្បីធ្វើគំរូមុខងារមីតូខនឌ្រីនៅក្នុងគំរូកោសិកាណឺរ៉ូន ដើម្បីទទួលបានការយល់ដឹងអំពីសមាសធាតុមីតូខនឌ្រីនៃ ASD។ កោសិកា SH-SY5Y ដែលត្រូវបានព្យាបាលដោយ PPA បានបង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូររូបរាងមីតូខនឌ្រី៖ មីតូខនឌ្រីបានក្លាយទៅជាតូច និងមូល ហើយគ្រីស្តាត្រូវបានកំណត់មិនល្អនៅពេលដែលសង្កេតឃើញដោយ TEM។ ការវិភាគ MEL បង្ហាញថាការផ្លាស់ប្តូរទាំងនេះកើតឡើងក្នុងពេលដំណាលគ្នាជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃព្រឹត្តិការណ៍បំបែក និងលាយបញ្ចូលគ្នា ដើម្បីរក្សាបណ្តាញមីតូខនឌ្រី ដើម្បីឆ្លើយតបទៅនឹងភាពតានតឹងមេតាបូលីសស្រាល។ លើសពីនេះ PPA រំខានយ៉ាងខ្លាំងដល់បទប្បញ្ញត្តិប្រតិចារិកនៃការរំលាយអាហារមីតូខនឌ្រី និង homeostasis។ យើងបានកំណត់អត្តសញ្ញាណ cMYC, NRF1, TFAM, STOML2 និង OPA1 ជានិយតករមីតូខនឌ្រីសំខាន់ៗដែលត្រូវបានរំខានដោយភាពតានតឹង PPA ហើយអាចដើរតួនាទីក្នុងការសម្របសម្រួលការផ្លាស់ប្តូរដែលបង្កឡើងដោយ PPA នៅក្នុងរូបរាង និងមុខងារមីតូខនឌ្រី។ ការសិក្សានាពេលអនាគតគឺត្រូវការដើម្បីកំណត់លក្ខណៈកាន់តែប្រសើរឡើងនូវការផ្លាស់ប្តូរបណ្ដោះអាសន្នដែលបង្កឡើងដោយ PPA នៅក្នុងការបញ្ចេញហ្សែន និងសកម្មភាពប្រូតេអ៊ីន ការធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្ម និងការកែប្រែក្រោយការបកប្រែ។ ទិន្នន័យរបស់យើងបង្ហាញពីភាពស្មុគស្មាញ និងការពឹងពាក់គ្នាទៅវិញទៅមកនៃយន្តការនិយតកម្មដែលសម្របសម្រួលការឆ្លើយតបស្ត្រេសមីតូខនឌ្រី និងបង្ហាញពីប្រយោជន៍នៃ TEM និងបច្ចេកទេសថតរូបភាពផ្សេងទៀតសម្រាប់ការសិក្សាយន្តការដែលមានគោលដៅកាន់តែច្បាស់លាស់។
ខ្សែកោសិកា SH-SY5Y (ECACC, 94030304-1VL) ត្រូវបានទិញពី Sigma-Aldrich។ កោសិកា SH-SY5Y ត្រូវបានដាំដុះនៅក្នុងល្បាយសារធាតុចិញ្ចឹម Eagle's medium/F-12 (DMEM/F-12) និង L-glutamine (SC09411, ScienCell) របស់ Dulbecco ក្នុងដបទំហំ 25 សង់ទីម៉ែត្រការ៉េ ដែលបានបន្ថែមជាមួយសេរ៉ូមគោគភ៌ 20% (FBS) (10493106, ThermoFisher Scientific) និងប៉េនីស៊ីលីន-ស្ទ្រេបតូម៉ីន 1% (P4333-20ML, Sigma-Aldrich) នៅសីតុណ្ហភាព 37°C, 5% CO2។ កោសិកាត្រូវបានដាំដុះបន្ថែមរហូតដល់មានការបញ្ចូលគ្នា 80% ដោយប្រើ trypsin-EDTA 0.05% (15400054, ThermoFisher Scientific) បង្វិលក្នុងកម្លាំង 300 ក្រាម និងដាក់ចានក្នុងដង់ស៊ីតេប្រហែល 7 × 105 កោសិកា/មីលីលីត្រ។ ការពិសោធន៍ទាំងអស់ត្រូវបានអនុវត្តលើកោសិកា SH-SY5Y ដែលមិនទាន់មានភាពខុសប្លែកគ្នារវាងច្រក 19–22។ PPA ត្រូវបានគ្រប់គ្រងជា NaP។ រំលាយម្សៅ NaP (លេខ CAS 137-40-6 រូបមន្តគីមី C3H5NaO2, P5436-100G, Sigma-Aldrich) ក្នុងទឹកក្តៅឧណ្ហៗ MilliQ ដល់កំហាប់ 1 M ហើយរក្សាទុកនៅសីតុណ្ហភាព 4°C។ នៅថ្ងៃព្យាបាល ពនលាយដំណោះស្រាយនេះជាមួយ 1 M PPA ដល់ 3 mM និង 5 mM PPA ក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកសេរ៉ូម (DMEM/F-12 ជាមួយ L-glutamine)។ កំហាប់ព្យាបាលសម្រាប់ការពិសោធន៍ទាំងអស់គឺគ្មាន PPA (0 mM ការគ្រប់គ្រង) 3 mM និង 5 mM PPA។ ការពិសោធន៍ត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងយ៉ាងហោចណាស់ការចម្លងជីវសាស្រ្តចំនួនបី។
កោសិកា SH-SY5Y ត្រូវបានសាបព្រួសចូលទៅក្នុងដបទំហំ 25 cm5 ក្នុងអត្រា 5.5 × 105 កោសិកា/មីលីលីត្រ ហើយដាំដុះរយៈពេល 24 ម៉ោង។ ការព្យាបាលដោយ PPA ត្រូវបានបន្ថែមទៅក្នុងដបមុនពេលភ្ញាស់រយៈពេល 24 ម៉ោង។ ប្រមូលគ្រាប់កោសិកាដោយអនុវត្តតាមពិធីការរងជាលិកាថនិកសត្វធម្មតា (ដែលបានពិពណ៌នាខាងលើ)។ រំលាយគ្រាប់កោសិកាឡើងវិញក្នុង 100 µl 2.5% glutaraldehyde, 1×PBS ហើយរក្សាទុកនៅសីតុណ្ហភាព 4°C រហូតដល់ដំណើរការ។ កោសិកា SH-SY5Y ត្រូវបានបង្វិលជារង្វង់មួយរយៈពេលខ្លីដើម្បីរំលាយកោសិកា និងយក 2.5% glutaraldehyde, 1×PBS ចេញ។ រំលាយដីល្បាប់ឡើងវិញក្នុងជែល agarose 4% ដែលរៀបចំក្នុងទឹកចម្រោះ (សមាមាត្រនៃ agarose ទៅនឹងបរិមាណដីល្បាប់គឺ 1:1)។ បំណែក agarose ត្រូវបានដាក់នៅលើក្រឡាចត្រង្គលើចានរាបស្មើ ហើយស្រោបដោយ 1-hexadecene មុនពេលបង្កកសម្ពាធខ្ពស់។ គំរូត្រូវបានបង្កកក្នុងអាសេតូនស្ងួត 100% នៅ -90°C រយៈពេល 24 ម៉ោង។ បន្ទាប់មកសីតុណ្ហភាពត្រូវបានកើនឡើងដល់ -80°C ហើយដំណោះស្រាយនៃ osmium tetroxide 1% និង glutaraldehyde 0.1% ត្រូវបានបន្ថែម។ គំរូត្រូវបានរក្សាទុកនៅសីតុណ្ហភាព -80°C រយៈពេល 24 ម៉ោង។ បន្ទាប់ពីនេះ សីតុណ្ហភាពត្រូវបានបង្កើនបន្តិចម្តងៗដល់សីតុណ្ហភាពបន្ទប់ក្នុងរយៈពេលជាច្រើនថ្ងៃ៖ ពី -80°C ដល់ -50°C រយៈពេល 24 ម៉ោង ដល់ -30°C រយៈពេល 24 ម៉ោង ដល់ -10°C រយៈពេល 24 ម៉ោង និងចុងក្រោយដល់សីតុណ្ហភាពបន្ទប់។
បន្ទាប់ពីការរៀបចំសីតុណ្ហភាពត្រជាក់រួច គំរូទាំងនោះត្រូវបានត្រាំជាមួយជ័រ ហើយផ្នែកស្តើងបំផុត (ប្រហែល 100 nm) ត្រូវបានផលិតឡើងដោយប្រើម៉ាស៊ីនថតចម្លង ultramicrotome Leica Reichert UltracutS (Leica Microsystems)។ ផ្នែកទាំងនោះត្រូវបានប្រឡាក់ពណ៌ជាមួយ uranyl acetate 2% និង lead citrate។ គំរូទាំងនោះត្រូវបានសង្កេតឃើញដោយប្រើមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងបញ្ជូន FEI Tecnai 20 (ThermoFisher (ពីមុន FEI), Eindhoven, ប្រទេសហូឡង់) ដែលដំណើរការនៅវ៉ុល 200 kV (ឧបករណ៍បញ្ជូន Lab6) និងកាមេរ៉ា CCD Gatan (Gatan, ចក្រភពអង់គ្លេស) បំពាក់ដោយតម្រងថាមពល Tridiem។
នៅក្នុងការចម្លងបច្ចេកទេសនីមួយៗ យ៉ាងហោចណាស់រូបភាពកោសិកាតែមួយចំនួន 24 ត្រូវបានទទួល ដែលសរុបមានរូបភាពចំនួន 266។ រូបភាពទាំងអស់ត្រូវបានវិភាគដោយប្រើម៉ាក្រូតំបន់ដែលចាប់អារម្មណ៍ (ROI) និងម៉ាក្រូមីតូខនឌ្រី។ ម៉ាក្រូមីតូខនឌ្រីគឺផ្អែកលើវិធីសាស្ត្រដែលបានបោះពុម្ពផ្សាយ 17,31,32 ហើយអនុញ្ញាតឱ្យដំណើរការរូបភាព TEM ជាបាច់ពាក់កណ្តាលស្វ័យប្រវត្តិនៅក្នុង Fiji/ImageJ69។ សរុបមក៖ រូបភាពត្រូវបានដាក់បញ្ច្រាស និងដាក់បញ្ច្រាសដោយប្រើការដកផ្ទៃខាងក្រោយបាល់រំកិល (កាំ 60 ភីកសែល) និងតម្រង bandpass FFT (ដោយប្រើព្រំដែនខាងលើ និងខាងក្រោម 60 និង 8 ភីកសែលរៀងៗខ្លួន) និងការបង្ក្រាបបន្ទាត់បញ្ឈរជាមួយនឹងការអត់ធ្មត់នៃការតំរង់ទិស 5%។ រូបភាពដែលបានដំណើរការត្រូវបានកំណត់កម្រិតដោយស្វ័យប្រវត្តិដោយប្រើក្បួនដោះស្រាយអង់ត្រូពីអតិបរមា ហើយរបាំងគោលពីរត្រូវបានបង្កើត។ តំបន់រូបភាពដែលភ្ជាប់ជាមួយ ROI ដែលបានជ្រើសរើសដោយដៃនៅក្នុងរូបភាព TEM ឆៅត្រូវបានស្រង់ចេញ ដោយកំណត់លក្ខណៈមីតូខនឌ្រី និងមិនរាប់បញ្ចូលភ្នាសប្លាស្មា និងតំបន់ដែលមានកម្រិតពណ៌ខ្ពស់ផ្សេងទៀត។ សម្រាប់ ROI នីមួយៗដែលបានស្រង់ចេញ ភាគល្អិតគោលពីរដែលមានទំហំធំជាង 600 ភីកសែលត្រូវបានវិភាគ ហើយផ្ទៃភាគល្អិត បរិវេណ អ័ក្សធំ និងអ័ក្សតូច អង្កត់ផ្ចិត Feret ភាពមូល និងរង្វង់ត្រូវបានវាស់ដោយប្រើមុខងារវាស់វែងដែលភ្ជាប់មកជាមួយរបស់ Fiji/ImageJ។ ដោយធ្វើតាម Merrill, Flippo, and Strack (2017) ផ្ទៃទី 2 សមាមាត្រភាគល្អិត (សមាមាត្រអ័ក្សធំទៅអ័ក្សតូច) និងកត្តារាង (FF) ត្រូវបានគណនាពីទិន្នន័យទាំងនេះ ដែល FF = បរិវេណ 2/4pi x ផ្ទៃ។ និយមន័យនៃរូបមន្តប៉ារ៉ាម៉ែត្រអាចរកបាននៅក្នុង Merrill, Flippo, and Strack (2017)។ ម៉ាក្រូដែលបានរៀបរាប់មាននៅលើ GitHub (សូមមើលសេចក្តីថ្លែងការណ៍អំពីភាពអាចរកបាននៃទិន្នន័យ)។ ជាមធ្យម ភាគល្អិតប្រហែល 5,600 ត្រូវបានវិភាគក្នុងមួយការព្យាបាល PPA សម្រាប់ចំនួនសរុបប្រហែល 17,000 ភាគល្អិត (ទិន្នន័យមិនត្រូវបានបង្ហាញ)។
កោសិកា SH-SH5Y ត្រូវបានដាក់ក្នុងចានវប្បធម៌ 8 បន្ទប់ (ThermoFisher, #155411) ដើម្បីអនុញ្ញាតឱ្យស្អិតជាប់ពេញមួយយប់ ហើយបន្ទាប់មកភ្ញាស់ជាមួយ TMRE 1:1000 (ThermoFisher, #T669) និង Hoechst 33342 1:200 (Sigma-Aldrich, H6024)។ រូបភាពត្រូវបានទទួលដោយប្រើឡាស៊ែរ 405 nm និង 561 nm លើបរិយាកាស 10 នាទី ហើយរូបភាពឆៅត្រូវបានទទួលជា z-stacks ដែលមានមីក្រូក្រាហ្វិករូបភាពចំនួន 10 ដែលមានជំហាន az 0.2 μm រវាងស៊ុមរូបភាពនៅចំណុចពេលវេលាជាបន្តបន្ទាប់ចំនួន 12។ រូបភាពត្រូវបានប្រមូលដោយប្រើវេទិកាគុណភាពបង្ហាញខ្ពស់ Carl Zeiss LSM780 ELYRA PS.1 (Carl Zeiss, Oberkochen, អាល្លឺម៉ង់) ដោយប្រើកែវ LCI Plan Apochromate 100x/1.4 Oil DIC M27។ រូបភាពត្រូវបានវិភាគនៅក្នុង ImageJ ដោយប្រើបំពង់ដែលបានពិពណ៌នាពីមុន និងកម្មវិធីជំនួយ ImageJ ដើម្បីវាស់ព្រឹត្តិការណ៍ផ្សំ និងបំបែក ចំនួនជាមធ្យមនៃរចនាសម្ព័ន្ធមីតូខនឌ្រី និងបរិមាណមីតូខនឌ្រីជាមធ្យមក្នុងមួយកោសិកា។ ម៉ាក្រូ MEL អាចរកបាននៅលើ GitHub (សូមមើលសេចក្តីថ្លែងការណ៍អំពីភាពអាចរកបាននៃទិន្នន័យ)។
កោសិកា SH-SY5Y ត្រូវបានដាំដុះក្នុងចានប្រាំមួយអណ្តូងក្នុងដង់ស៊ីតេ 0.3 × 106 កោសិកា/មីលីលីត្រ រយៈពេល 24 ម៉ោងមុនពេលព្យាបាល។ RNA ត្រូវបានស្រង់ចេញដោយប្រើពិធីការ Quick-RNA™ Miniprep (ZR R1055, Zymo Research) ជាមួយនឹងការកែប្រែបន្តិចបន្តួច៖ បន្ថែមសារធាតុរំលាយ RNA ចំនួន 300 μl ទៅក្នុងអណ្តូងនីមួយៗមុនពេលដកចេញ ហើយរំលាយគំរូនីមួយៗជាជំហានចុងក្រោយជាមួយនឹងទឹកគ្មានសារធាតុ DNase/RNase ចំនួន 30 μl។ គំរូទាំងអស់ត្រូវបានពិនិត្យបរិមាណ និងគុណភាពដោយប្រើម៉ាស៊ីនវាស់ស្ទង់ UV-Vis NanoDrop ND-1000។ ប្រូតេអ៊ីនសរុបពីសារធាតុរំលាយកោសិកាត្រូវបានទទួលដោយប្រើសារធាតុរំលាយ RIPA ចំនួន 200 μl ហើយកំហាប់ប្រូតេអ៊ីនត្រូវបានវាស់វែងដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ Bradford protein assay70។
ការសំយោគ cDNA ត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើឧបករណ៍សំយោគ Tetro™ cDNA (BIO-65043, Meridian Bioscience) ស្របតាមការណែនាំរបស់អ្នកផលិត ជាមួយនឹងការកែប្រែមួយចំនួន។ cDNA ត្រូវបានសំយោគក្នុងប្រតិកម្ម 20-μl ដោយប្រើ RNA សរុបពី 0.7 ទៅ 1 μg។ ប្រាយម័រត្រូវបានជ្រើសរើសពីឯកសារដែលបានបោះពុម្ពផ្សាយពីមុន 42, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78 (តារាង S1) ហើយឧបករណ៍ស៊ើបអង្កេតដែលភ្ជាប់មកជាមួយត្រូវបានរចនាឡើងដោយប្រើឧបករណ៍ PrimerQuest ពី Integrated DNA Technologies។ ហ្សែនទាំងអស់ដែលចាប់អារម្មណ៍ត្រូវបានធ្វើឱ្យមានលក្ខណៈធម្មតាទៅជាហ្សែន B2M នុយក្លេអ៊ែរ។ ការបញ្ចេញហ្សែនរបស់ STOML2, NRF1, NFE2L2, TFAM, cMYC និង OPA1 ត្រូវបានវាស់ដោយ RT-qPCR។ ល្បាយមេរួមមាន LUNA Taq polymerase (M3003L, New England Biolabs), ប្រាយម័រទៅមុខ និងបញ្ច្រាស់ 10 μM, cDNA និងទឹកកម្រិត PCR ដើម្បីទទួលបានបរិមាណចុងក្រោយ 10 μL សម្រាប់ប្រតិកម្មនីមួយៗ។ ការបញ្ចេញមតិនៃហ្សែនបែងចែក និងហ្សែនបំបែក (DRP1, MFN1/2) ត្រូវបានវាស់ដោយប្រើការវិភាគពហុគុណ TaqMan។ ល្បាយមេ Luna Universal Probe qPCR (M3004S, New England Biolabs) ត្រូវបានប្រើប្រាស់តាមការណែនាំរបស់អ្នកផលិតជាមួយនឹងការកែប្រែតិចតួច។ ល្បាយមេពហុគុណ RT-qPCR រួមមាន 1X LUNA Taq polymerase, ប្រាយម័រទៅមុខ និងបញ្ច្រាស់ 10 μM, ប្រាយម័រ 10 μM, cDNA និងទឹកកម្រិត PCR ដែលបណ្តាលឱ្យមានបរិមាណចុងក្រោយ 20 μL សម្រាប់ប្រតិកម្មនីមួយៗ។ RT-qPCR ត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើ Rotor-Gene Q 6-plex (QIAGEN RG—លេខស៊េរី៖ R0618110)។ លក្ខខណ្ឌវដ្តត្រូវបានបង្ហាញក្នុងតារាង S1។ គំរូ cDNA ទាំងអស់ត្រូវបានពង្រីកជាបីដង ហើយខ្សែកោងស្តង់ដារមួយត្រូវបានបង្កើតដោយប្រើស៊េរីនៃការពនលាយដប់ដង។ ភាពខុសគ្នានៅក្នុងគំរូបីដងដែលមានគម្លាតស្តង់ដារកម្រិតវដ្ត (Ct) >0.5 ត្រូវបានដកចេញពីការវិភាគដើម្បីធានាបាននូវភាពអាចបង្កើតឡើងវិញបាននៃទិន្នន័យ30,72។ ការបញ្ចេញហ្សែនដែលទាក់ទងត្រូវបានគណនាដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ 2-ΔΔCt79។
គំរូប្រូតេអ៊ីន (60 μg) ត្រូវបានលាយជាមួយសារធាតុរាវផ្ទុក Laemmli ក្នុងសមាមាត្រ 2:1 ហើយដំណើរការលើជែលប្រូតេអ៊ីនគ្មានពណ៌ 12% (Bio-Rad #1610184)។ ប្រូតេអ៊ីនត្រូវបានផ្ទេរទៅភ្នាស PVDF (polyvinylidene fluoride) (#170-84156, Bio-Rad) ដោយប្រើប្រព័ន្ធ Trans-Blot Turbo (#170-4155, Bio-Rad)។ ភ្នាសត្រូវបានរារាំង និងភ្ញាស់ជាមួយអង្គបដិប្រាណបឋមសមស្រប (OPA1, MFN1, MFN2 និង DRP1) (ពនលាយ 1:1000) រយៈពេល 48 ម៉ោង បន្ទាប់មកដោយការភ្ញាស់ជាមួយអង្គបដិប្រាណបន្ទាប់បន្សំ (1:10,000) រយៈពេល 1 ម៉ោង។ បន្ទាប់មកភ្នាសត្រូវបានថតរូបភាពដោយប្រើ Clarity Western ECL Substrate (#170-5061, Bio-Rad) ហើយកត់ត្រាដោយប្រើប្រព័ន្ធ Bio-Rad ChemiDoc MP។ ImageLab កំណែ 6.1 ត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការវិភាគ Western blot។ ជែល និង​ដុំ​ដើម​ត្រូវ​បាន​បង្ហាញ​ក្នុង​រូបភាព S1។ ព័ត៌មាន​អំពី​អង្គបដិប្រាណ​ត្រូវ​បាន​ផ្តល់​ឱ្យ​នៅ​ក្នុង​តារាង S2។
សំណុំទិន្នន័យត្រូវបានបង្ហាញជាមធ្យមភាគ និងកំហុសស្តង់ដារនៃមធ្យមភាគ (SEM) នៃគំរូឯករាជ្យយ៉ាងហោចណាស់បី។ សំណុំទិន្នន័យត្រូវបានសាកល្បងសម្រាប់ភាពធម្មតាដោយប្រើតេស្ត Shapiro-Wilks (លុះត្រាតែមានការបញ្ជាក់ផ្សេងពីនេះ) មុនពេលសន្មតថាការចែកចាយ Gaussian និងគម្លាតស្តង់ដារស្មើគ្នា ហើយបន្តការវិភាគ។ បន្ថែមពីលើការវិភាគសំណុំទិន្នន័យដោយប្រើ Fisher's MEL LSD (p < 0.05) ការវិភាគ ANOVA មួយផ្លូវ (មធ្យមភាគព្យាបាលទល់នឹងមធ្យមភាគត្រួតពិនិត្យ) និងការធ្វើតេស្តប្រៀបធៀបច្រើនរបស់ Dunnett ដើម្បីកំណត់សារៈសំខាន់ (p < 0.05)។ តម្លៃ p សំខាន់ៗត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងក្រាហ្វជា *p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001។ ការវិភាគស្ថិតិ និងក្រាហ្វទាំងអស់ត្រូវបានអនុវត្ត និងបង្កើតដោយប្រើ GraphPad Prism 9.4.0។
ម៉ាក្រូ Fiji/ImageJ សម្រាប់ការវិភាគរូបភាព TEM មានជាសាធារណៈនៅលើ GitHub៖ https://github.com/caaja/TEMMitoMacro។ ម៉ាក្រូ Mitochondrial Event Locator (MEL) មានជាសាធារណៈនៅលើ GitHub៖ https://github.com/rensutheart/MEL-Fiji-Plugin។
Meiliana A., Devi NM និង Vijaya A. មីតូខនឌ្រី៖ និយតករមេនៃការរំលាយអាហារ សមមូល ភាពតានតឹង ភាពចាស់ និងអេពីហ្សែនទិក។ ឥណ្ឌូនេស៊ី។ វិទ្យាសាស្ត្រជីវវេជ្ជសាស្ត្រ។ J. 13, 221–241 (2021)។
Ben-Shachar, D. មុខងារ​មិន​ប្រក្រតី​នៃ​មីតូខនឌ្រី​ច្រើន​មុខ​ក្នុង​ជំងឺវិកលចរិក ស្មុគស្មាញ I ជា​គោលដៅ​រោគសាស្ត្រ​ដែល​អាច​កើត​មាន។ ជំងឺវិកលចរិក។ ធនធាន។ 187, 3–10 (2017)។
Bose, A. និង Beal, MF មុខងារ​មិន​ប្រក្រតី​នៃ​មីតូខនឌ្រី​ក្នុង​ជំងឺ​ផាកឃីនសុន។ J. Neurochemistry. 139, 216–231 (2016)។
Sharma VK, Singh TG និង Mehta V. មីតូខនឌ្រីដែលមានភាពតានតឹង៖ គោលដៅនៃការឈ្លានពាននៅក្នុងជំងឺអាល់ហ្សៃមឺរ។ មីតូខនឌ្រី 59, 48–57 (2021)។
Belenguer P., Duarte JMN, Shook PF និង Ferreira GK មីតូខុនឌ្រី និងខួរក្បាល៖ ជីវថាមពល និងច្រើនទៀត។ សារធាតុពុលសរសៃប្រសាទ។ ធនធាន។ ៣៦, ២១៩–២៣៨ (២០១៩)។
Rangaraju, V. et al. មីតូខនឌ្រីយ៉ូត្រូពិច៖ ផលប៉ះពាល់នៃមីតូខនឌ្រីទៅលើការវិវត្ត និងជំងឺនៃណឺរ៉ូន។ J. Neuroscience. 39, 8200–8208 (2019).
Cardaño-Ramos, C. និង Morais, VA ជីវសាស្ត្រ​មីតូខនឌ្រី​នៅក្នុង​ណឺរ៉ូន៖ របៀប និង​ទីកន្លែង។ អន្តរជាតិ។ J. Mohr. វិទ្យាសាស្ត្រ។ 22, 13059 (2021)។
Yu, R., Lendahl, U., Nister, M. និង Zhao, J. បទប្បញ្ញត្តិនៃឌីណាមិកមីតូខនឌ្រីរបស់ថនិកសត្វ៖ ឱកាស និងបញ្ហាប្រឈម។ ផ្នែកខាងមុខ។ អង់ដូគ្រីន។ (Lausanne) 11, 374 (2020)។
Khacho, M. និង Slack, RS ឌីណាមិកមីតូខនឌ្រីក្នុងបទប្បញ្ញត្តិនៃការបង្កើតសរសៃប្រសាទ៖ ពីខួរក្បាលកំពុងអភិវឌ្ឍដល់មនុស្សពេញវ័យ។ ការអភិវឌ្ឍ។ ឌីណាមិក។ 247, 47–53 (2018)។