Nature.com ని సందర్శించినందుకు ధన్యవాదాలు. మీరు ఉపయోగిస్తున్న బ్రౌజర్ వెర్షన్ పరిమిత CSS మద్దతును కలిగి ఉంది. ఉత్తమ ఫలితాల కోసం, మీరు మీ బ్రౌజర్ యొక్క కొత్త వెర్షన్‌ను ఉపయోగించాలని మేము సిఫార్సు చేస్తున్నాము (లేదా ఇంటర్నెట్ ఎక్స్‌ప్లోరర్‌లో అనుకూలత మోడ్‌ను నిలిపివేయండి). ఈలోగా, కొనసాగుతున్న మద్దతును నిర్ధారించడానికి, మేము స్టైలింగ్ లేదా జావాస్క్రిప్ట్ లేకుండా సైట్‌ను చూపిస్తున్నాము.
ఆటిజం స్పెక్ట్రమ్ డిజార్డర్ వంటి న్యూరో డెవలప్‌మెంటల్ డిజార్డర్‌లలో మైటోకాన్డ్రియల్ పనిచేయకపోవడం పాత్రను అధ్యయనం చేయడానికి ప్రొపియోనిక్ యాసిడ్ (PPA) ఉపయోగించబడుతుంది. PPA మైటోకాన్డ్రియల్ బయోజెనిసిస్, జీవక్రియ మరియు టర్నోవర్‌ను అంతరాయం కలిగిస్తుందని అంటారు. అయితే, ఈ విధానాల సంక్లిష్ట తాత్కాలిక స్వభావం కారణంగా మైటోకాన్డ్రియల్ డైనమిక్స్, విచ్ఛిత్తి మరియు కలయికపై PPA ప్రభావాలు సమస్యాత్మకంగానే ఉన్నాయి. ఇక్కడ, న్యూరాన్ లాంటి SH-SY5Y కణాలలో మైటోకాన్డ్రియల్ అల్ట్రాస్ట్రక్చర్, పదనిర్మాణం మరియు డైనమిక్స్‌ను PPA ఎలా ప్రభావితం చేస్తుందో పరిశోధించడానికి మేము పరిపూరకరమైన పరిమాణాత్మక ఇమేజింగ్ పద్ధతులను ఉపయోగిస్తాము. PPA (5 mM) మైటోకాన్డ్రియల్ ప్రాంతం (p < 0.01), ఫెరెట్ వ్యాసం మరియు చుట్టుకొలత (p < 0.05), మరియు ప్రాంతం 2 (p < 0.01)లో గణనీయమైన తగ్గుదలకు కారణమైంది. మైటోకాన్డ్రియల్ ఈవెంట్ లొకేటర్ విశ్లేషణ ఒత్తిడి పరిస్థితులలో మైటోకాన్డ్రియల్ నెట్‌వర్క్ యొక్క సమగ్రతను నిర్వహిస్తుంది, తద్వారా మైటోకాన్డ్రియల్ నెట్‌వర్క్ యొక్క సమగ్రతను నిర్వహిస్తుంది. అదనంగా, cMYC (p < 0.0001), NRF1 (p < 0.01), TFAM (p < 0.05), STOML2 (p < 0.0001) మరియు OPA1 (p < 0.05) యొక్క mRNA వ్యక్తీకరణ గణనీయంగా తగ్గింది. ఒత్తిడి పరిస్థితులలో పనితీరును నిర్వహించడానికి మైటోకాన్డ్రియల్ పదనిర్మాణం, బయోజెనిసిస్ మరియు డైనమిక్స్ యొక్క పునర్నిర్మాణాన్ని ఇది వివరిస్తుంది. మైటోకాన్డ్రియల్ డైనమిక్స్‌పై PPA ప్రభావాలపై మా డేటా కొత్త అంతర్దృష్టిని అందిస్తుంది మరియు మైటోకాన్డ్రియల్ ఒత్తిడి ప్రతిస్పందనలలో పాల్గొన్న సంక్లిష్ట నియంత్రణ విధానాలను అధ్యయనం చేయడానికి ఇమేజింగ్ పద్ధతుల ప్రయోజనాన్ని హైలైట్ చేస్తుంది.
మైటోకాండ్రియా శక్తి ఉత్పత్తి మరియు బయోసింథసిస్‌లో వాటి సాధారణ పాత్రలకు మించి వివిధ రకాల సెల్యులార్ ఫంక్షన్లలో సమగ్ర భాగస్వాములు. మైటోకాండ్రియల్ జీవక్రియ కాల్షియం సిగ్నలింగ్, జీవక్రియ మరియు రెడాక్స్ హోమియోస్టాసిస్, ఇన్ఫ్లమేటరీ సిగ్నలింగ్, ఎపిజెనెటిక్ మార్పులు, కణాల విస్తరణ, భేదం మరియు ప్రోగ్రామ్ చేయబడిన కణాల మరణం యొక్క కీలక నియంత్రకం. ముఖ్యంగా, మైటోకాన్డ్రియల్ జీవక్రియ నాడీ అభివృద్ధి, మనుగడ మరియు పనితీరుకు కీలకం మరియు న్యూరోపాథాలజీ యొక్క వివిధ వ్యక్తీకరణలలో విస్తృతంగా చిక్కుకుంది2,3,4.
గత దశాబ్దంలో, జీవక్రియ స్థితి న్యూరోజెనిసిస్, భేదం, పరిపక్వత మరియు ప్లాస్టిసిటీ యొక్క కేంద్ర నియంత్రకంగా ఉద్భవించింది5,6. ఇటీవల, మైటోకాన్డ్రియల్ పదనిర్మాణం మరియు డైనమిక్స్ మైటోసిస్ యొక్క ముఖ్యమైన భాగాలుగా మారాయి, ఇది కణాలలో ఆరోగ్యకరమైన మైటోకాండ్రియా సమూహాన్ని నిర్వహించే డైనమిక్ ప్రక్రియ. మైటోకాన్డ్రియల్ బయోజెనిసిస్ మరియు బయోఎనర్జెటిక్స్ నుండి మైటోకాన్డ్రియల్ విచ్ఛిత్తి, సంలీనం, రవాణా మరియు క్లియరెన్స్ వరకు సంక్లిష్టమైన పరస్పర ఆధారిత మార్గాల ద్వారా మైటోకాన్డ్రియల్ డైనమిక్స్ నియంత్రించబడతాయి7,8. ఈ సమగ్ర విధానాలలో దేనినైనా అంతరాయం కలిగించడం ఆరోగ్యకరమైన మైటోకాన్డ్రియల్ నెట్‌వర్క్‌ల నిర్వహణను దెబ్బతీస్తుంది మరియు న్యూరో డెవలప్‌మెంట్‌కు తీవ్ర క్రియాత్మక పరిణామాలను కలిగి ఉంటుంది9,10. నిజానికి, మైటోకాన్డ్రియల్ డైనమిక్స్ యొక్క డైస్రెగ్యులేషన్ ఆటిజం స్పెక్ట్రమ్ డిజార్డర్స్ (ASD)11,12తో సహా అనేక మానసిక, న్యూరోడిజెనరేటివ్ మరియు న్యూరో డెవలప్‌మెంటల్ డిజార్డర్‌లలో గమనించవచ్చు.
ASD అనేది సంక్లిష్టమైన జన్యు మరియు బాహ్యజన్యు నిర్మాణంతో కూడిన వైవిధ్యమైన నాడీ అభివృద్ధి రుగ్మత. ASD యొక్క వారసత్వం వివాదాస్పదమైనది, కానీ అంతర్లీన పరమాణు ఎటియాలజీ ఇంకా సరిగా అర్థం కాలేదు. ప్రీక్లినికల్ మోడల్స్, క్లినికల్ స్టడీస్ మరియు మల్టీ-ఓమిక్స్ మాలిక్యులర్ డేటాసెట్‌ల నుండి డేటాను సేకరించడం ASD13,14 లో మైటోకాన్డ్రియల్ పనిచేయకపోవడానికి పెరుగుతున్న ఆధారాలను అందిస్తుంది. మేము గతంలో ASD ఉన్న రోగుల సమూహంలో జీనోమ్-వైడ్ DNA మిథైలేషన్ స్క్రీన్‌ను నిర్వహించాము మరియు మైటోకాన్డ్రియల్ జీవక్రియ మార్గాల వెంట క్లస్టర్ చేయబడిన విభిన్నంగా మిథైలేటెడ్ జన్యువులను గుర్తించాము15. ASD16 లో పెరిగిన mtDNA కాపీ సంఖ్య మరియు మార్చబడిన మూత్ర జీవక్రియ ప్రొఫైల్‌తో సంబంధం ఉన్న మైటోకాన్డ్రియల్ బయోజెనిసిస్ మరియు డైనమిక్స్ యొక్క కేంద్ర నియంత్రకాల యొక్క అవకలన మిథైలేషన్‌ను మేము తరువాత నివేదించాము. ASD యొక్క పాథోఫిజియాలజీలో మైటోకాన్డ్రియల్ డైనమిక్స్ మరియు హోమియోస్టాసిస్ కేంద్ర పాత్ర పోషిస్తాయని మా డేటా పెరుగుతున్న ఆధారాలను అందిస్తుంది. అందువల్ల, మైటోకాన్డ్రియల్ డైనమిక్స్, పదనిర్మాణం మరియు పనితీరు మధ్య సంబంధం యొక్క యాంత్రిక అవగాహనను మెరుగుపరచడం ద్వితీయ మైటోకాన్డ్రియల్ పనిచేయకపోవడం ద్వారా వర్గీకరించబడిన నాడీ సంబంధిత వ్యాధులపై కొనసాగుతున్న పరిశోధన యొక్క ముఖ్య లక్ష్యం.
మైటోకాన్డ్రియల్ ఒత్తిడి ప్రతిస్పందనలలో నిర్దిష్ట జన్యువుల పాత్రను అధ్యయనం చేయడానికి పరమాణు పద్ధతులు తరచుగా ఉపయోగించబడతాయి. అయితే, ఈ విధానం మైటోటిక్ నియంత్రణ విధానాల యొక్క బహుముఖ మరియు తాత్కాలిక స్వభావం ద్వారా పరిమితం కావచ్చు. అంతేకాకుండా, మైటోకాన్డ్రియల్ జన్యువుల అవకలన వ్యక్తీకరణ అనేది క్రియాత్మక మార్పుల యొక్క పరోక్ష సూచిక, ప్రత్యేకించి పరిమిత సంఖ్యలో జన్యువులు మాత్రమే సాధారణంగా విశ్లేషించబడతాయి. అందువల్ల, మైటోకాన్డ్రియల్ ఫంక్షన్ మరియు బయోఎనర్జెటిక్స్‌ను అధ్యయనం చేయడానికి మరింత ప్రత్యక్ష పద్ధతులు ప్రతిపాదించబడ్డాయి17. మైటోకాన్డ్రియల్ పదనిర్మాణం మైటోకాన్డ్రియల్ డైనమిక్స్‌తో దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. మైటోకాన్డ్రియల్ ఆకారం, కనెక్టివిటీ మరియు నిర్మాణం శక్తి ఉత్పత్తి మరియు మైటోకాన్డ్రియల్ మరియు కణాల మనుగడకు కీలకం5,18. అంతేకాకుండా, మైటోసిస్ యొక్క వివిధ భాగాలు మైటోకాన్డ్రియల్ పదనిర్మాణ శాస్త్రంలో మార్పులపై దృష్టి పెడతాయి, ఇవి మైటోకాన్డ్రియల్ పనిచేయకపోవడం యొక్క ఉపయోగకరమైన ముగింపు బిందువులుగా ఉపయోగపడతాయి మరియు తదుపరి యాంత్రిక అధ్యయనాలకు ఆధారాన్ని అందిస్తాయి.
ట్రాన్స్‌మిషన్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీ (TEM) ఉపయోగించి మైటోకాన్డ్రియల్ పదనిర్మాణాన్ని నేరుగా పరిశీలించవచ్చు, ఇది సెల్యులార్ అల్ట్రాస్ట్రక్చర్ యొక్క వివరణాత్మక అధ్యయనాన్ని అనుమతిస్తుంది. కణ జనాభాలో జన్యు ట్రాన్స్క్రిప్షన్, ప్రోటీన్ వ్యక్తీకరణ లేదా మైటోకాన్డ్రియల్ ఫంక్షనల్ పారామితులపై మాత్రమే ఆధారపడకుండా, వ్యక్తిగత మైటోకాన్డ్రియా యొక్క రిజల్యూషన్ వద్ద మైటోకాన్డ్రియల్ క్రిస్టే యొక్క పదనిర్మాణం, ఆకారం మరియు నిర్మాణాన్ని TEM నేరుగా దృశ్యమానం చేస్తుంది. అదనంగా, TEM మైటోకాన్డ్రియా మరియు ఎండోప్లాస్మిక్ రెటిక్యులం మరియు ఆటోఫాగోజోమ్‌ల వంటి ఇతర అవయవాల మధ్య పరస్పర చర్యల అధ్యయనాన్ని సులభతరం చేస్తుంది, ఇవి మైటోకాన్డ్రియాల్ ఫంక్షన్ మరియు హోమియోస్టాసిస్‌లో కీలక పాత్ర పోషిస్తాయి21,22. అందువల్ల, ఇది నిర్దిష్ట మార్గాలు లేదా జన్యువులపై దృష్టి సారించే ముందు మైటోకాన్డ్రియల్ పనిచేయకపోవడాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి TEM ను మంచి ప్రారంభ బిందువుగా చేస్తుంది. మైటోకాన్డ్రియల్ ఫంక్షన్ న్యూరోపాథాలజీకి మరింత సందర్భోచితంగా మారుతున్నందున, ఇన్ విట్రో న్యూరానల్ నమూనాలలో మైటోకాన్డ్రియల్ పదనిర్మాణం మరియు డైనమిక్‌లను ప్రత్యక్షంగా మరియు పరిమాణాత్మకంగా అధ్యయనం చేయగలగడం అవసరం.
ఈ వ్యాసంలో, ఆటిజం స్పెక్ట్రమ్ డిజార్డర్‌లో మైటోకాన్డ్రియల్ డిస్‌ఫంక్షన్ యొక్క న్యూరానల్ మోడల్‌లో మైటోకాన్డ్రియల్ డైనమిక్స్‌ను పరిశీలిస్తాము. మైటోకాన్డ్రియల్ ప్రొపియోనిల్-CoA కార్బాక్సిలేస్ ఎంజైమ్ PCC యొక్క సబ్యూనిట్ అయిన ASD15లో ప్రొపియోనిల్-CoA కార్బాక్సిలేస్ బీటా (PCCB) యొక్క డిఫరెన్షియల్ మిథైలేషన్‌ను మేము గతంలో నివేదించాము. PCC యొక్క క్రమబద్ధీకరణ లేకపోవడం ప్రొపియోనిల్ ఉత్పన్నాల విషపూరిత సంచితానికి కారణమవుతుందని తెలిసింది, వీటిలో ప్రొపియోనిల్ ఆమ్లం (PPA)23,24,25 ఉన్నాయి. PPA న్యూరోనల్ జీవక్రియకు అంతరాయం కలిగిస్తుందని మరియు వివోలో ప్రవర్తనను మారుస్తుందని చూపబడింది మరియు ASD26,27,28లో పాల్గొన్న న్యూరో డెవలప్‌మెంటల్ మెకానిజమ్‌లను అధ్యయనం చేయడానికి ఇది ఒక స్థిరపడిన జంతు నమూనా. అదనంగా, PPA మైటోకాన్డ్రియల్ మెమ్బ్రేన్ పొటెన్షియల్, బయోజెనిసిస్ మరియు శ్వాసక్రియను అంతరాయం కలిగిస్తుందని నివేదించబడింది మరియు న్యూరాన్‌లలో మైటోకాన్డ్రియల్ డిస్‌ఫంక్షన్‌ను మోడల్ చేయడానికి విస్తృతంగా ఉపయోగించబడింది29,30. అయినప్పటికీ, మైటోకాన్డ్రియల్ పదనిర్మాణం మరియు డైనమిక్స్‌పై PPA- ప్రేరిత మైటోకాన్డ్రియల్ డిస్‌ఫంక్షన్ ప్రభావం సరిగా అర్థం కాలేదు.
ఈ అధ్యయనం SH-SY5Y కణాలలో మైటోకాన్డ్రియల్ పదనిర్మాణం, డైనమిక్స్ మరియు పనితీరుపై PPA ప్రభావాలను లెక్కించడానికి పరిపూరక ఇమేజింగ్ పద్ధతులను ఉపయోగిస్తుంది. మొదట, మైటోకాన్డ్రియల్ పదనిర్మాణం మరియు అల్ట్రాస్ట్రక్చర్‌లో మార్పులను దృశ్యమానం చేయడానికి మేము TEM పద్ధతిని అభివృద్ధి చేసాము17,31,32. మైటోకాన్డ్రియా33 యొక్క డైనమిక్ స్వభావాన్ని దృష్టిలో ఉంచుకుని, PPA ఒత్తిడిలో విచ్ఛిత్తి మరియు సంలీన సంఘటనలు, మైటోకాన్డ్రియల్ సంఖ్య మరియు వాల్యూమ్ మధ్య సమతుల్యతలో మార్పులను లెక్కించడానికి మేము మైటోకాన్డ్రియల్ ఈవెంట్ లోకలైజర్ (MEL) విశ్లేషణను కూడా ఉపయోగించాము. చివరగా, మైటోకాన్డ్రియల్ పదనిర్మాణం మరియు డైనమిక్స్ బయోజెనిసిస్, విచ్ఛిత్తి మరియు సంలీనంలో పాల్గొన్న జన్యువుల వ్యక్తీకరణలో మార్పులతో సంబంధం కలిగి ఉన్నాయో లేదో మేము పరిశీలించాము. కలిసి తీసుకుంటే, మైటోకాన్డ్రియల్ డైనమిక్స్‌ను నియంత్రించే యంత్రాంగాల సంక్లిష్టతను విశదీకరించే సవాలును మా డేటా వివరిస్తుంది. SH-SY5Y కణాలలో మైటోసిస్ యొక్క కొలవగల కన్వర్జెంట్ ఎండ్ పాయింట్‌గా మైటోకాన్డ్రియల్ పదనిర్మాణాన్ని అధ్యయనం చేయడంలో TEM యొక్క ప్రయోజనాన్ని మేము హైలైట్ చేస్తాము. అదనంగా, జీవక్రియ ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందనగా డైనమిక్ సంఘటనలను సంగ్రహించే ఇమేజింగ్ పద్ధతులతో కలిపి TEM డేటా అత్యంత సంపన్నమైన సమాచారాన్ని అందిస్తుందని మేము హైలైట్ చేస్తాము. న్యూరోనల్ సెల్ మైటోసిస్‌కు మద్దతు ఇచ్చే మాలిక్యులర్ రెగ్యులేటరీ మెకానిజమ్‌ల యొక్క మరింత వర్గీకరణ నాడీ వ్యవస్థ మరియు న్యూరోడెజెనరేటివ్ వ్యాధుల యొక్క మైటోకాన్డ్రియల్ భాగంపై ముఖ్యమైన అంతర్దృష్టిని అందిస్తుంది.
మైటోకాన్డ్రియల్ ఒత్తిడిని ప్రేరేపించడానికి, SH-SY5Y కణాలను 3 mM మరియు 5 mM సోడియం ప్రొపియోనేట్ (NaP) ఉపయోగించి PPA తో చికిత్స చేశారు. TEM కి ముందు, నమూనాలను అధిక-పీడన ఫ్రీజింగ్ మరియు ఫ్రీజింగ్ ఉపయోగించి క్రయోజెనిక్ నమూనా తయారీకి గురి చేశారు (Fig. 1a). మూడు జీవ ప్రతిరూపాలలో మైటోకాన్డ్రియల్ జనాభా యొక్క ఎనిమిది పదనిర్మాణ పారామితులను కొలవడానికి మేము ఆటోమేటెడ్ మైటోకాన్డ్రియల్ ఇమేజ్ విశ్లేషణ పైప్‌లైన్‌ను అభివృద్ధి చేసాము. PPA చికిత్స నాలుగు పారామితులను గణనీయంగా మార్చిందని మేము కనుగొన్నాము: ప్రాంతం 2, ప్రాంతం, చుట్టుకొలత మరియు ఫెరెట్ వ్యాసం (Fig. 1b–e). 3 mM మరియు 5 mM PPA చికిత్స రెండింటితో ఏరియా 2 గణనీయంగా తగ్గింది (వరుసగా p = 0.0183 మరియు p = 0.002) (Fig. 1b), అయితే వైశాల్యం (p = 0.003), చుట్టుకొలత (p = 0.0106) మరియు ఫెరెట్ వ్యాసం అన్నీ గణనీయంగా తగ్గాయి. నియంత్రణ సమూహంతో పోలిస్తే 5 mM చికిత్స సమూహంలో గణనీయమైన తగ్గింపు (p = 0.0172) ఉంది (Fig. 1c–e). వైశాల్యం మరియు చుట్టుకొలతలో గణనీయమైన తగ్గింపులు 5 mM PPA తో చికిత్స చేయబడిన కణాలు చిన్నవిగా, గుండ్రంగా ఉండే మైటోకాండ్రియాను కలిగి ఉన్నాయని మరియు ఈ మైటోకాండ్రియా నియంత్రణ కణాలలో ఉన్న వాటి కంటే తక్కువ పొడవుగా ఉన్నాయని చూపించాయి. ఇది ఫెరెట్ వ్యాసంలో గణనీయమైన తగ్గుదలకు కూడా అనుగుణంగా ఉంటుంది, ఇది కణ అంచుల మధ్య అతిపెద్ద దూరం తగ్గుదలను సూచించే స్వతంత్ర పరామితి. క్రిస్టే యొక్క అల్ట్రాస్ట్రక్చర్‌లో మార్పులు గమనించబడ్డాయి: PPA ఒత్తిడి ప్రభావంతో క్రిస్టే తక్కువగా ఉచ్ఛరించబడింది (Fig. 1a, ప్యానెల్ B). అయితే, అన్ని చిత్రాలు క్రిస్టే యొక్క అల్ట్రాస్ట్రక్చర్‌ను స్పష్టంగా ప్రతిబింబించలేదు, కాబట్టి ఈ మార్పుల యొక్క పరిమాణాత్మక విశ్లేషణ నిర్వహించబడలేదు. ఈ TEM డేటా మూడు సాధ్యమైన దృశ్యాలను ప్రతిబింబిస్తుంది: (1) PPA విచ్ఛిత్తిని పెంచుతుంది లేదా కలయికను నిరోధిస్తుంది, దీనివల్ల ఇప్పటికే ఉన్న మైటోకాండ్రియా పరిమాణం తగ్గిపోతుంది; (2) మెరుగైన బయోజెనిసిస్ కొత్త, చిన్న మైటోకాండ్రియాను సృష్టిస్తుంది లేదా (3) రెండు విధానాలను ఒకేసారి ప్రేరేపిస్తుంది. ఈ పరిస్థితులను TEM ద్వారా వేరు చేయలేనప్పటికీ, గణనీయమైన పదనిర్మాణ మార్పులు PPA ఒత్తిడి కింద మైటోకాండ్రియల్ హోమియోస్టాసిస్ మరియు డైనమిక్స్‌లో మార్పులను సూచిస్తాయి. ఈ డైనమిక్స్ మరియు వాటికి అంతర్లీనంగా ఉన్న సంభావ్య విధానాలను మరింత వర్గీకరించడానికి మేము తరువాత అదనపు పారామితులను అన్వేషించాము.
ప్రొపియోనిక్ ఆమ్లం (PPA) మైటోకాన్డ్రియల్ పదనిర్మాణాన్ని పునర్నిర్మిస్తుంది. (a) మైటోకాన్డ్రియల్ పరిమాణం తగ్గుతుందని మరియు మైటోకాన్డ్రియా చిన్నదిగా మరియు గుండ్రంగా మారుతుందని చూపించే ప్రతినిధి ట్రాన్స్మిషన్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీ (TEM) చిత్రాలు, పెరుగుతున్న PPA చికిత్సతో; వరుసగా 0 mM (చికిత్స చేయబడలేదు), 3 mM మరియు 5 mM. ఎరుపు బాణాలు మైటోకాండ్రియాను సూచిస్తాయి. (b–e) 24 గంటలకు PPAతో చికిత్స చేయబడిన SH-SY5Y కణాలు TEM కోసం తయారు చేయబడ్డాయి మరియు ఫలితాలను Fiji/ImageJ ఉపయోగించి విశ్లేషించారు. ఎనిమిది పారామితులలో నాలుగు నియంత్రణ (చికిత్స చేయబడలేదు, 0 mM PPA) మరియు చికిత్స చేయబడిన (3 mM మరియు 5 mM PPA) కణాల మధ్య గణనీయమైన తేడాలను చూపించాయి. (b) ప్రాంతం 2, (c) ప్రాంతం, (d) చుట్టుకొలత, (e) ఫెరెట్ వ్యాసం. గణనీయమైన తేడాలను నిర్ణయించడానికి వైవిధ్యం (నియంత్రణ vs. చికిత్స) మరియు డన్నెట్ యొక్క బహుళ పోలిక పరీక్ష యొక్క వన్-వే విశ్లేషణ ఉపయోగించబడ్డాయి (p < 0.05). డేటా పాయింట్లు ప్రతి వ్యక్తిగత కణానికి సగటు మైటోకాన్డ్రియల్ విలువను సూచిస్తాయి మరియు ఎర్రర్ బార్‌లు సగటు ± SEMను సూచిస్తాయి. చూపబడిన డేటా n = 3ని సూచిస్తుంది, ప్రతి ప్రతిరూపానికి కనీసం 24 సెల్‌లు; మొత్తం 266 చిత్రాలు విశ్లేషించబడ్డాయి; * p < 0.05ని సూచిస్తుంది, ** p < 0.01ని సూచిస్తుంది.
PPA కి మైటోకాన్డ్రియల్ డైనమిక్స్ ఎలా స్పందిస్తాయో మరింత వివరించడానికి, మేము టెట్రామెథైల్‌రోడమైన్ ఇథైల్ ఈస్టర్ (TMRE) తో మైటోకాండ్రియాను మరక చేసాము మరియు 3 మరియు 5 mM PPA వద్ద 24 గంటల తర్వాత మైటోకాండ్రియాను స్థానికీకరించడానికి మరియు లెక్కించడానికి టైమ్-లాప్స్ మైక్రోస్కోపీ మరియు MEL విశ్లేషణలను ఉపయోగించాము. విచ్ఛిత్తి మరియు సంలీన సంఘటనల చికిత్స. (Fig. 2a). MEL విశ్లేషణ తర్వాత, మైటోకాన్డ్రియల్ నిర్మాణాల సంఖ్య మరియు వాటి సగటు పరిమాణాన్ని లెక్కించడానికి మైటోకాండ్రియాను మరింత విశ్లేషించారు. విచ్ఛిత్తి [5.6 ± 0.3 (p < 0.05) )] మరియు ఫ్యూజన్ [5.4 ± 0.5 (p < 0.05)] మరియు ఫ్యూజన్ [5.4 ± 0.5 (p < 0.05)] 0.05)] <0.05)] సంఘటనలతో పోలిస్తే 3 mM వద్ద విచ్ఛిత్తి సంఘటనల సంఖ్యలో స్వల్పమైన కానీ గణనీయమైన పెరుగుదలను మేము గమనించాము. నియంత్రణతో పోలిస్తే 5 mM వద్ద మైటోకాండ్రియా సంఖ్య గణనీయంగా పెరిగింది (Fig. 3b). 3 [32.6 ± 2.1 (p < 0.05)] మరియు 5 mM [34.1 ± 2.2 (p < 0.05)] (Fig. 3c) రెండింటిలోనూ మైటోకాండ్రియా సంఖ్య గణనీయంగా పెరిగింది, అయితే ప్రతి మైటోకాండ్రియల్ నిర్మాణం యొక్క సగటు పరిమాణం మారలేదు (Fig. 3c). 3d). కలిసి చూస్తే, మైటోకాన్డ్రియల్ డైనమిక్స్ యొక్క పునర్నిర్మాణం మైటోకాన్డ్రియల్ నెట్‌వర్క్ యొక్క సమగ్రతను విజయవంతంగా నిర్వహించే పరిహార ప్రతిస్పందనగా పనిచేస్తుందని ఇది సూచిస్తుంది. 3 mM PPA వద్ద విచ్ఛిత్తి సంఘటనల సంఖ్య పెరుగుదల మైటోకాన్డ్రియల్ సంఖ్యలో పెరుగుదల పాక్షికంగా మైటోకాన్డ్రియల్ విచ్ఛిత్తి కారణంగా ఉందని సూచిస్తుంది, కానీ సగటు మైటోకాన్డ్రియల్ వాల్యూమ్ తప్పనిసరిగా మారకుండా ఉండటం వలన, బయోజెనిసిస్‌ను అదనపు పరిహార ప్రతిస్పందనగా తోసిపుచ్చలేము. అయితే, ఈ డేటా TEM ద్వారా గమనించబడిన చిన్న, గుండ్రని మైటోకాన్డ్రియల్ నిర్మాణాలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది మరియు PPA ద్వారా ప్రేరేపించబడిన మైటోకాన్డ్రియల్ డైనమిక్స్‌లో గణనీయమైన మార్పులను కూడా ప్రదర్శిస్తుంది.
ప్రొపియోనిక్ ఆమ్లం (PPA) నెట్‌వర్క్ సమగ్రతను కాపాడుకోవడానికి డైనమిక్ మైటోకాన్డ్రియల్ పునర్నిర్మాణాన్ని ప్రేరేపిస్తుంది. SH-SY5Y కణాలను కల్చర్ చేసి, 3 మరియు 5 mM PPA తో 24 గంటలు చికిత్స చేసి, TMRE మరియు Hoechst 33342 తో మరకలు వేయబడ్డాయి, తరువాత MEL విశ్లేషణ జరిగింది. (a) ప్రతి స్థితికి సమయం 2 (t2) వద్ద రంగు మరియు బైనరైజ్డ్ గరిష్ట తీవ్రత అంచనాలను వర్ణించే ప్రతినిధి టైమ్-లాప్స్ మైక్రోస్కోపీ చిత్రాలు. ప్రతి బైనరీ చిత్రంలో సూచించబడిన ఎంచుకున్న ప్రాంతాలు కాలక్రమేణా డైనమిక్‌లను వివరించడానికి మూడు వేర్వేరు సమయ ఫ్రేమ్‌లలో (t1-t3) మెరుగుపరచబడి 3Dలో ప్రదర్శించబడతాయి; ఫ్యూజన్ సంఘటనలు ఆకుపచ్చ రంగులో హైలైట్ చేయబడతాయి; విచ్ఛిత్తి సంఘటనలు ఆకుపచ్చ రంగులో హైలైట్ చేయబడతాయి. ఎరుపు రంగులో ప్రదర్శించబడతాయి. (b) స్థితికి సగటు డైనమిక్ సంఘటనల సంఖ్య. (c) ప్రతి కణానికి సగటు మైటోకాన్డ్రియల్ నిర్మాణాల సంఖ్య. (d) ప్రతి కణానికి ప్రతి మైటోకాన్డ్రియల్ నిర్మాణం యొక్క సగటు వాల్యూమ్ (µm3). చూపబడిన డేటా చికిత్స సమూహానికి n = 15 కణాలను సూచిస్తుంది. చూపబడిన ఎర్రర్ బార్‌లు సగటు ± SEM, స్కేల్ బార్ = 10 μm, * p < 0.05 ను సూచిస్తాయి.
ప్రొపియోనిక్ ఆమ్లం (PPA) మైటోకాన్డ్రియల్ డైనమిక్స్‌తో సంబంధం ఉన్న జన్యువుల ట్రాన్స్‌క్రిప్షనల్ అణచివేతకు కారణమవుతుంది. SH-SY5Y కణాలను 3 మరియు 5 mM PPA తో 24 గంటలకు చికిత్స చేశారు. RT-qPCR ఉపయోగించి సాపేక్ష జన్యు పరిమాణాన్ని నిర్వహించారు మరియు B2M కు సాధారణీకరించారు. మైటోకాన్డ్రియల్ బయోజెనిసిస్ జన్యువులు (a) cMYC, (b) TFAM, (c) NRF1 మరియు (d) NFE2L2. మైటోకాన్డ్రియల్ ఫ్యూజన్ మరియు విచ్ఛిత్తి జన్యువులు (e) STOML2, (f) OPA1, (g) MFN1, (h) MFN2 మరియు (i) DRP1. ముఖ్యమైన తేడాలు (p < 0.05) వన్-వే ANOVA (నియంత్రణ vs. చికిత్స) మరియు డన్నెట్ యొక్క బహుళ పోలిక పరీక్షను ఉపయోగించి పరీక్షించబడ్డాయి: * p < 0.05ని సూచిస్తుంది, ** p < 0.01ని సూచిస్తుంది మరియు **** p < 0.0001ని సూచిస్తుంది. బార్‌లు సగటు వ్యక్తీకరణ ± SEMని సూచిస్తాయి. చూపబడిన డేటా n = 3 (STOML2, OPA1, TFAM), n = 4 (cMYC, NRF1, NFE2L2), మరియు n = 5 (MFN1, MFN2, DRP1) జీవ ప్రతిరూపాలను సూచిస్తుంది.
TEM మరియు MEL విశ్లేషణల నుండి వచ్చిన డేటా PPA మైటోకాన్డ్రియల్ పదనిర్మాణం మరియు డైనమిక్స్‌ను మారుస్తుందని సూచిస్తుంది. అయితే, ఈ ఇమేజింగ్ పద్ధతులు ఈ ప్రక్రియలను నడిపించే అంతర్లీన విధానాలపై అంతర్దృష్టిని అందించవు. అందువల్ల PPA చికిత్సకు ప్రతిస్పందనగా మైటోకాన్డ్రియల్ డైనమిక్స్, బయోజెనిసిస్ మరియు మైటోసిస్ యొక్క తొమ్మిది కీలక నియంత్రకాల యొక్క mRNA వ్యక్తీకరణను మేము పరిశీలించాము. 3 mM మరియు 5 mM PPA తో 24 గంటల చికిత్స తర్వాత మేము సెల్ మైలోమా ఆంకోజీన్ (cMYC), న్యూక్లియర్ రెస్పిరేటరీ ఫ్యాక్టర్ (NRF1), మైటోకాన్డ్రియల్ ట్రాన్స్క్రిప్షన్ ఫ్యాక్టర్ 1 (TFAM), NFE2-వంటి ట్రాన్స్క్రిప్షన్ ఫ్యాక్టర్ BZIP (NFE2L2), గ్యాస్ట్రిన్-వంటి ప్రోటీన్ 2 (STOML2), ఆప్టిక్ నెర్వ్ అట్రోఫీ 1 (OPA1), మైటోఫుసిన్ 1 (MFN1), మైటోఫుసిన్ 2 (MFN2) మరియు డైనమిన్-సంబంధిత ప్రోటీన్ 1 (DRP1) లను లెక్కించాము. మేము 3 mM (p = 0.0053, p = 0.0415 మరియు p < 0.0001, వరుసగా) మరియు 5 mM (p = 0.0031, p = 0.0233, p < 0.0001) PPA చికిత్సను గమనించాము. (చిత్రం 3a–c). mRNA వ్యక్తీకరణలో తగ్గుదల మోతాదు-ఆధారితమైనది: cMYC, NRF1 మరియు TFAM యొక్క వ్యక్తీకరణ 3 mM వద్ద వరుసగా 5.7, 2.6 మరియు 1.9 సార్లు తగ్గింది మరియు 5 mM వద్ద 11.2, 3 మరియు 2.2 సార్లు తగ్గింది. దీనికి విరుద్ధంగా, సెంట్రల్ రెడాక్స్ బయోజెనిసిస్ జన్యువు NFE2L2 PPA యొక్క ఏకాగ్రత వద్ద కూడా మార్చబడలేదు, అయినప్పటికీ తగ్గిన వ్యక్తీకరణ యొక్క సారూప్య మోతాదు-ఆధారిత ధోరణి గమనించబడింది (చిత్రం 3d).
విచ్ఛిత్తి మరియు సంలీనం నియంత్రణలో పాల్గొన్న క్లాసికల్ జన్యువుల వ్యక్తీకరణను కూడా మేము పరిశీలించాము. STOML2 సంలీనం, మైటోఫాగి మరియు బయోజెనిసిస్‌లో పాల్గొంటుందని భావిస్తున్నారు మరియు దాని వ్యక్తీకరణ 3 mM (2.4-రెట్లు మార్పు) మరియు 5 mM (2.8-రెట్లు మార్పు) PPA (Fig. 1) ద్వారా గణనీయంగా తగ్గింది (p < 0.0001). 3d). అదేవిధంగా, OPA1 సంలీన జన్యు వ్యక్తీకరణ 3 mM (1.6-రెట్లు మార్పు) మరియు 5 mM (1.9-రెట్లు మార్పు) PPA (p = 0.006 మరియు p = 0.0024, వరుసగా) వద్ద తగ్గింది (Fig. 3f). అయితే, 24-h PPA ఒత్తిడి కింద సంలీన జన్యువులు MFN1, MFN2 లేదా విచ్ఛిత్తి జన్యువు DRP1 యొక్క వ్యక్తీకరణలో మాకు గణనీయమైన తేడాలు కనిపించలేదు (Fig. 3g–i). అదనంగా, నాలుగు ఫ్యూజన్ మరియు ఫిషన్ ప్రోటీన్ల (OPA1, MFN1, MFN2 మరియు DRP1) స్థాయిలు ఒకే పరిస్థితులలో మారలేదని మేము కనుగొన్నాము (Fig. 4a–d). ఈ డేటా ఒకే సమయంలో ఒక బిందువును ప్రతిబింబిస్తుందని మరియు PPA ఒత్తిడి ప్రారంభ దశలలో ప్రోటీన్ వ్యక్తీకరణ లేదా కార్యాచరణ స్థాయిలలో మార్పులను ప్రతిబింబించకపోవచ్చని గమనించడం ముఖ్యం. అయితే, cMYC, NRF1, TFAM, STOML2 మరియు OPA1 యొక్క వ్యక్తీకరణలో గణనీయమైన తగ్గింపులు మైటోకాన్డ్రియల్ జీవక్రియ, బయోజెనిసిస్ మరియు డైనమిక్స్ యొక్క గణనీయమైన ట్రాన్స్క్రిప్షనల్ డైస్రెగ్యులేషన్‌ను సూచిస్తాయి. అదనంగా, ఈ డేటా మైటోకాన్డ్రియల్ ఫంక్షన్‌లో ఎండ్-స్టేట్ మార్పులను నేరుగా అధ్యయనం చేయడానికి ఇమేజింగ్ టెక్నిక్‌ల ప్రయోజనాన్ని హైలైట్ చేస్తుంది.
ప్రొపియోనిక్ యాసిడ్ (PPA) చికిత్స తర్వాత ఫ్యూజన్ మరియు ఫిషన్ ఫ్యాక్టర్ ప్రోటీన్ స్థాయిలు మారలేదు. SH-SY5Y కణాలను 3 మరియు 5 mM PPA తో 24 గంటలకు చికిత్స చేశారు. వెస్ట్రన్ బ్లాట్ విశ్లేషణ ద్వారా ప్రోటీన్ స్థాయిలను లెక్కించారు మరియు వ్యక్తీకరణ స్థాయిలు మొత్తం ప్రోటీన్‌కు సాధారణీకరించబడ్డాయి. సగటు ప్రోటీన్ వ్యక్తీకరణ మరియు లక్ష్యం మరియు మొత్తం ప్రోటీన్ యొక్క ప్రాతినిధ్య పాశ్చాత్య బ్లాట్‌లు చూపించబడ్డాయి. a – OPA1, b – MFN1, c – MFN2, d – DRP1. బార్‌లు సగటు ± SEMని సూచిస్తాయి మరియు చూపబడిన డేటా n = 3 జీవ ప్రతిరూపాలను సూచిస్తుంది. వైవిధ్యం యొక్క వన్-వే విశ్లేషణ మరియు డన్నెట్స్ పరీక్షను ఉపయోగించి బహుళ పోలికలు (p < 0.05) నిర్వహించబడ్డాయి. అసలు జెల్ మరియు బ్లాట్ చిత్రం S1లో చూపబడ్డాయి.
మైటోకాన్డ్రియల్ పనిచేయకపోవడం జీవక్రియ, హృదయ మరియు కండరాల వ్యాధుల నుండి నాడీ సంబంధిత వ్యాధుల వరకు బహుళ వ్యవస్థ వ్యాధులతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది1,10. అనేక న్యూరోడీజెనరేటివ్ మరియు న్యూరోడీజెనరేటివ్ వ్యాధులు మైటోకాన్డ్రియల్ పనిచేయకపోవటంతో సంబంధం కలిగి ఉంటాయి, మెదడు జీవితాంతం ఈ అవయవాల ప్రాముఖ్యతను హైలైట్ చేస్తాయి. ఈ వ్యాధులలో పార్కిన్సన్స్ వ్యాధి, అల్జీమర్స్ వ్యాధి మరియు ASD3,4,18 ఉన్నాయి. అయితే, ఈ వ్యాధులను అధ్యయనం చేయడానికి మెదడు కణజాలానికి ప్రాప్యత కష్టం, ముఖ్యంగా యాంత్రిక స్థాయిలో, సెల్యులార్ మోడల్ వ్యవస్థలను అవసరమైన ప్రత్యామ్నాయంగా చేస్తుంది. ఈ అధ్యయనంలో, న్యూరోనల్ వ్యాధులలో, ముఖ్యంగా ఆటిజం స్పెక్ట్రమ్ రుగ్మతలలో గమనించిన మైటోకాన్డ్రియల్ పనిచేయకపోవడాన్ని తిరిగి పొందేందుకు మేము PPA- చికిత్స చేసిన SH-SY5Y కణాలను ఉపయోగించి సెల్యులార్ మోడల్ వ్యవస్థను ఉపయోగిస్తాము. న్యూరాన్లలో మైటోకాన్డ్రియల్ డైనమిక్స్‌ను అధ్యయనం చేయడానికి ఈ PPA మోడల్‌ను ఉపయోగించడం వలన ASD యొక్క ఎటియాలజీపై అంతర్దృష్టి లభిస్తుంది.
మైటోకాన్డ్రియల్ పదనిర్మాణ శాస్త్రంలో మార్పులను వీక్షించడానికి TEMని ఉపయోగించే అవకాశాన్ని మేము అన్వేషించాము. దాని ప్రభావాన్ని పెంచడానికి TEMని సరిగ్గా ఉపయోగించాలని గమనించడం ముఖ్యం. క్రయో-నమూనాల తయారీ సెల్యులార్ భాగాలను ఏకకాలంలో పరిష్కరించడం మరియు కళాఖండాల ఏర్పాటును తగ్గించడం ద్వారా న్యూరానల్ నిర్మాణాలను బాగా సంరక్షించడానికి అనుమతిస్తుంది34. దీనికి అనుగుణంగా, న్యూరాన్ లాంటి SH-SY5Y కణాలు చెక్కుచెదరకుండా ఉన్న ఉపకణ అవయవాలు మరియు పొడుగుచేసిన మైటోకాండ్రియాను కలిగి ఉన్నాయని మేము గమనించాము (Fig. 1a). ఇది న్యూరానల్ సెల్ నమూనాలలో మైటోకాన్డ్రియల్ పదనిర్మాణ శాస్త్రాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి క్రయోజెనిక్ తయారీ పద్ధతుల ప్రయోజనాన్ని హైలైట్ చేస్తుంది. TEM డేటా యొక్క ఆబ్జెక్టివ్ విశ్లేషణకు పరిమాణాత్మక కొలతలు కీలకం అయినప్పటికీ, మైటోకాన్డ్రియల్ పదనిర్మాణ మార్పులను నిర్ధారించడానికి ఏ నిర్దిష్ట పారామితులను కొలవాలి అనే దానిపై ఇప్పటికీ ఏకాభిప్రాయం లేదు. మైటోకాన్డ్రియల్ పదనిర్మాణ శాస్త్రాన్ని పరిమాణాత్మకంగా పరిశీలించిన పెద్ద సంఖ్యలో అధ్యయనాల ఆధారంగా17,31,32, మేము ఎనిమిది పదనిర్మాణ పారామితులను కొలిచే ఆటోమేటెడ్ మైటోకాన్డ్రియల్ ఇమేజ్ విశ్లేషణ పైప్‌లైన్‌ను అభివృద్ధి చేసాము, అవి: ప్రాంతం, ప్రాంతం2, కారక నిష్పత్తి, చుట్టుకొలత, వృత్తాకారం, డిగ్రీ, ఫెరెట్ వ్యాసం. మరియు గుండ్రనితనం.
వాటిలో, PPA వైశాల్యం 2, వైశాల్యం, చుట్టుకొలత మరియు ఫెరెట్ వ్యాసం (Fig. 1b–e) ను గణనీయంగా తగ్గించింది. మైటోకాండ్రియా చిన్నదిగా మరియు గుండ్రంగా మారిందని ఇది చూపించింది, ఇది PPA30-ప్రేరిత మైటోకాన్డ్రియల్ ఒత్తిడి 72 గంటల తర్వాత మైటోకాన్డ్రియల్ ప్రాంతంలో తగ్గుదల చూపించే మునుపటి అధ్యయనాలకు అనుగుణంగా ఉంది. ఈ పదనిర్మాణ లక్షణాలు మైటోకాన్డ్రియల్ విచ్ఛిత్తిని సూచించవచ్చు, ఇది మైటోఫాగి35,36,37 ద్వారా వాటి క్షీణతను ప్రోత్సహించడానికి మైటోకాన్డ్రియల్ నెట్‌వర్క్ నుండి దెబ్బతిన్న భాగాలను వేరు చేయడానికి అవసరమైన ప్రక్రియ. మరోవైపు, సగటు మైటోకాన్డ్రియల్ పరిమాణంలో తగ్గుదల పెరిగిన బయోజెనిసిస్‌తో సంబంధం కలిగి ఉండవచ్చు, దీని ఫలితంగా చిన్న నవజాత మైటోకాండ్రియా ఏర్పడుతుంది. పెరిగిన విచ్ఛిత్తి లేదా బయోజెనిసిస్ మైటోకాన్డ్రియల్ ఒత్తిడికి వ్యతిరేకంగా మైటోసిస్‌ను నిర్వహించడానికి పరిహార ప్రతిస్పందనను సూచిస్తుంది. అయితే, తగ్గిన మైటోకాన్డ్రియల్ పెరుగుదల, బలహీనమైన కలయిక లేదా ఇతర పరిస్థితులను మినహాయించలేము.
TEM ద్వారా సృష్టించబడిన అధిక-రిజల్యూషన్ చిత్రాలు వ్యక్తిగత మైటోకాండ్రియా స్థాయిలో పదనిర్మాణ లక్షణాలను నిర్ణయించడానికి అనుమతించినప్పటికీ, ఈ పద్ధతి ఒకే సమయంలో రెండు-డైమెన్షనల్ స్నాప్‌షాట్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. జీవక్రియ ఒత్తిడికి డైనమిక్ ప్రతిస్పందనలను అధ్యయనం చేయడానికి, మేము TMREతో మైటోకాండ్రియాను మరక చేసాము మరియు MEL విశ్లేషణతో టైమ్-లాప్స్ మైక్రోస్కోపీని ఉపయోగించాము, ఇది కాలక్రమేణా మైటోకాన్డ్రియల్ నెట్‌వర్క్‌లో మార్పుల యొక్క అధిక-త్రూపుట్ 3D విజువలైజేషన్‌ను అనుమతిస్తుంది33,38. PPA ఒత్తిడిలో మైటోకాన్డ్రియల్ డైనమిక్స్‌లో సూక్ష్మమైన కానీ ముఖ్యమైన మార్పులను మేము గమనించాము (Fig. 2). 3 mM వద్ద, విచ్ఛిత్తి సంఘటనల సంఖ్య గణనీయంగా పెరిగింది, అయితే ఫ్యూజన్ సంఘటనలు నియంత్రణలో ఉన్నట్లే ఉన్నాయి. 5 mM PPA వద్ద విచ్ఛిత్తి మరియు ఫ్యూజన్ సంఘటనల సంఖ్యలో పెరుగుదల గమనించబడింది, కానీ ఈ మార్పులు సుమారుగా అనులోమానుపాతంలో ఉన్నాయి, అధిక సాంద్రతలలో విచ్ఛిత్తి మరియు ఫ్యూజన్ గతిశాస్త్రం సమతుల్యతను చేరుకుంటాయని సూచిస్తున్నాయి (Fig. 2b). 3 మరియు 5 mM PPA రెండింటిలోనూ సగటు మైటోకాన్డ్రియల్ వాల్యూమ్ మారలేదు, ఇది మైటోకాన్డ్రియల్ నెట్‌వర్క్ యొక్క సమగ్రత సంరక్షించబడిందని సూచిస్తుంది (Fig. 2d). ఇది డైనమిక్ మైటోకాన్డ్రియల్ నెట్‌వర్క్‌లు తేలికపాటి జీవక్రియ ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందించే సామర్థ్యాన్ని ప్రతిబింబిస్తుంది, నెట్‌వర్క్ ఫ్రాగ్మెంటేషన్‌కు కారణం కాకుండా హోమియోస్టాసిస్‌ను సమర్థవంతంగా నిర్వహిస్తాయి. 3 mM PPA వద్ద, విచ్ఛిత్తిలో పెరుగుదల కొత్త సమతుల్యతకు పరివర్తనను ప్రోత్సహించడానికి సరిపోతుంది, అయితే PPA యొక్క అధిక సాంద్రతల ద్వారా ప్రేరేపించబడిన ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందనగా మరింత లోతైన గతిశీల పునర్నిర్మాణం అవసరం.
PPA ఒత్తిడి సాంద్రతలు రెండింటిలోనూ మైటోకాండ్రియా సంఖ్య పెరిగింది, కానీ సగటు మైటోకాండ్రియల్ వాల్యూమ్ గణనీయంగా మారలేదు (Fig. 2c). ఇది పెరిగిన బయోజెనిసిస్ లేదా పెరిగిన విభజన వల్ల కావచ్చు; అయితే, సగటు మైటోకాండ్రియల్ వాల్యూమ్‌లో గణనీయమైన తగ్గుదల లేనప్పుడు, బయోసింథసిస్ పెరిగే అవకాశం ఉంది. అయితే, చిత్రం 2లోని డేటా రెండు పరిహార విధానాల ఉనికిని సమర్థిస్తుంది: మైటోకాండ్రియల్ విచ్ఛిత్తి యొక్క నియంత్రణకు అనుగుణంగా విచ్ఛిత్తి సంఘటనల సంఖ్యలో పెరుగుదల మరియు మైటోకాండ్రియల్ బయోజెనిసిస్‌కు అనుగుణంగా సంఘటనల సంఖ్యలో పెరుగుదల. అంతిమంగా, తేలికపాటి ఒత్తిడికి డైనమిక్ పరిహారంలో విచ్ఛిత్తి, సంలీనం, బయోజెనిసిస్ మరియు మైటోఫాగితో కూడిన ఏకకాల ప్రక్రియలు ఉండవచ్చు. మునుపటి రచయితలు PPA మైటోసిస్‌ను పెంచుతుందని చూపించినప్పటికీ30,39 మరియు మైటోఫాగి29, PPAకి ప్రతిస్పందనగా మైటోకాండ్రియల్ విచ్ఛిత్తి మరియు సంలీన డైనమిక్స్‌ను పునర్నిర్మించడానికి మేము ఆధారాలను అందిస్తాము. ఈ డేటా TEM ద్వారా గమనించబడిన పదనిర్మాణ మార్పులను నిర్ధారిస్తుంది మరియు PPA-ప్రేరిత మైటోకాండ్రియల్ పనిచేయకపోవటంతో సంబంధం ఉన్న విధానాలపై మరింత అంతర్దృష్టిని అందిస్తుంది.
TEM లేదా MEL విశ్లేషణ గమనించిన పదనిర్మాణ మార్పులకు అంతర్లీనంగా ఉన్న జన్యు నియంత్రణ విధానాలకు ప్రత్యక్ష సాక్ష్యాలను అందించలేదు కాబట్టి, మైటోకాన్డ్రియల్ జీవక్రియ, బయోజెనిసిస్ మరియు డైనమిక్స్‌లో పాల్గొన్న జన్యువుల RNA వ్యక్తీకరణను మేము పరిశీలించాము. cMYC ప్రోటో-ఆంకోజీన్ అనేది మైటోకాండ్రియా, గ్లైకోలిసిస్, అమైనో ఆమ్లం మరియు కొవ్వు ఆమ్ల జీవక్రియల నియంత్రణలో పాల్గొన్న ట్రాన్స్క్రిప్షన్ కారకం. అదనంగా, cMYC NRF1 మరియు TFAM41తో సహా మైటోకాన్డ్రియల్ ట్రాన్స్క్రిప్షన్, అనువాదం మరియు సంక్లిష్ట అసెంబ్లీలో పాల్గొన్న దాదాపు 600 మైటోకాన్డ్రియల్ జన్యువుల వ్యక్తీకరణను నియంత్రిస్తుందని అంటారు. NRF1 మరియు TFAM అనేవి మైటోసిస్ యొక్క రెండు కేంద్ర నియంత్రకాలు, mtDNA ప్రతిరూపణను సక్రియం చేయడానికి PGC-1α దిగువన పనిచేస్తాయి. ఈ మార్గం cAMP మరియు AMPK సిగ్నలింగ్ ద్వారా సక్రియం చేయబడుతుంది మరియు శక్తి వ్యయం మరియు జీవక్రియ ఒత్తిడికి సున్నితంగా ఉంటుంది. PPA యొక్క ప్రభావాలు ఆక్సీకరణ ఒత్తిడి ద్వారా మధ్యవర్తిత్వం వహించవచ్చో లేదో తెలుసుకోవడానికి మైటోకాన్డ్రియల్ బయోజెనిసిస్ యొక్క రెడాక్స్ రెగ్యులేటర్ అయిన NFE2L2ని కూడా మేము పరిశీలించాము.
NFE2L2 వ్యక్తీకరణ మారకుండానే ఉన్నప్పటికీ, 3 mM మరియు 5 mM PPA (Fig. 3a–c) తో 24 గంటల చికిత్స తర్వాత cMYC, NRF1 మరియు TFAM యొక్క వ్యక్తీకరణలో స్థిరమైన మోతాదు-ఆధారిత తగ్గుదలని మేము కనుగొన్నాము. cMYC వ్యక్తీకరణ యొక్క నియంత్రణను తగ్గించడం మైటోకాన్డ్రియల్ ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందనగా గతంలో నివేదించబడింది42, మరియు దీనికి విరుద్ధంగా, cMYC వ్యక్తీకరణ యొక్క నియంత్రణను తగ్గించడం మైటోకాన్డ్రియల్ జీవక్రియ, నెట్‌వర్క్ కనెక్టివిటీ మరియు పొర ధ్రువణాన్ని పునర్నిర్మించడం ద్వారా మైటోకాన్డ్రియల్ పనిచేయకపోవటానికి కారణమవుతుంది43. ఆసక్తికరంగా, cMYC మైటోకాన్డ్రియల్ విచ్ఛిత్తి మరియు సంలీనం42,43 నియంత్రణలో కూడా పాల్గొంటుంది మరియు కణ విభజన44 సమయంలో DRP1 ఫాస్ఫోరైలేషన్ మరియు మైటోకాన్డ్రియల్ స్థానికీకరణను పెంచుతుందని, అలాగే న్యూరోనల్ స్టెమ్ సెల్స్‌లో మైటోకాన్డ్రియల్ పదనిర్మాణ పునర్నిర్మాణాన్ని మధ్యవర్తిత్వం చేస్తుందని తెలిసింది45. నిజానికి, cMYC-లోపం ఉన్న ఫైబ్రోబ్లాస్ట్‌లు PPA43 ఒత్తిడి ద్వారా ప్రేరేపించబడిన మార్పులకు అనుగుణంగా తగ్గిన మైటోకాన్డ్రియల్ పరిమాణాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి. ఈ డేటా cMYC మరియు మైటోకాన్డ్రియల్ డైనమిక్స్ మధ్య ఆసక్తికరమైన కానీ ఇంకా అస్పష్టమైన సంబంధాన్ని వివరిస్తుంది, PPA ఒత్తిడి-ప్రేరిత పునర్నిర్మాణం యొక్క భవిష్యత్తు అధ్యయనాలకు ఆసక్తికరమైన లక్ష్యాన్ని అందిస్తుంది.
NRF1 మరియు TFAM యొక్క తగ్గింపు ఒక ముఖ్యమైన ట్రాన్స్క్రిప్షనల్ యాక్టివేటర్‌గా cMYC పాత్రకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. ఈ డేటా మానవ పెద్దప్రేగు క్యాన్సర్ కణాలలో మునుపటి అధ్యయనాలతో కూడా స్థిరంగా ఉంది, PPA 22 గంటలలో NRF1 mRNA వ్యక్తీకరణను తగ్గించిందని చూపిస్తుంది, ఇది ATP క్షీణతతో మరియు ROS46 పెరుగుదలతో సంబంధం కలిగి ఉంది. ఈ రచయితలు TFAM వ్యక్తీకరణ 8.5 గంటలకు పెరిగిందని కానీ 22 గంటలలో బేస్‌లైన్ స్థాయిలకు తిరిగి వచ్చిందని కూడా నివేదించారు. దీనికి విరుద్ధంగా, కిమ్ మరియు ఇతరులు (2019) SH-SY5Y కణాలలో 4 గంటల PPA ఒత్తిడి తర్వాత TFAM mRNA వ్యక్తీకరణ గణనీయంగా తగ్గిందని చూపించారు; అయితే, 72 గంటల తర్వాత, TFAM ప్రోటీన్ వ్యక్తీకరణ గణనీయంగా పెరిగింది మరియు mtDNA కాపీ సంఖ్య గణనీయంగా పెరిగింది. అందువల్ల, 24 గంటల తర్వాత మనం గమనించిన మైటోకాన్డ్రియల్ బయోజెనిసిస్ జన్యువుల సంఖ్యలో తగ్గుదల మైటోకాన్డ్రియా సంఖ్య పెరుగుదల మునుపటి సమయ బిందువులలో బయోజెనిసిస్ క్రియాశీలతతో సంబంధం కలిగి ఉండే అవకాశాన్ని మినహాయించదు. మునుపటి అధ్యయనాలు PPA 4 గంటల 30 నిమిషాలకు SH-SY5Y కణాలలో PGC-1α mRNA మరియు ప్రోటీన్‌ను గణనీయంగా పెంచుతుందని చూపించాయి, అయితే ప్రొపియోనిక్ ఆమ్లం 12 గంటల 39 నిమిషాలకు PGC-1α ద్వారా కాఫ్ హెపటోసైట్‌లలో మైటోకాన్డ్రియల్ బయోజెనిసిస్‌ను పెంచుతుంది. ఆసక్తికరంగా, PGC-1α అనేది NRF1 మరియు TFAM యొక్క ప్రత్యక్ష ట్రాన్స్క్రిప్షనల్ రెగ్యులేటర్ మాత్రమే కాదు, విచ్ఛిత్తి మరియు సంలీనాన్ని నియంత్రించడం ద్వారా MFN2 మరియు DRP1 యొక్క కార్యాచరణను కూడా నియంత్రిస్తుందని చూపబడింది. కలిసి తీసుకుంటే, ఇది PPA ద్వారా ప్రేరేపించబడిన మైటోకాన్డ్రియల్ పరిహార ప్రతిస్పందనలను నియంత్రించే యంత్రాంగాల దగ్గరి కలయికను హైలైట్ చేస్తుంది. అంతేకాకుండా, PPA ఒత్తిడిలో బయోజెనిసిస్ మరియు జీవక్రియ యొక్క ట్రాన్స్క్రిప్షనల్ నియంత్రణ యొక్క గణనీయమైన డైస్రెగ్యులేషన్‌ను మా డేటా ప్రతిబింబిస్తుంది.
STOML2, OPA1, MFN1, MFN2 మరియు DRP1 జన్యువులు మైటోకాన్డ్రియల్ విచ్ఛిత్తి, సంలీనం మరియు డైనమిక్స్ యొక్క కేంద్ర నియంత్రకాలలో ఉన్నాయి37,48,49. మైటోకాన్డ్రియల్ డైనమిక్స్‌లో అనేక ఇతర జన్యువులు ఉన్నాయి, అయితే, STOML2, OPA1 మరియు MFN2 గతంలో ASD కోహోర్ట్‌లలో భేదాత్మకంగా మిథైలేట్ చేయబడినట్లు కనుగొనబడ్డాయి,16 మరియు అనేక స్వతంత్ర అధ్యయనాలు మైటోకాన్డ్రియల్ ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందనగా ఈ ట్రాన్స్క్రిప్షన్ కారకాలలో మార్పులను నివేదించాయి50,51. 52. OPA1 మరియు STOML2 రెండింటి యొక్క వ్యక్తీకరణ 3 mM మరియు 5 mM PPA చికిత్స ద్వారా గణనీయంగా తగ్గింది (Fig. 3e, f). MFN1 మరియు 2 తో ప్రత్యక్ష పరస్పర చర్య ద్వారా మైటోకాన్డ్రియల్ సంలీనం యొక్క క్లాసికల్ నియంత్రకాలలో OPA1 ఒకటి మరియు క్రిస్టే పునర్నిర్మాణం మరియు మైటోకాన్డ్రియల్ పదనిర్మాణ శాస్త్రంలో పాత్ర పోషిస్తుంది53. మైటోకాన్డ్రియల్ డైనమిక్స్‌లో STOML2 యొక్క ఖచ్చితమైన పాత్ర అస్పష్టంగానే ఉంది, కానీ ఆధారాలు ఇది మైటోకాన్డ్రియల్ సంలీనం, బయోజెనిసిస్ మరియు మైటోఫాగిలో పాత్ర పోషిస్తుందని సూచిస్తున్నాయి.
STOML2 మైటోకాన్డ్రియల్ రెస్పిరేటరీ కప్లింగ్ మరియు రెస్పిరేటరీ చైన్ కాంప్లెక్స్‌ల ఏర్పాటును నిర్వహించడంలో పాల్గొంటుంది54,55 మరియు క్యాన్సర్ కణాల జీవక్రియ లక్షణాలను తీవ్రంగా మారుస్తుందని చూపబడింది56. BAN మరియు కార్డియోలిపిన్ 55, 57, 58 లతో పరస్పర చర్య ద్వారా STOML2 మైటోకాన్డ్రియల్ పొర సంభావ్యత మరియు బయోజెనిసిస్‌ను ప్రోత్సహిస్తుందని అధ్యయనాలు చూపించాయి. అదనంగా, STOML2 మరియు PINK1 మధ్య పరస్పర చర్య మైటోఫాగిని నియంత్రిస్తుందని స్వతంత్ర అధ్యయనాలు చూపించాయి59,60. ముఖ్యంగా, STOML2 MFN2తో నేరుగా సంకర్షణ చెందుతుందని మరియు స్థిరీకరిస్తుందని నివేదించబడింది మరియు OPA1 క్షీణతకు కారణమైన ప్రోటీజ్‌ను నిరోధించడం ద్వారా పొడవైన OPA1 ఐసోఫామ్‌లను స్థిరీకరించడంలో కూడా ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది53,61,62. PPA ప్రతిచర్యలలో గమనించిన STOML2 వ్యక్తీకరణలో తగ్గుదల ఈ ఫ్యూజన్ ప్రోటీన్‌లను యుబిక్విటిన్- మరియు ప్రోటీసోమ్-ఆధారిత మార్గాల ద్వారా క్షీణతకు గురి చేస్తుంది48. PPA కి డైనమిక్ ప్రతిస్పందనలో STOML2 మరియు OPA1 ల యొక్క ఖచ్చితమైన పాత్ర అస్పష్టంగా ఉన్నప్పటికీ, ఈ ఫ్యూజన్ జన్యువుల వ్యక్తీకరణ తగ్గడం (మూర్తి 3) విచ్ఛిత్తి మరియు ఫ్యూజన్ మధ్య సమతుల్యతను దెబ్బతీస్తుంది మరియు మైటోకాన్డ్రియల్ పరిమాణం తగ్గడానికి దారితీస్తుంది (మూర్తి 3). 1).
మరోవైపు, 24 గంటల తర్వాత OPA1 ప్రోటీన్ వ్యక్తీకరణ మారలేదు, అయితే PPA చికిత్స తర్వాత MFN1, MFN2 లేదా DRP1 యొక్క mRNA మరియు ప్రోటీన్ స్థాయిలు గణనీయంగా మారలేదు (Fig. 3g-i, Fig. 4). మైటోకాన్డ్రియల్ ఫ్యూజన్ మరియు విచ్ఛిత్తిలో పాల్గొన్న ఈ కారకాల నియంత్రణలో ఎటువంటి మార్పులు లేవని ఇది సూచించవచ్చు. అయితే, ఈ నాలుగు జన్యువులలో ప్రతి ఒక్కటి ప్రోటీన్ కార్యకలాపాలను నియంత్రించే పోస్ట్ ట్రాన్స్క్రిప్షనల్ సవరణలు (PTMలు) ద్వారా కూడా నియంత్రించబడుతుందని గమనించాలి. OPA1 ఎనిమిది ప్రత్యామ్నాయ స్ప్లైస్ వేరియంట్‌లను కలిగి ఉంది, ఇవి రెండు విభిన్న ఐసోఫామ్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి మైటోకాన్డ్రియాలో ప్రోటీయోలైటికల్‌గా క్లీవ్ చేయబడతాయి 63. పొడవైన మరియు చిన్న ఐసోఫామ్‌ల మధ్య సమతుల్యత చివరికి మైటోకాన్డ్రియల్ ఫ్యూజన్ మరియు మైటోకాన్డ్రియల్ నెట్‌వర్క్ నిర్వహణలో OPA1 పాత్రను నిర్ణయిస్తుంది64. DRP1 కార్యాచరణ కాల్షియం/కాల్మోడ్యులిన్-ఆధారిత ప్రోటీన్ కినేస్ II (CaMKII) ఫాస్ఫోరైలేషన్ ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది, అయితే DRP1 క్షీణత యుబిక్విటినేషన్ మరియు SUMOylation65 ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది. చివరగా, DRP1 మరియు MFN1/2 రెండూ GTPases, కాబట్టి మైటోకాండ్రియాలో GTP ఉత్పత్తి రేటు ద్వారా కార్యాచరణ ప్రభావితమవుతుంది 66. అందువల్ల, ఈ ప్రోటీన్ల వ్యక్తీకరణ స్థిరంగా ఉన్నప్పటికీ, ఇది మారని ప్రోటీన్ కార్యాచరణ లేదా స్థానికీకరణను ప్రతిబింబించకపోవచ్చు67,68. నిజానికి, ఇప్పటికే ఉన్న PTM ప్రోటీన్ రిపెర్టైర్‌లు తరచుగా తీవ్రమైన ఒత్తిడి ప్రతిస్పందనలను మధ్యవర్తిత్వం చేయడానికి బాధ్యత వహించే మొదటి రక్షణ రేఖగా పనిచేస్తాయి. మా నమూనాలో మితమైన జీవక్రియ ఒత్తిడి సమక్షంలో, mRNA లేదా ప్రోటీన్ స్థాయిలో ఈ జన్యువుల అదనపు క్రియాశీలత అవసరం లేకుండా మైటోకాన్డ్రియల్ సమగ్రతను తగినంతగా పునరుద్ధరించడానికి PTM ఫ్యూజన్ మరియు విచ్ఛిత్తి ప్రోటీన్ల పెరిగిన కార్యాచరణను ప్రోత్సహిస్తుంది.
పైన పేర్కొన్న డేటా మైటోకాన్డ్రియల్ పదనిర్మాణ శాస్త్రం యొక్క సంక్లిష్టమైన మరియు సమయ-ఆధారిత నియంత్రణను మరియు ఈ విధానాలను వివరించడంలో ఉన్న సవాళ్లను హైలైట్ చేస్తుంది. జన్యు వ్యక్తీకరణను అధ్యయనం చేయడానికి, ముందుగా మార్గంలో నిర్దిష్ట లక్ష్య జన్యువులను గుర్తించడం అవసరం. అయితే, ఒకే మార్గంలోని జన్యువులు ఒకే ఒత్తిడికి ఒకే విధంగా స్పందించవని మా డేటా చూపిస్తుంది. వాస్తవానికి, మునుపటి అధ్యయనాలు ఒకే మార్గంలోని వేర్వేరు జన్యువులు వేర్వేరు తాత్కాలిక ప్రతిస్పందన ప్రొఫైల్‌లను ప్రదర్శించవచ్చని చూపించాయి30,46. అదనంగా, ట్రాన్స్క్రిప్షన్ మరియు జన్యు పనితీరు మధ్య సంబంధాన్ని అంతరాయం కలిగించే సంక్లిష్టమైన పోస్ట్-ట్రాన్స్క్రిప్షనల్ విధానాలు ఉన్నాయి. ప్రోటీమిక్ అధ్యయనాలు PTMలు మరియు ప్రోటీన్ పనితీరు యొక్క ప్రభావంపై అంతర్దృష్టిని అందించగలవు, కానీ అవి తక్కువ-త్రూపుట్ పద్ధతులు, అధిక సిగ్నల్-టు-శబ్ద నిష్పత్తులు మరియు పేలవమైన రిజల్యూషన్‌తో సహా సవాళ్లను కూడా కలిగిస్తాయి.
ఈ సందర్భంలో, TEM మరియు MEL లను ఉపయోగించి మైటోకాన్డ్రియల్ పదనిర్మాణ శాస్త్రాన్ని అధ్యయనం చేయడం వలన మైటోకాన్డ్రియల్ డైనమిక్స్ మరియు ఫంక్షన్ మధ్య సంబంధం మరియు ఇది వ్యాధిని ఎలా ప్రభావితం చేస్తుందనే దాని గురించి ప్రాథమిక ప్రశ్నలను పరిష్కరించడానికి గొప్ప సామర్థ్యం ఉంది. ముఖ్యంగా, TEM మైటోకాన్డ్రియల్ డిస్ఫంక్షన్ మరియు డైనమిక్స్ యొక్క కన్వర్జెంట్ ఎండ్ పాయింట్‌గా మైటోకాన్డ్రియల్ పదనిర్మాణ శాస్త్రాన్ని కొలవడానికి ఒక ప్రత్యక్ష పద్ధతిని అందిస్తుంది51. జన్యు వ్యక్తీకరణలో మార్పులు లేనప్పుడు కూడా డైనమిక్ మైటోకాన్డ్రియల్ పునర్నిర్మాణం యొక్క పరిమాణాన్ని అనుమతించే త్రిమితీయ సెల్యులార్ వాతావరణంలో విచ్ఛిత్తి మరియు సంలీన సంఘటనలను దృశ్యమానం చేయడానికి MEL ప్రత్యక్ష పద్ధతిని కూడా అందిస్తుంది33. ద్వితీయ మైటోకాన్డ్రియల్ వ్యాధులలో మైటోకాన్డ్రియల్ ఇమేజింగ్ పద్ధతుల ప్రయోజనాన్ని ఇక్కడ మేము హైలైట్ చేస్తాము. ఈ వ్యాధులు సాధారణంగా తీవ్రమైన మైటోకాన్డ్రియల్ నష్టం కంటే మైటోకాన్డ్రియల్ నెట్‌వర్క్‌ల సూక్ష్మ పునర్నిర్మాణం ద్వారా వర్గీకరించబడిన దీర్ఘకాలిక తేలికపాటి జీవక్రియ ఒత్తిడి ద్వారా వర్గీకరించబడతాయి. అయితే, దీర్ఘకాలిక ఒత్తిడిలో మైటోసిస్‌ను నిర్వహించడానికి అవసరమైన మైటోకాన్డ్రియల్ పరిహారం లోతైన క్రియాత్మక పరిణామాలను కలిగి ఉంటుంది. న్యూరోసైన్స్ సందర్భంలో, ఈ పరిహార విధానాలను బాగా అర్థం చేసుకోవడం మైటోకాన్డ్రియల్ డిస్ఫంక్షన్‌తో సంబంధం ఉన్న ప్లియోట్రోపిక్ న్యూరోపాథాలజీ గురించి ముఖ్యమైన సమాచారాన్ని అందిస్తుంది.
అంతిమంగా, జన్యు వ్యక్తీకరణ, ప్రోటీన్ మార్పులు మరియు న్యూరోనల్ మైటోకాన్డ్రియల్ డైనమిక్స్‌ను నియంత్రించే ప్రోటీన్ కార్యకలాపాల మధ్య సంక్లిష్ట పరస్పర చర్యల యొక్క క్రియాత్మక పరిణామాలను అర్థం చేసుకోవడానికి ఇమేజింగ్ పద్ధతుల ప్రయోజనాన్ని మా డేటా హైలైట్ చేస్తుంది. ASD యొక్క మైటోకాన్డ్రియల్ భాగంపై అంతర్దృష్టిని పొందడానికి మేము న్యూరోనల్ సెల్ మోడల్‌లో మైటోకాన్డ్రియల్ పనిచేయకపోవడాన్ని మోడల్ చేయడానికి PPAని ఉపయోగించాము. PPAతో చికిత్స చేయబడిన SH-SY5Y కణాలు మైటోకాన్డ్రియల్ పదనిర్మాణంలో మార్పులను చూపించాయి: మైటోకాండ్రియా చిన్నదిగా మరియు గుండ్రంగా మారింది మరియు TEM ద్వారా గమనించినప్పుడు క్రిస్టే పేలవంగా నిర్వచించబడ్డాయి. తేలికపాటి జీవక్రియ ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందనగా మైటోకాన్డ్రియల్ నెట్‌వర్క్‌ను నిర్వహించడానికి విచ్ఛిత్తి మరియు సంలీన సంఘటనల పెరుగుదలతో ఈ మార్పులు ఏకకాలంలో సంభవిస్తాయని MEL విశ్లేషణ చూపిస్తుంది. అంతేకాకుండా, మైటోకాన్డ్రియల్ జీవక్రియ మరియు హోమియోస్టాసిస్ యొక్క ట్రాన్స్క్రిప్షనల్ నియంత్రణను PPA గణనీయంగా అంతరాయం కలిగిస్తుంది. PPA ఒత్తిడి ద్వారా అంతరాయం కలిగించే కీలకమైన మైటోకాన్డ్రియల్ నియంత్రకాలుగా cMYC, NRF1, TFAM, STOML2 మరియు OPA1లను మేము గుర్తించాము మరియు మైటోకాన్డ్రియల్ పదనిర్మాణం మరియు పనితీరులో PPA- ప్రేరిత మార్పులను మధ్యవర్తిత్వం చేయడంలో పాత్ర పోషించవచ్చు. జన్యు వ్యక్తీకరణ మరియు ప్రోటీన్ కార్యాచరణ, స్థానికీకరణ మరియు పోస్ట్-ట్రాన్స్లేషనల్ మార్పులలో PPA- ప్రేరిత తాత్కాలిక మార్పులను బాగా వర్గీకరించడానికి భవిష్యత్తు అధ్యయనాలు అవసరం. మైటోకాన్డ్రియల్ ఒత్తిడి ప్రతిస్పందనకు మధ్యవర్తిత్వం వహించే నియంత్రణ యంత్రాంగాల సంక్లిష్టత మరియు పరస్పర ఆధారితత్వాన్ని మా డేటా హైలైట్ చేస్తుంది మరియు మరింత లక్ష్య యాంత్రిక అధ్యయనాల కోసం TEM మరియు ఇతర ఇమేజింగ్ పద్ధతుల ప్రయోజనాన్ని ప్రదర్శిస్తుంది.
SH-SY5Y సెల్ లైన్ (ECACC, 94030304-1VL) ను సిగ్మా-ఆల్డ్రిచ్ నుండి కొనుగోలు చేశారు. SH-SY5Y కణాలను డల్బెకో యొక్క సవరించిన ఈగిల్స్ మీడియం/F-12 పోషక మిశ్రమం (DMEM/F-12) మరియు L-గ్లుటామైన్ (SC09411, సైన్స్‌సెల్) లలో 25 సెం.మీ.2 ఫ్లాస్క్‌లలో 20% ఫీటల్ బోవిన్ సీరం (FBS) (10493106, థర్మోఫిషర్ సైంటిఫిక్) మరియు 1% పెన్సిలిన్-స్ట్రెప్టోమైసిన్ (P4333-20ML, సిగ్మా-ఆల్డ్రిచ్) తో 37 °C, 5% CO2 వద్ద పెంచారు. కణాలను 0.05% ట్రిప్సిన్-EDTA (15400054, థర్మోఫిషర్ సైంటిఫిక్) ఉపయోగించి 80% సంగమానికి ఉపసంస్కృతి చేశారు, 300 గ్రా వద్ద సెంట్రిఫ్యూజ్ చేసి సుమారు 7 × 105 కణాలు/మి.లీ. సాంద్రతతో పూత పూశారు. అన్ని ప్రయోగాలు 19–22 భాగాల మధ్య భేదం లేని SH-SY5Y కణాలపై జరిగాయి. PPA ను NaP గా నిర్వహిస్తారు. వెచ్చని మిల్లీక్యూ నీటిలో NaP పౌడర్ (CAS నం. 137-40-6, రసాయన సూత్రం C3H5NaO2, P5436-100G, సిగ్మా-ఆల్డ్రిచ్) ను 1 M గాఢతకు కరిగించి 4 °C వద్ద నిల్వ చేయండి. చికిత్స రోజున, ఈ ద్రావణాన్ని 1 M PPA తో 3 mM మరియు 5 mM PPA తో సీరం-రహిత మాధ్యమంలో (DMEM/F-12 తో L-గ్లుటామైన్) కరిగించండి. అన్ని ప్రయోగాలకు చికిత్స సాంద్రతలు PPA లేవు (0 mM, నియంత్రణ), 3 mM, మరియు 5 mM PPA. కనీసం మూడు జీవ ప్రతిరూపాలలో ప్రయోగాలు జరిగాయి.
SH-SY5Y కణాలను 5.5 × 105 కణాలు/ml చొప్పున 25 cm5 ఫ్లాస్క్‌లలో సీడ్ చేసి 24 గంటలు పెంచారు. PPA చికిత్సను 24 గంటల పొదిగే ముందు ఫ్లాస్క్‌కు జోడించారు. సాధారణ క్షీరద కణజాల ఉపసంస్కృతి ప్రోటోకాల్‌లను అనుసరించి సెల్ గుళికలను సేకరించండి (పైన వివరించబడింది). సెల్ గుళికను 100 µl 2.5% గ్లూటరాల్డిహైడ్, 1× PBSలో తిరిగి అమర్చి, ప్రాసెస్ చేసే వరకు 4 °C వద్ద నిల్వ చేయండి. SH-SY5Y కణాలను క్లుప్తంగా సెంట్రిఫ్యూజ్ చేసి కణాలను గుళికలుగా చేసి 2.5% గ్లూటరాల్డిహైడ్, 1× PBS ద్రావణాన్ని తొలగించారు. స్వేదనజలంలో తయారుచేసిన 4% అగరోజ్ జెల్‌లో అవక్షేపాన్ని తిరిగి అమర్చండి (అగరోజ్ మరియు అవక్షేప వాల్యూమ్ నిష్పత్తి 1:1). అగరోజ్ ముక్కలను ఫ్లాట్ ప్లేట్‌లపై గ్రిడ్‌లపై ఉంచారు మరియు అధిక-పీడన ఘనీభవనానికి ముందు 1-హెక్సాడెసిన్‌తో పూత పూశారు. నమూనాలను 100% పొడి అసిటోన్‌లో -90°C వద్ద 24 గంటలు స్తంభింపజేసారు. తరువాత ఉష్ణోగ్రతను -80°Cకి పెంచారు మరియు 1% ఆస్మియం టెట్రాక్సైడ్ మరియు 0.1% గ్లూటరాల్డిహైడ్ ద్రావణాన్ని జోడించారు. నమూనాలను -80°C వద్ద 24 గంటలు నిల్వ చేశారు. దీని తరువాత, ఉష్ణోగ్రత క్రమంగా చాలా రోజులలో గది ఉష్ణోగ్రతకు పెంచబడింది: 24 గంటలు – 80°C నుండి – 50°C వరకు, 24 గంటలు – 30°C వరకు, 24 గంటలు – 10°C వరకు మరియు చివరికి గది ఉష్ణోగ్రతకు. ఉష్ణోగ్రత.
క్రయోజెనిక్ తయారీ తర్వాత, నమూనాలను రెసిన్‌తో నింపారు మరియు లైకా రీచెర్ట్ అల్ట్రాకట్స్ అల్ట్రామైక్రోటోమ్ (లైకా మైక్రోసిస్టమ్స్) ఉపయోగించి అల్ట్రాథిన్ విభాగాలు (~100 nm) తయారు చేయబడ్డాయి. విభాగాలను 2% యురేనిల్ అసిటేట్ మరియు లెడ్ సిట్రేట్‌తో మరకలు చేశారు. 200 kV (ల్యాబ్6 ట్రాన్స్‌మిటర్) వద్ద పనిచేసే FEI టెక్నై 20 ట్రాన్స్‌మిషన్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోప్ (థర్మోఫిషర్ (గతంలో FEI), ఐండ్‌హోవెన్, నెదర్లాండ్స్) మరియు ట్రైడియం ఎనర్జీ ఫిల్టర్‌తో అమర్చబడిన గటాన్ CCD కెమెరా (గటాన్, UK) ఉపయోగించి నమూనాలను పరిశీలించారు.
ప్రతి సాంకేతిక ప్రతిరూపంలో, మొత్తం 266 చిత్రాలకు కనీసం 24 సింగిల్ సెల్ చిత్రాలు పొందబడ్డాయి. అన్ని చిత్రాలను ఆసక్తి ప్రాంతం (ROI) మాక్రో మరియు మైటోకాండ్రియా మాక్రో ఉపయోగించి విశ్లేషించారు. మైటోకాన్డ్రియల్ మాక్రో ప్రచురించబడిన పద్ధతులపై ఆధారపడి ఉంటుంది 17,31,32 మరియు ఫిజి/ఇమేజ్‌జె 69లో TEM చిత్రాల సెమీ-ఆటోమేటెడ్ బ్యాచ్ ప్రాసెసింగ్‌ను అనుమతిస్తుంది. క్లుప్తంగా చెప్పాలంటే: రోలింగ్ బాల్ బ్యాక్‌గ్రౌండ్ తీసివేత (60 పిక్సెల్ వ్యాసార్థం) మరియు FFT బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్ (వరుసగా 60 మరియు 8 పిక్సెల్ ఎగువ మరియు దిగువ సరిహద్దులను ఉపయోగించి) మరియు 5% ఓరియంటేషన్ టాలరెన్స్‌తో నిలువు రేఖ అణచివేతను ఉపయోగించి చిత్రం విలోమం చేయబడింది మరియు విలోమం చేయబడింది. ప్రాసెస్ చేయబడిన చిత్రం గరిష్ట ఎంట్రోపీ అల్గోరిథం ఉపయోగించి స్వయంచాలకంగా థ్రెషోల్డ్ చేయబడుతుంది మరియు బైనరీ మాస్క్ ఉత్పత్తి అవుతుంది. ముడి TEM చిత్రాలలో మాన్యువల్‌గా ఎంచుకున్న ROIలతో అనుబంధించబడిన చిత్ర ప్రాంతాలను సంగ్రహించారు, మైటోకాండ్రియాను వర్గీకరిస్తూ మరియు ప్లాస్మా పొర మరియు ఇతర అధిక-కాంట్రాస్ట్ ప్రాంతాలను మినహాయించారు. ప్రతి సంగ్రహించిన ROI కోసం, 600 పిక్సెల్‌ల కంటే పెద్ద బైనరీ కణాలు విశ్లేషించబడ్డాయి మరియు Fiji/ImageJ యొక్క అంతర్నిర్మిత కొలత ఫంక్షన్‌లను ఉపయోగించి కణ వైశాల్యం, చుట్టుకొలత, మేజర్ మరియు మైనర్ అక్షాలు, ఫెరెట్ వ్యాసం, గుండ్రనితనం మరియు వృత్తాకారతను కొలుస్తారు. మెర్రిల్, ఫ్లిప్పో మరియు స్ట్రాక్ (2017) తర్వాత, ప్రాంతం 2, కణ కారక నిష్పత్తి (మేజర్ నుండి మైనర్ అక్షం నిష్పత్తి) మరియు ఆకార కారకం (FF) ఈ డేటా నుండి లెక్కించబడ్డాయి, ఇక్కడ FF = చుట్టుకొలత 2/4pi x వైశాల్యం. పారామెట్రిక్ ఫార్ములా యొక్క నిర్వచనాన్ని మెర్రిల్, ఫ్లిప్పో మరియు స్ట్రాక్ (2017)లో చూడవచ్చు. ప్రస్తావించబడిన మాక్రోలు GitHubలో అందుబాటులో ఉన్నాయి (డేటా లభ్యత ప్రకటన చూడండి). సగటున, PPA చికిత్సకు సుమారు 5,600 కణాలు విశ్లేషించబడ్డాయి, మొత్తం సుమారు 17,000 కణాలు (డేటా చూపబడలేదు).
SH-SH5Y కణాలను రాత్రిపూట సంశ్లేషణను అనుమతించడానికి 8-ఛాంబర్ కల్చర్ డిష్‌లలో (థర్మోఫిషర్, #155411) ఉంచారు మరియు తరువాత TMRE 1:1000 (థర్మోఫిషర్, #T669) మరియు హోచ్స్ట్ 33342 1:200 (సిగ్మా-ఆల్డ్రిచ్, H6024) తో ఇంక్యుబేట్ చేశారు. డైయింగ్. 10 నిమిషాల వాతావరణంలో 405 nm మరియు 561 nm లేజర్‌లను ఉపయోగించి చిత్రాలను పొందారు మరియు 12 తదుపరి సమయ పాయింట్ల వద్ద ఇమేజ్ ఫ్రేమ్‌ల మధ్య 0.2 μm az స్టెప్‌తో 10 ఇమేజ్ మైక్రోగ్రాఫ్‌లను కలిగి ఉన్న z-స్టాక్‌లుగా ముడి చిత్రాలను పొందారు. LCI ప్లాన్ అపోక్రోమేట్ 100x/1.4 ఆయిల్ DIC M27 లెన్స్‌ని ఉపయోగించి కార్ల్ జీస్ LSM780 ELYRA PS.1 సూపర్-రిజల్యూషన్ ప్లాట్‌ఫారమ్ (కార్ల్ జీస్, ఒబెర్కోచెన్, జర్మనీ) ఉపయోగించి చిత్రాలను సేకరించారు. ఇమేజ్‌జేలో చిత్రాలను గతంలో వివరించిన పైప్‌లైన్ మరియు ఇమేజ్‌జే ప్లగిన్ ఉపయోగించి విశ్లేషించారు, దీని ద్వారా ఫ్యూజన్ మరియు విచ్ఛిత్తి సంఘటనలు, మైటోకాన్డ్రియల్ నిర్మాణాల సగటు సంఖ్య మరియు సెల్‌కు సగటు మైటోకాన్డ్రియల్ వాల్యూమ్‌ను కొలవవచ్చు33. MEL మాక్రోలు GitHubలో అందుబాటులో ఉన్నాయి (డేటా లభ్యత ప్రకటన చూడండి).
చికిత్సకు ముందు 24 గంటల పాటు 0.3 × 106 కణాలు/mL సాంద్రతతో ఆరు-బావి పలకలలో SH-SY5Y కణాలను పెంచారు. క్విక్-RNA™ మినీప్రెప్ ప్రోటోకాల్ (ZR R1055, Zymo రీసెర్చ్) ఉపయోగించి స్వల్ప మార్పులతో RNA సంగ్రహించబడింది: తొలగింపుకు ముందు ప్రతి బావికి 300 μl RNA లైసిస్ బఫర్‌ను జోడించండి మరియు 30 μl DNase/RNase ఎల్యూషన్‌తో చివరి దశగా ప్రతి నమూనాను లైస్ చేయండి. - ఉచిత నీరు. నానోడ్రాప్ ND-1000 UV-Vis స్పెక్ట్రోఫోటోమీటర్ ఉపయోగించి అన్ని నమూనాలను పరిమాణం మరియు నాణ్యత కోసం తనిఖీ చేశారు. సెల్ లైసేట్‌ల నుండి మొత్తం ప్రోటీన్‌ను 200 μl RIPA లైసిస్ బఫర్ ఉపయోగించి పొందారు మరియు బ్రాడ్‌ఫోర్డ్ ప్రోటీన్ అస్సే70 ఉపయోగించి ప్రోటీన్ సాంద్రతను లెక్కించారు.
తయారీదారు సూచనల ప్రకారం కొన్ని మార్పులతో టెట్రో™ cDNA సింథసిస్ కిట్ (BIO-65043, మెరిడియన్ బయోసైన్స్) ఉపయోగించి cDNA సంశ్లేషణ జరిగింది. మొత్తం RNAలో 0.7 నుండి 1 μg వరకు ఉపయోగించి 20-μl ప్రతిచర్యలలో cDNA సంశ్లేషణ చేయబడింది. గతంలో ప్రచురించబడిన పత్రాలు 42, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78 (టేబుల్ S1) నుండి ప్రైమర్‌లను ఎంపిక చేశారు మరియు దానితో పాటు ప్రోబ్‌లను ఇంటిగ్రేటెడ్ DNA టెక్నాలజీస్ నుండి ప్రైమర్‌క్వెస్ట్ సాధనాన్ని ఉపయోగించి రూపొందించారు. ఆసక్తి ఉన్న అన్ని జన్యువులను న్యూక్లియర్ B2M జన్యువుకు సాధారణీకరించారు. STOML2, NRF1, NFE2L2, TFAM, cMYC మరియు OPA1 యొక్క జన్యు వ్యక్తీకరణను RT-qPCR ద్వారా కొలుస్తారు. మాస్టర్ మిక్స్‌లో LUNA Taq పాలిమరేస్ (M3003L, న్యూ ఇంగ్లాండ్ బయోలాబ్స్), 10 μM ఫార్వర్డ్ మరియు రివర్స్ ప్రైమర్‌లు, cDNA మరియు PCR-గ్రేడ్ నీరు ఉన్నాయి, ఇవి ప్రతి రియాక్షన్‌కు 10 μL తుది వాల్యూమ్‌ను ఇస్తాయి. డివిజన్ మరియు ఫిషన్ జన్యువుల వ్యక్తీకరణ (DRP1, MFN1/2) TaqMan మల్టీప్లెక్స్ అస్సేలను ఉపయోగించి కొలుస్తారు. లూనా యూనివర్సల్ ప్రోబ్ qPCR మాస్టర్ మిక్స్ (M3004S, న్యూ ఇంగ్లాండ్ బయోలాబ్స్) తయారీదారు సూచనల ప్రకారం చిన్న మార్పులతో ఉపయోగించబడింది. మల్టీప్లెక్స్ RT-qPCR మాస్టర్ మిక్స్‌లో 1X LUNA Taq పాలిమరేస్, 10 μM ఫార్వర్డ్ మరియు రివర్స్ ప్రైమర్‌లు, 10 μM ప్రోబ్, cDNA మరియు PCR-గ్రేడ్ నీరు ఉన్నాయి, దీని ఫలితంగా ప్రతి రియాక్షన్‌కు 20 μL తుది వాల్యూమ్ లభిస్తుంది. RT-qPCR రోటర్-జీన్ Q 6-ప్లెక్స్ (QIAGEN RG—సీరియల్ నంబర్: R0618110) ఉపయోగించి నిర్వహించబడింది. సైక్లింగ్ పరిస్థితులు టేబుల్ S1లో చూపబడ్డాయి. అన్ని cDNA నమూనాలను త్రిపాదిలో విస్తరించారు మరియు పది రెట్లు పలుచనల శ్రేణిని ఉపయోగించి ఒక ప్రామాణిక వక్రతను రూపొందించారు. డేటా పునరుత్పత్తి సామర్థ్యాన్ని నిర్ధారించడానికి చక్రీయ ప్రవేశ ప్రామాణిక విచలనం (Ct) >0.5 ఉన్న త్రిపాది నమూనాలలో అవుట్‌లెర్స్ విశ్లేషణ నుండి తొలగించబడ్డాయి30,72. సాపేక్ష జన్యు వ్యక్తీకరణను 2-ΔΔCt79 పద్ధతిని ఉపయోగించి లెక్కించారు.
ప్రోటీన్ నమూనాలను (60 μg) 2:1 నిష్పత్తిలో లామ్మ్లీ లోడింగ్ బఫర్‌తో కలిపి 12% రంగులేని ప్రోటీన్ జెల్ (బయో-రాడ్ #1610184)పై అమలు చేశారు. ట్రాన్స్-బ్లాట్ టర్బో సిస్టమ్ (#170-4155, బయో-రాడ్) ఉపయోగించి ప్రోటీన్‌లను PVDF (పాలీవినైలిడిన్ ఫ్లోరైడ్) పొర (#170-84156, బయో-రాడ్)కు బదిలీ చేశారు. పొరను నిరోధించి తగిన ప్రాథమిక ప్రతిరోధకాలతో (OPA1, MFN1, MFN2, మరియు DRP1) (1:1000 తో పలుచన చేయబడింది) 48 గంటలు పొదిగించారు, తరువాత సెకండరీ ప్రతిరోధకాలతో (1:10,000) 1 గంట పాటు పొదిగించారు. తరువాత పొరలను క్లారిటీ వెస్ట్రన్ ECL సబ్‌స్ట్రేట్ (#170-5061, బయో-రాడ్) ఉపయోగించి చిత్రించారు మరియు బయో-రాడ్ కెమిడాక్ MP వ్యవస్థను ఉపయోగించి రికార్డ్ చేశారు. వెస్ట్రన్ బ్లాట్ విశ్లేషణ కోసం ఇమేజ్‌ల్యాబ్ వెర్షన్ 6.1 ఉపయోగించబడింది. అసలు జెల్ మరియు బ్లాట్ చిత్రం S1లో చూపబడ్డాయి. యాంటీబాడీ సమాచారం పట్టిక S2లో అందించబడింది.
కనీసం మూడు స్వతంత్ర నమూనాల సగటు (SEM) యొక్క సగటు మరియు ప్రామాణిక లోపంగా డేటా సెట్‌లు ప్రదర్శించబడతాయి. గాస్సియన్ పంపిణీ మరియు సమాన ప్రామాణిక విచలనాలను ఊహించి విశ్లేషణలతో కొనసాగడానికి ముందు షాపిరో-విల్క్స్ పరీక్షను (వేరే విధంగా పేర్కొనకపోతే) ఉపయోగించి డేటా సెట్‌లను సాధారణత కోసం పరీక్షించారు. ఫిషర్ యొక్క MEL LSD (p < 0.05), వన్-వే ANOVA (చికిత్స vs. నియంత్రణ సగటు) మరియు ప్రాముఖ్యతను నిర్ణయించడానికి డన్నెట్ యొక్క బహుళ పోలిక పరీక్షను ఉపయోగించి డేటా సెట్‌ను విశ్లేషించడంతో పాటు (p < 0.05). గ్రాఫ్‌లో ముఖ్యమైన p విలువలు *p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001 గా చూపబడ్డాయి. అన్ని గణాంక విశ్లేషణలు మరియు గ్రాఫ్‌లు గ్రాఫ్‌ప్యాడ్ ప్రిజం 9.4.0 ఉపయోగించి నిర్వహించబడ్డాయి మరియు రూపొందించబడ్డాయి.
TEM ఇమేజ్ విశ్లేషణ కోసం Fiji/ImageJ మాక్రోలు GitHub: https://github.com/caaja/TEMMitoMacroలో పబ్లిక్‌గా అందుబాటులో ఉన్నాయి. మైటోకాన్డ్రియల్ ఈవెంట్ లొకేటర్ (MEL) మాక్రో GitHub: https://github.com/rensutheart/MEL-Fiji-Pluginలో పబ్లిక్‌గా అందుబాటులో ఉంది.
మెలియానా ఎ., దేవి ఎన్ఎమ్ మరియు విజయ ఎ. మైటోకాండ్రియా: జీవక్రియ, హోమియోస్టాసిస్, ఒత్తిడి, వృద్ధాప్యం మరియు ఎపిజెనెటిక్స్ యొక్క మాస్టర్ రెగ్యులేటర్లు. ఇండోనేషియన్. బయోమెడికల్ సైన్స్. జె. 13, 221–241 (2021).
బెన్-షాచార్, డి. స్కిజోఫ్రెనియాలో బహుముఖ మైటోకాన్డ్రియల్ పనిచేయకపోవడం, సంక్లిష్ట I ఒక సాధ్యమైన రోగలక్షణ లక్ష్యంగా. స్కిజోఫ్రెనియా. వనరు. 187, 3–10 (2017).
బోస్, ఎ. మరియు బీల్, ఎంఎఫ్ పార్కిన్సన్స్ వ్యాధిలో మైటోకాన్డ్రియల్ డిస్ఫంక్షన్. జె. న్యూరోకెమిస్ట్రీ. 139, 216–231 (2016).
శర్మ వికె, సింగ్ టిజి మరియు మెహతా వి. స్ట్రెస్డ్ మైటోకాండ్రియా: అల్జీమర్స్ వ్యాధిలో దండయాత్ర లక్ష్యాలు. మైటోకాండ్రియా 59, 48–57 (2021).
బెలెంగుయర్ పి., డువార్టే జెఎంఎన్, షుక్ పిఎఫ్ మరియు ఫెర్రీరా జికె మైటోకాండ్రియా మరియు మెదడు: బయోఎనర్జెటిక్స్ మరియు మరిన్ని. న్యూరోటాక్సిన్లు. వనరు. 36, 219–238 (2019).
రంగరాజు, వి. మరియు ఇతరులు. ప్లెయోట్రోపిక్ మైటోకాండ్రియా: నాడీ అభివృద్ధి మరియు వ్యాధిపై మైటోకాండ్రియా ప్రభావం. జె. న్యూరోసైన్స్. 39, 8200–8208 (2019).
కార్డానో-రామోస్, సి. మరియు మోరైస్, VA. న్యూరాన్లలో మైటోకాన్డ్రియల్ బయోజెనిసిస్: ఎలా మరియు ఎక్కడ. అంతర్జాతీయత. జె. మోహర్. ది సైన్స్. 22, 13059 (2021).
యు, ఆర్., లెండాల్, యు., నిస్టర్, ఎం. మరియు జావో, జె. క్షీరద మైటోకాన్డ్రియల్ డైనమిక్స్ నియంత్రణ: అవకాశాలు మరియు సవాళ్లు. ముందు. ఎండోక్రైన్. (లౌసాన్) 11, 374 (2020).
ఖాచో, ఎం. మరియు స్లాక్, ఆర్ఎస్ మైటోకాన్డ్రియల్ డైనమిక్స్ ఇన్ ది రెగ్యులేషన్ ఆఫ్ న్యూరోజెనిసిస్: ఫ్రమ్ ది డెవలపింగ్ టు అడల్ట్ బ్రెయిన్. డెవలప్‌మెంట్. డైనమిక్. 247, 47–53 (2018).