Nature.com غا كىرگىنىڭىزگە رەھمەت. سىز ئىشلىتىۋاتقان تور كۆرگۈچنىڭ نەشرىدە CSS قوللاش چەكلىك. ئەڭ ياخشى نەتىجىگە ئېرىشىش ئۈچۈن، تور كۆرگۈچنىڭ يېڭى نەشرىنى ئىشلىتىشىڭىزنى (ياكى Internet Explorer دا ماسلىشىشچانلىق ھالىتىنى چەكلىشىڭىزنى) تەۋسىيە قىلىمىز. بۇ ئارىلىقتا، داۋاملىق قوللاشنى كاپالەتلەندۈرۈش ئۈچۈن، بىز تور بېكەتنى ئۇسلۇبسىز ياكى JavaScriptسىز كۆرسىتىۋاتىمىز.
پروپىئون كىسلاتاسى (PPA) ئاۋتىزم سپېكتىرى قالايمىقانچىلىقى قاتارلىق نېرۋا تەرەققىيات قالايمىقانچىلىقىدا مىتوخوندىرىيە ئىقتىدارىنىڭ قالايمىقانلىشىشىنىڭ رولىنى تەتقىق قىلىشتا ئىشلىتىلىدۇ. PPA نىڭ مىتوخوندىرىيە بىئوگېنېزى، ماددا ئالمىشىشى ۋە ئايلىنىشىغا توسقۇنلۇق قىلىدىغانلىقى مەلۇم. قانداقلا بولمىسۇن، بۇ مېخانىزملارنىڭ مۇرەككەپ ۋاقىت تەبىئىتى سەۋەبىدىن، PPA نىڭ مىتوخوندىرىيە دىنامىكىسى، بۆلۈنۈشى ۋە قوشۇلۇشىغا بولغان تەسىرى مەسىلە بولۇپ قالماقتا. بۇ يەردە، بىز PPA نىڭ نېرۋا ھۈجەيرىسىگە ئوخشاش SH-SY5Y ھۈجەيرىلىرىدىكى مىتوخوندىرىيە ئۇلترا قۇرۇلمىسى، مورفولوگىيەسى ۋە دىنامىكىسىغا قانداق تەسىر كۆرسىتىدىغانلىقىنى تەكشۈرۈش ئۈچۈن تولۇقلىما مىقدارلىق سۈرەتكە تارتىش تېخنىكىسىنى قوللىنىمىز. PPA (5 mM) مىتوخوندىرىيە كۆلىمى (p < 0.01)، فېرېت دىئامېتىرى ۋە ئايلانمىسى (p < 0.05) ۋە 2-رايون (p < 0.01) نىڭ كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە تۆۋەنلىشىنى كەلتۈرۈپ چىقاردى. مىتوخوندىرىيە ۋەقەسىنىڭ ئورنىنى بەلگىلەش ئانالىزى بۆلۈنۈش ۋە قوشۇلۇش ۋەقەلىرىنىڭ كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە ئاشقانلىقىنى (p < 0.05) كۆرسىتىپ، بېسىم ئاستىدا مىتوخوندىرىيە تورىنىڭ پۈتۈنلۈكىنى ساقلاپ قالدى. بۇنىڭدىن باشقا، cMYC (p < 0.0001)، NRF1 (p < 0.01)، TFAM (p < 0.05)، STOML2 (p < 0.0001) ۋە OPA1 (p < 0.05) نىڭ mRNA ئىپادىسى كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە تۆۋەنلىگەن. 01). بۇ مىتوخوندىرىيە مورفولوگىيەسى، بىئوگېنېزىسى ۋە دىنامىكىسىنىڭ قايتا قۇرۇلۇپ، بېسىم ئاستىدا ئىقتىدارنى ساقلاپ قالغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. بىزنىڭ سانلىق مەلۇماتلىرىمىز PPA نىڭ مىتوخوندىرىيە دىنامىكىسىغا بولغان تەسىرى توغرىسىدا يېڭى چۈشەنچە بېرىدۇ ھەمدە مىتوخوندىرىيە بېسىم ئىنكاسىغا چېتىشلىق مۇرەككەپ تەڭشەش مېخانىزمىنى تەتقىق قىلىشتا سۈرەتكە ئېلىش تېخنىكىسىنىڭ پايدىلىقلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ.
مىتوخوندىرىيە ئېنېرگىيە ئىشلەپچىقىرىش ۋە بىئوسىنتېزدىكى ئادەتتىكى رولىدىن باشقا، ھەر خىل ھۈجەيرە فۇنكسىيەلىرىنىڭ مۇھىم ئىشتىراكچىلىرى. مىتوخوندىرىيە ماددا ئالمىشىشى كالتسىي سىگنالى، ماددا ئالمىشىش ۋە ئوكسىدلىنىش-قايتالىنىش گومېئوستازى، ياللۇغلىنىش سىگنالى، ئېپىگېنېتىك ئۆزگىرىش، ھۈجەيرە كۆپىيىشى، پەرقلىنىشى ۋە پروگراممىلانغان ھۈجەيرە ئۆلۈمىنىڭ ئاساسلىق تەڭشىگۈچىسى1. بولۇپمۇ مىتوخوندىرىيە ماددا ئالمىشىشى نېرۋا ھۈجەيرىلىرىنىڭ تەرەققىياتى، ياشىشى ۋە ئىقتىدارى ئۈچۈن ئىنتايىن مۇھىم بولۇپ، نېرۋا پاتولوگىيەسىنىڭ ھەر خىل ئالامەتلىرىدە كەڭ قوللىنىلىدۇ2،3،4.
ئۆتكەن ئون يىلدا، ماددا ئالمىشىش ھالىتى نېرۋا ھاسىل قىلىش، پەرقلەندۈرۈش، يېتىلىش ۋە پىلاستىكلىقنىڭ مەركىزىي تەڭشىگۈچىسى سۈپىتىدە ئوتتۇرىغا چىقتى5،6. يېقىندا، مىتوخوندىرىيە مورفولوگىيەسى ۋە دىنامىكىسى مىتوزنىڭ ئالاھىدە مۇھىم تەركىبىي قىسمىغا ئايلاندى، بۇ دىنامىكىلىق جەريان ھۈجەيرىلەر ئىچىدە ساغلام مىتوخوندىرىيەلەرنى ساقلايدۇ. مىتوخوندىرىيە دىنامىكىسى مىتوخوندىرىيە بىئوگېنېزى ۋە بىئو ئېنېرگىيەدىن تارتىپ مىتوخوندىرىيەنىڭ بۆلۈنۈشى، قوشۇلۇشى، توشۇشى ۋە تازىلىنىشىغىچە بولغان مۇرەككەپ ئۆزئارا باغلىنىشلىق يوللار ئارقىلىق تەڭشىلىنىدۇ7،8. بۇ بىر گەۋدىلەشتۈرۈش مېخانىزمىنىڭ ھەر قانداق بىرىنىڭ بۇزۇلۇشى ساغلام مىتوخوندىرىيە تورىنىڭ ساقلىنىشىغا توسقۇنلۇق قىلىدۇ ۋە نېرۋا تەرەققىياتىغا چوڭقۇر فۇنكسىيەلىك ئاقىۋەتلەرنى ئېلىپ كېلىدۇ9،10. ھەقىقەتەن، مىتوخوندىرىيە دىنامىكىسىنىڭ قالايمىقانلىشىشى نۇرغۇن روھىي، نېرۋا چېكىنىش ۋە نېرۋا تەرەققىيات كېسەللىكلىرىدە، شۇ جۈملىدىن ئاۋتىزم سپېكتىرى قالايمىقانچىلىقىدا (ASD) كۆزىتىلىدۇ11،12.
ASD مۇرەككەپ گېن ۋە ئېپىگېنېتىك قۇرۇلمىسىغا ئىگە بولغان ھەر خىل نېرۋا تەرەققىيات كېسەللىكى. ASD نىڭ ئىرسىيەتچانلىقى تالاش-تارتىشسىز، ئەمما ئاساسلىق مولېكۇلا سەۋەبى يەنىلا ياخشى چۈشىنىلمىگەن. كلىنىكىدىن بۇرۇنقى مودېللار، كلىنىكىلىق تەتقىقاتلار ۋە كۆپ ئومىك مولېكۇلا سانلىق مەلۇماتلىرىدىن توپلانغان سانلىق مەلۇماتلار ASD13،14 دىكى مىتوخوندىرىيە ئىقتىدارىنىڭ قالايمىقانلىشىشىنىڭ ئىسپاتىنى كۆپەيتىۋاتىدۇ. بىز ئىلگىرى ASD كېسىلىگە گىرىپتار بولغان بىر گۇرۇپپا بىمارلاردا گېنوم دائىرىسىدىكى DNA مېتىللىنىش تەكشۈرۈشىنى ئېلىپ باردۇق ۋە مىتوخوندىرىيە ماددا ئالمىشىش يوللىرى بويىدا توپلانغان پەرقلىق مېتىللانغان گېنلارنى بايقىدۇق15. كېيىن بىز مىتوخوندىرىيە بىئوگېنېزى ۋە دىنامىكىسىنىڭ مەركىزىي تەڭشىگۈچىلىرىنىڭ پەرقلىق مېتىللىنىش ئەھۋالىنى دوكلات قىلدۇق، بۇ ASD16 دىكى mtDNA كۆچۈرۈلمىسى سانىنىڭ ئېشىشى ۋە سۈيدۈك ماددا ئالمىشىش ئارخىپىنىڭ ئۆزگىرىشى بىلەن مۇناسىۋەتلىك ئىدى. بىزنىڭ سانلىق مەلۇماتلىرىمىز مىتوخوندىرىيە دىنامىكىسى ۋە گومېئوستازنىڭ ASD نىڭ پاتولوگىيىلىك فىزىئولوگىيەسىدە مەركىزىي رول ئوينايدىغانلىقىغا ئائىت ئىسپاتلارنى كۆپەيتىۋاتىدۇ. شۇڭا، مىتوخوندىرىيە دىنامىكىسى، مورفولوگىيە ۋە فۇنكسىيە ئوتتۇرىسىدىكى مۇناسىۋەتنى مېخانىزم جەھەتتىن چۈشىنىشنى ياخشىلاش ئىككىنچى دەرىجىلىك مىتوخوندىرىيە ئىقتىدارىنىڭ قالايمىقانلىشىشى بىلەن خاراكتېرلىنىدىغان نېرۋا كېسەللىكلىرىنى تەتقىق قىلىشنىڭ ئاساسلىق نىشانى.
مولېكۇلا تېخنىكىسى كۆپىنچە مىتوكوندىرىيە بېسىم ئىنكاسىدىكى ئالاھىدە گېنلارنىڭ رولىنى تەتقىق قىلىشتا ئىشلىتىلىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، بۇ ئۇسۇل مىتوز كونترول مېخانىزمىنىڭ كۆپ قىرلىق ۋە ۋاقىت خاراكتېرى بىلەن چەكلىنىشى مۇمكىن. ئۇنىڭدىن باشقا، مىتوكوندىرىيە گېنلىرىنىڭ پەرقلىق ئىپادىلىنىشى ئىقتىدار ئۆزگىرىشىنىڭ ۋاسىتىلىك كۆرسەتكۈچى بولۇپ، بولۇپمۇ ئادەتتە پەقەت چەكلىك ساندىكى گېنلار تەھلىل قىلىنىدىغان بولغاچقا. شۇڭلاشقا، مىتوكوندىرىيە فۇنكسىيەسى ۋە بىئو ئېنېرگىيەنى تەتقىق قىلىش ئۈچۈن تېخىمۇ بىۋاسىتە ئۇسۇللار ئوتتۇرىغا قويۇلدى17. مىتوكوندىرىيە مورفولوگىيەسى مىتوكوندىرىيە دىنامىكىسى بىلەن زىچ مۇناسىۋەتلىك. مىتوكوندىرىيە شەكلى، باغلىنىشى ۋە قۇرۇلمىسى ئېنېرگىيە ئىشلەپچىقىرىش، مىتوكوندىرىيە ۋە ھۈجەيرىلەرنىڭ ياشىشى ئۈچۈن ئىنتايىن مۇھىم5،18. ئۇنىڭدىن باشقا، مىتوزنىڭ ھەر خىل تەركىبلىرى مىتوكوندىرىيە مورفولوگىيەسىدىكى ئۆزگىرىشلەرگە مەركەزلەشكەن بولۇپ، بۇ مىتوكوندىرىيە ئىقتىدارىنىڭ قالايمىقانلىشىشىنىڭ پايدىلىق ئاخىرقى نۇقتىسى بولۇپ، كېيىنكى مېخانىزم تەتقىقاتلىرى ئۈچۈن ئاساس يارىتىپ بېرىشى مۇمكىن.
مىتوخوندىرىيە مورفولوگىيەسىنى بىۋاسىتە ئېلېكترون مىكروسكوپى (TEM) ئارقىلىق كۆزىتىشكە بولىدۇ، بۇ ھۈجەيرە ئۇلترا قۇرۇلمىسىنى تەپسىلىي تەتقىق قىلىشقا يول قويىدۇ. TEM پەقەت گېن ترانسكرىپسىيەسى، ئاقسىل ئىپادىسى ياكى ھۈجەيرە توپىدىكى مىتوخوندىرىيە فۇنكسىيە پارامېتىرلىرىغا تايىنىشنىڭ ئورنىغا، يەككە مىتوخوندىرىيەلەرنىڭ ئېنىقلىقىدا مىتوخوندىرىيە كىرىستالىرىنىڭ مورفولوگىيەسى، شەكلى ۋە قۇرۇلمىسىنى بىۋاسىتە كۆزىتىدۇ17،19،20. بۇنىڭدىن باشقا، TEM مىتوخوندىرىيە بىلەن باشقا ئورگانېللار، مەسىلەن ئېندوپلازمىك تور ۋە ئاپتوفاگوسوما ئوتتۇرىسىدىكى ئۆز-ئارا تەسىرنى تەتقىق قىلىشنى ئاسانلاشتۇرىدۇ، بۇ ئورگانېللار مىتوخوندىرىيە فۇنكسىيەسى ۋە گومېئوستازدا مۇھىم رول ئوينايدۇ21،22. شۇڭا، بۇ TEM نى مەلۇم يوللار ياكى گېنلارغا دىققەت قىلىشتىن بۇرۇن مىتوخوندىرىيە ئىقتىدارىنىڭ قالايمىقانلىشىشىنى تەتقىق قىلىشنىڭ ياخشى باشلىنىش نۇقتىسىغا ئايلاندۇرىدۇ. مىتوخوندىرىيە فۇنكسىيەسى نېرۋا پاتولوگىيەسى ئۈچۈن بارغانسېرى مۇھىم بولۇپ قالغانلىقتىن، مىتوخوندىرىيە مورفولوگىيەسى ۋە دىنامىكىسىنى سىناق نەيچىسىدىكى نېرۋا مودېللىرىدا بىۋاسىتە ۋە مىقدار جەھەتتىن تەتقىق قىلالايدىغان بولۇش ئېھتىياجى روشەن.
بۇ ماقالىدە، بىز ئاۋتىزم سپېكتىرى قالايمىقانچىلىقىدىكى مىتوخوندىرىيە ئىقتىدارىنىڭ قالايمىقانلىشىشىنىڭ نېرۋا مودېلىدىكى مىتوخوندىرىيە دىنامىكىسىنى تەكشۈرىمىز. بىز ئىلگىرى مىتوخوندىرىيە پروپىئونىل-CoA كاربونسىلازا ئېنزىم PCC نىڭ تارماق بىرلىكى بولغان ASD15 دىكى پروپىئونىل-CoA كاربونسىلازا بېتا (PCCB) نىڭ پەرقلىق مېتىللىنىشىنى دوكلات قىلغان ئىدۇق. PCC نىڭ قالايمىقانلىشىشى پروپىئونىل ھاسىلاتلىرىنىڭ زەھەرلىك توپلىنىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ، بۇنىڭ ئىچىدە پروپىئون كىسلاتاسى (PPA)23،24،25 بار. PPA نىڭ تىرىك جانلىقلاردا نېرۋا ماددا ئالمىشىشىنى قالايمىقانلاشتۇرىدىغانلىقى ۋە ھەرىكەتنى ئۆزگەرتىدىغانلىقى ئىسپاتلانغان بولۇپ، ASD26،27،28 غا چېتىشلىق نېرۋا تەرەققىيات مېخانىزمىنى تەتقىق قىلىش ئۈچۈن بېكىتىلگەن ھايۋانات مودېلى. بۇنىڭدىن باشقا، PPA نىڭ مىتوخوندىرىيە پەردىسىنىڭ پوتېنسىيالى، بىئوگېنېزى ۋە نەپەس ئېلىشنى قالايمىقانلاشتۇرىدىغانلىقى دوكلات قىلىنغان ھەمدە نېرۋا ھۈجەيرىلىرىدىكى مىتوخوندىرىيە ئىقتىدارىنىڭ قالايمىقانلىشىشىنى مودېللاشتۇرۇشتا كەڭ قوللىنىلىپ كەلگەن29،30. قانداقلا بولمىسۇن، PPA كەلتۈرۈپ چىقارغان مىتوخوندىرىيە ئىقتىدارىنىڭ مىتوخوندىرىيە مورفولوگىيەسى ۋە دىنامىكىسىغا بولغان تەسىرى يەنىلا تولۇق چۈشىنىلمىگەن.
بۇ تەتقىقات SH-SY5Y ھۈجەيرىلىرىدىكى مىتوخوندىرىيە مورفولوگىيەسى، دىنامىكىسى ۋە ئىقتىدارىغا PPA نىڭ تەسىرىنى مىقدارلاشتۇرۇش ئۈچۈن تولۇقلاشچان رەسىمگە تارتىش تېخنىكىسىنى قوللىنىدۇ. ئالدى بىلەن، بىز مىتوخوندىرىيە مورفولوگىيەسى ۋە ئۇلترا قۇرۇلمىسىدىكى ئۆزگىرىشلەرنى كۆرۈنۈش ئۈچۈن TEM ئۇسۇلىنى ئىجاد قىلدۇق17،31،32. مىتوخوندىرىيەنىڭ دىنامىك خاراكتېرىنى نەزەرگە ئالغاندا33، بىز يەنە مىتوخوندىرىيە ۋەقەلىك ئورنىنى بەلگىلەش (MEL) ئانالىزىنى ئىشلىتىپ، PPA بېسىمى ئاستىدا بۆلۈنۈش ۋە قوشۇلۇش ۋەقەلىرى، مىتوخوندىرىيە سانى ۋە ھەجىمى ئوتتۇرىسىدىكى تەڭپۇڭلۇقتىكى ئۆزگىرىشلەرنى مىقدارلاشتۇردۇق. ئاخىرىدا، بىز مىتوخوندىرىيە مورفولوگىيەسى ۋە دىنامىكىسىنىڭ بىئوگېنېز، بۆلۈنۈش ۋە قوشۇلۇشقا قاتناشقان گېنلارنىڭ ئىپادىلىنىشىدىكى ئۆزگىرىشلەر بىلەن مۇناسىۋەتلىك ياكى ئەمەسلىكىنى تەكشۈردۇق. بىرلەشتۈرۈلگەندە، بىزنىڭ سانلىق مەلۇماتلىرىمىز مىتوخوندىرىيە دىنامىكىسىنى تەڭشەيدىغان مېخانىزملارنىڭ مۇرەككەپلىكىنى چۈشەندۈرۈشتىكى قىيىنچىلىقنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. بىز SH-SY5Y ھۈجەيرىلىرىدىكى مىتوزنىڭ ئۆلچىنىشكە بولىدىغان يىغىلىش نۇقتىسى سۈپىتىدە مىتوخوندىرىيە مورفولوگىيەسىنى تەتقىق قىلىشتا TEM نىڭ پايدىلىقلىقىنى تەكىتلەيمىز. بۇنىڭدىن باشقا، بىز TEM سانلىق مەلۇماتلىرىنىڭ مېتابولىزم بېسىمىغا جاۋابەن دىنامىك ۋەقەلەرنى خاتىرىلەيدىغان رەسىمگە تارتىش تېخنىكىسى بىلەن بىرلەشتۈرۈلگەندە ئەڭ مول ئۇچۇرلارنى تەمىنلەيدىغانلىقىنى تەكىتلەيمىز. نېرۋا ھۈجەيرىسى مىتوزىنى قوللايدىغان مولېكۇلا تەڭشەش مېخانىزمىنىڭ تېخىمۇ چوڭقۇر خاراكتېرىنى تەتقىق قىلىش، نېرۋا سىستېمىسىنىڭ مىتوخوندىرىيە تەركىبى ۋە نېرۋا چېكىنىش كېسەللىكلىرى توغرىسىدا مۇھىم چۈشەنچە بېرىشى مۇمكىن.
مىتوخوندىرىيە بېسىمىنى قوزغاش ئۈچۈن، SH-SY5Y ھۈجەيرىلىرى 3 mM ۋە 5 mM ناترىي پروپىئونات (NaP) ئىشلىتىپ PPA بىلەن بىر تەرەپ قىلىندى. TEM دىن ئىلگىرى، ئەۋرىشكىلەر يۇقىرى بېسىملىق توڭلىتىش ۋە توڭلىتىش ئارقىلىق توڭلىتىش ئەۋرىشكىسى تەييارلاشقا ئۇچرىدى (1a-رەسىم). بىز ئۈچ خىل بىئولوگىيىلىك تەكرارلاش ئارقىلىق مىتوخوندىرىيە توپىنىڭ سەككىز مورفولوگىيەلىك پارامېتىرىنى ئۆلچەش ئۈچۈن ئاپتوماتىك مىتوخوندىرىيە رەسىم ئانالىز تۇرۇبا يولىنى تەرەققىي قىلدۇردۇق. بىز PPA بىلەن داۋالاشنىڭ تۆت پارامېتىرنى زور دەرىجىدە ئۆزگەرتكەنلىكىنى بايقىدۇق: 2-رايون، رايون، پېرمېتىر ۋە فېرېت دىئامېتىرى (1b-رەسىم). 2-رايون 3 mM ۋە 5 mM PPA بىلەن داۋالاشتا زور دەرىجىدە تۆۋەنلىگەن (p = 0.0183 ۋە p = 0.002) (1b-رەسىم)، ھالبۇكى رايون (p = 0.003)، پېرمېتىر (p = 0.0106) ۋە فېرېت دىئامېتىرىنىڭ ھەممىسى زور دەرىجىدە تۆۋەنلىگەن. كونترول گۇرۇپپىسىغا سېلىشتۇرغاندا، 5 mM داۋالاش گۇرۇپپىسىدا زور دەرىجىدە تۆۋەنلىگەن (p = 0.0172) (1c-رەسىم). كۆلىمى ۋە ئايلانمىسىنىڭ كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە ئازىيىشى 5 mM PPA بىلەن داۋالانغان ھۈجەيرىلەرنىڭ مىتوخوندىرىيەسى كىچىكرەك، يۇمىلاقراق ئىكەنلىكىنى ۋە بۇ مىتوخوندىرىيەلەرنىڭ كونترول ھۈجەيرىلىرىدىكىگە قارىغاندا ئۇزۇنراق ئەمەسلىكىنى كۆرسەتتى. بۇ يەنە زەررىچە گىرۋىكى ئارىسىدىكى ئەڭ چوڭ ئارىلىقنىڭ ئازىيىشىنى كۆرسىتىدىغان مۇستەقىل پارامېتىر بولغان Feret دىئامېتىرىنىڭ كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە ئازىيىشى بىلەن ماس كېلىدۇ. كىرىستانىڭ ئۇلترا قۇرۇلمىسىدىكى ئۆزگىرىشلەر كۆزىتىلدى: PPA بېسىمىنىڭ تەسىرىدە كىرىستالار ئانچە روشەن ئەمەس بولۇپ قالدى (1a-رەسىم، B تاختىسى). قانداقلا بولمىسۇن، بارلىق رەسىملەر كىرىستانىڭ ئۇلترا قۇرۇلمىسىنى ئېنىق ئەكس ئەتتۈرمىدى، شۇڭا بۇ ئۆزگىرىشلەرنىڭ مىقدار جەھەتتىن تەھلىلى ئېلىپ بېرىلمىدى. بۇ TEM سانلىق مەلۇماتلىرى ئۈچ خىل ئېھتىماللىق ئەھۋالنى ئەكس ئەتتۈرۈشى مۇمكىن: (1) PPA بۆلۈنۈشنى كۈچەيتىدۇ ياكى قوشۇلۇشنى توسىدۇ، بۇنىڭ بىلەن مەۋجۇت مىتوخوندىرىيەنىڭ چوڭ-كىچىكلىكى كىچىكلەيدۇ؛ (2) كۈچەيتىلگەن بىئوگېنېز يېڭى، كىچىك مىتوخوندىرىيەلەرنى ھاسىل قىلىدۇ ياكى (3) ئىككى مېخانىزمنى بىرلا ۋاقىتتا قوزغىتىدۇ. بۇ ئەھۋاللارنى TEM ئارقىلىق پەرقلەندۈرگىلى بولمىسىمۇ، مۇھىم مورفولوگىيەلىك ئۆزگىرىشلەر مىتوخوندىرىيە گومېئوستازى ۋە PPA بېسىمى ئاستىدا دىنامىكىنىڭ ئۆزگىرىشىنى كۆرسىتىدۇ. كېيىن بىز بۇ دىنامىكىنى ۋە ئۇلارنىڭ ئاساسىدىكى مېخانىزملارنى تېخىمۇ ئېنىق ئىپادىلەش ئۈچۈن قوشۇمچە پارامېتىرلارنى تەكشۈردۇق.
پروپىئون كىسلاتاسى (PPA) مىتوخوندىرىيە مورفولوگىيەسىنى قايتا شەكىللەندۈرىدۇ. (a) PPA بىلەن داۋالاشنىڭ ئېشىشىغا ئەگىشىپ مىتوخوندىرىيەنىڭ چوڭلۇقىنىڭ كىچىكلەيدىغانلىقىنى ۋە مىتوخوندىرىيەنىڭ كىچىكلەيدىغانلىقىنى ۋە تېخىمۇ يۇمىلاقلىنىدىغانلىقىنى كۆرسىتىدىغان ۋەكىللىك يەتكۈزۈش ئېلېكترون مىكروسكوپى (TEM) رەسىملىرى؛ ئايرىم-ئايرىم ھالدا 0 mM (داۋالانمىغان)، 3 mM ۋە 5 mM. قىزىل كۆرسەتكۈچلەر مىتوخوندىرىيەنى كۆرسىتىدۇ. (b–e) 24 سائەت PPA بىلەن داۋالانغان SH-SY5Y ھۈجەيرىلىرى TEM ئۈچۈن تەييارلاندى ۋە نەتىجىلەر Fiji/ImageJ ئارقىلىق تەھلىل قىلىندى. سەككىز پارامېتىرنىڭ تۆتىدە كونترول (داۋالانمىغان، 0 mM PPA) ۋە داۋالانغان (3 mM ۋە 5 mM PPA) ھۈجەيرىلىرى ئارىسىدا مۇھىم پەرقلەر كۆرۈلدى. (b) 2-رايون، (c) رايون، (d) پېرمېتىر، (e) Feret دىئامېتىرى. مۇھىم پەرقلەرنى بېكىتىش ئۈچۈن بىر تەرەپلىمە ئۆزگىرىش ئانالىزى (كونترول بىلەن داۋالاش) ۋە Dunnett نىڭ كۆپ سېلىشتۇرۇش سىنىقى ئىشلىتىلدى (p < 0.05). سانلىق مەلۇمات نۇقتىلىرى ھەر بىر يەككە ھۈجەيرىنىڭ ئوتتۇرىچە مىتوخوندىرىيە قىممىتىنى، خاتالىق بالداقلىرى ئوتتۇرىچە ± SEM نى كۆرسىتىدۇ. كۆرسىتىلگەن سانلىق مەلۇماتلار n = 3 نى كۆرسىتىدۇ، ھەر بىر كۆپەيتىلگەن نۇسخىدا كەم دېگەندە 24 كاتەكچە بار؛ جەمئىي 266 رەسىم تەھلىل قىلىندى؛ * p < 0.05 نى، ** p < 0.01 نى كۆرسىتىدۇ.
مىتوخوندىرىيە دىنامىكىسىنىڭ PPA غا قانداق ئىنكاس قايتۇرىدىغانلىقىنى تېخىمۇ چوڭقۇر چۈشەندۈرۈش ئۈچۈن، بىز مىتوخوندىرىيەنى تېترامېتىلرودامىن ئېتىل ئېستېر (TMRE) بىلەن بوياپ، ۋاقىت ئۆتكۈرلۈك مىكروسكوپ ۋە MEL ئانالىزى ئارقىلىق 24 سائەتتىن كېيىن 3 ۋە 5 mM PPA دا مىتوخوندىرىيەنىڭ ئورنىنى بېكىتتۇق ۋە مىقدارىنى بېكىتتۇق. بۆلۈنۈش ۋە قوشۇلۇش ۋەقەلىرىنى داۋالاش. (2a-رەسىم). MEL ئانالىزىدىن كېيىن، مىتوخوندىرىيە قۇرۇلمىلىرىنىڭ سانى ۋە ئۇلارنىڭ ئوتتۇرىچە ھەجىمىنى مىقدارلاشتۇرۇش ئۈچۈن تېخىمۇ چوڭقۇر ئانالىز قىلىندى. بىز 3 mM [4.9 ± 0.3 (p < 0.05)] دە يۈز بەرگەن بۆلۈنۈش ۋەقەلىرىنىڭ سانىنىڭ كىچىك، ئەمما كۆرۈنەرلىك ئاشقانلىقىنى كۆزەتتۇق، بۇ بۆلۈنۈش [5.6 ± 0.3 (p < 0.05)) ۋە قوشۇلۇش [5.4 ± 0.5 (p < 0.05)] ۋە قوشۇلۇش [5.4 ± 0.5 (p < 0.05)] <0.05)] ۋەقەلىرىگە سېلىشتۇرغاندا 5 mM دە كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە ئاشقان (3b-رەسىم). مىتوخوندىرىيە سانى 3 [32.6 ± 2.1 (p < 0.05)] ۋە 5 mM [34.1 ± 2.2 (p < 0.05)] دە كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە ئاشقان (3c-رەسىم)، ھەر بىر مىتوخوندىرىيە قۇرۇلمىسىنىڭ ئوتتۇرىچە ھەجىمى ئۆزگەرمىگەن (3c-رەسىم). 3d). بۇلار بىرلەشتۈرۈپ ئېيتقاندا، مىتوخوندىرىيە دىنامىكىسىنى قايتا قۇرۇشنىڭ مىتوخوندىرىيە تورىنىڭ پۈتۈنلۈكىنى مۇۋەپپەقىيەتلىك ساقلايدىغان بىر خىل تولۇقلىما ئىنكاس رولىنى ئوينايدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. 3 mM PPA دا بۆلۈنۈش ۋەقەلىرىنىڭ سانىنىڭ ئېشىشى مىتوخوندىرىيە سانىنىڭ ئېشىشىنىڭ قىسمەن مىتوخوندىرىيە بۆلۈنۈشىدىن كېلىپ چىققانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ، ئەمما مىتوخوندىرىيەنىڭ ئوتتۇرىچە مىقدارى ئاساسەن ئۆزگەرمىگەنلىكىنى نەزەرگە ئالساق، بىئوگېنېزنى قوشۇمچە تولۇقلىما ئىنكاس دەپ ئىنكار قىلغىلى بولمايدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، بۇ سانلىق مەلۇماتلار TEM كۆزىتىلگەن كىچىكرەك، يۇمىلاق مىتوخوندىرىيە قۇرۇلمىلىرى بىلەن ماس كېلىدۇ، شۇنداقلا PPA تەرىپىدىن قوزغىتىلغان مىتوخوندىرىيە دىنامىكىسىدىكى مۇھىم ئۆزگىرىشلەرنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ.
پروپىئون كىسلاتاسى (PPA) تورنىڭ پۈتۈنلۈكىنى ساقلاش ئۈچۈن مىتوخوندىرىيەنىڭ دىنامىك قايتا شەكىللىنىشىنى قوزغىتىدۇ. SH-SY5Y ھۈجەيرىلىرى يېتىشتۈرۈلۈپ، 24 سائەت 3 ۋە 5 mM PPA بىلەن بىر تەرەپ قىلىنىپ، TMRE ۋە Hoechst 33342 بىلەن بوялغاندىن كېيىن MEL ئانالىزى قىلىندى. (a) ھەر بىر ئەھۋال ئۈچۈن 2-ۋاقىت (t2) دە رەڭ ۋە ئىككىلىك شەكىللىك ئەڭ چوڭ كۈچلۈكلۈك مۆلچەرلىرىنى ئەكس ئەتتۈرىدىغان ۋەكىللىك ۋاقىت ئارىلىقى مىكروسكوپ رەسىملىرى. ھەر بىر ئىككىلىك رەسىمدە كۆرسىتىلگەن تاللانغان رايونلار ۋاقىتنىڭ ئۆتۈشىگە ئەگىشىپ دىنامىكىنى كۆرسىتىش ئۈچۈن ئۈچ خىل ۋاقىت رامكىسىدا (t1-t3) 3D شەكلىدە كۈچەيتىلىپ كۆرسىتىلىدۇ؛ قوشۇلۇش ۋەقەلىرى يېشىل رەڭدە بەلگە قويۇلغان؛ بۆلۈنۈش ۋەقەلىرى يېشىل رەڭدە بەلگە قويۇلغان. قىزىل رەڭدە كۆرسىتىلىدۇ. (b) ھەر بىر ئەھۋالدىكى دىنامىك ۋەقەلەرنىڭ ئوتتۇرىچە سانى. (c) ھەر بىر ھۈجەيرىدىكى مىتوخوندىرىيە قۇرۇلمىسىنىڭ ئوتتۇرىچە سانى. (d) ھەر بىر ھۈجەيرىدىكى ھەر بىر مىتوخوندىرىيە قۇرۇلمىسىنىڭ ئوتتۇرىچە ھەجىمى (µm3). كۆرسىتىلگەن سانلىق مەلۇماتلار ھەر بىر داۋالاش گۇرۇپپىسىدىكى n = 15 ھۈجەيرىنىڭ ۋەكىللىكىنى كۆرسىتىدۇ. كۆرسىتىلگەن خاتالىق بالداقلىرى ئوتتۇرىچە ± SEM نى كۆرسىتىدۇ، كۆلەم بالداق = 10 μm، * p < 0.05.
پروپىئون كىسلاتاسى (PPA) مىتوخوندىرىيە دىنامىكىسى بىلەن مۇناسىۋەتلىك گېنلارنىڭ ترانسكرىپسىيەلىك باستۇرۇلۇشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. SH-SY5Y ھۈجەيرىلىرى 24 سائەت ئىچىدە 3 ۋە 5 mM PPA بىلەن داۋالاندى. نىسپىي گېن مىقدارى RT-qPCR ئارقىلىق ئېلىپ بېرىلدى ۋە B2M غا نورماللاشتۇرۇلدى. مىتوخوندىرىيە بىئوگېنېزى گېنلىرى (a) cMYC، (b) TFAM، (c) NRF1 ۋە (d) NFE2L2. مىتوخوندىرىيە قوشۇلۇش ۋە بۆلۈنۈش گېنلىرى (e) STOML2، (f) OPA1، (g) MFN1، (h) MFN2 ۋە (i) DRP1. مۇھىم پەرقلەر (p < 0.05) بىر تەرەپلىمە ANOVA (كونترول بىلەن داۋالاش) ۋە Dunnett نىڭ كۆپ تەرەپلىك سېلىشتۇرۇش سىنىقى ئارقىلىق سىناق قىلىندى: * p < 0.05 نى كۆرسىتىدۇ، ** p < 0.01 نى كۆرسىتىدۇ، **** p < 0.0001 نى كۆرسىتىدۇ. بالداقلار ئوتتۇرىچە ئىپادىلەش ± SEM نى كۆرسىتىدۇ. كۆرسىتىلگەن سانلىق مەلۇماتلار n = 3 (STOML2, OPA1, TFAM)، n = 4 (cMYC, NRF1, NFE2L2) ۋە n = 5 (MFN1, MFN2, DRP1) بىئولوگىيىلىك كۆپەيتىلگەن نۇسخىلارنى كۆرسىتىدۇ.
TEM ۋە MEL ئانالىزلىرىدىن ئېلىنغان سانلىق مەلۇماتلار PPA نىڭ مىتوخوندىرىيە مورفولوگىيەسى ۋە دىنامىكىسىنى ئۆزگەرتىدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، بۇ رەسىمگە تارتىش تېخنىكىلىرى بۇ جەريانلارنى ئىلگىرى سۈرىدىغان ئاساسىي مېخانىزملارنى چۈشىنىشكە ياردەم بەرمەيدۇ. شۇڭا بىز PPA داۋالاش ئۇسۇلىغا جاۋابەن مىتوخوندىرىيە دىنامىكىسى، بىئوگېنېز ۋە مىتوزنىڭ توققۇز ئاساسلىق تەڭشىگۈچىسىنىڭ mRNA ئىپادىسىنى تەكشۈردۇق. بىز ھۈجەيرە مىيېلوما ئونكوگېنى (cMYC)، يادرو نەپەس يولى ئامىلى (NRF1)، مىتوخوندىرىيە ترانسكرىپسىيە ئامىلى 1 (TFAM)، NFE2 غا ئوخشاش ترانسكرىپسىيە ئامىلى BZIP (NFE2L2)، گاسترىنغا ئوخشاش ئاقسىل 2 (STOML2)، كۆرۈش نېرۋىسىنىڭ ئاتروفىيەسى 1 (OPA1)، مىتوفۇسىن 1 (MFN1)، مىتوفۇسىن 2 (MFN2) ۋە دىنامىنغا مۇناسىۋەتلىك ئاقسىل 1 (DRP1) نى 24 سائەت 3 mM ۋە 5 mM PPA بىلەن داۋالاشتىن كېيىن مىقدارلاشتۇردۇق. بىز 3 mM (p = 0.0053، p = 0.0415 ۋە p < 0.0001) ۋە 5 mM (p = 0.0031، p = 0.0233، p < 0.0001) PPA داۋالاش ئۇسۇلىنى كۆزەتتۇق. (3a-رەسىم – c). mRNA ئىپادىسىنىڭ تۆۋەنلىشى دورا مىقدارىغا باغلىق: cMYC، NRF1 ۋە TFAM نىڭ ئىپادىسى 3 mM دا ئايرىم-ئايرىم ھالدا 5.7، 2.6 ۋە 1.9 ھەسسە، 5 mM دا 11.2، 3 ۋە 2.2 ھەسسە تۆۋەنلىگەن. ئەكسىچە، مەركىزىي ئوكسىدلىنىش-قايتا ھاسىل بولۇش بىئوگېنېزى گېنى NFE2L2 PPA نىڭ ھەر قانداق قويۇقلۇقىدا ئۆزگەرمىگەن، گەرچە ئوخشاش دورا مىقدارىغا باغلىق ئىپادىلىنىشنىڭ تۆۋەنلىشى يۈزلىنىشى كۆزىتىلگەن بولسىمۇ (3d-رەسىم).
بىز يەنە بۆلۈنۈش ۋە قوشۇلۇشنى تەڭشەشكە قاتناشقان كلاسسىك گېنلارنىڭ ئىپادىلىنىشىنى تەكشۈردۇق. STOML2 نىڭ قوشۇلۇش، مىتوفاگىيە ۋە بىئوگېنېزغا قاتنىشىدىغانلىقى قارىلىدۇ، ئۇنىڭ ئىپادىلىنىشى 3 mM (2.4 ھەسسە ئۆزگىرىش) ۋە 5 mM (2.8 ھەسسە ئۆزگىرىش) PPA دا كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە تۆۋەنلىگەن (p < 0.0001) (1-رەسىم). 3d-رەسىم). شۇنىڭغا ئوخشاش، OPA1 قوشۇلۇش گېنىنىڭ ئىپادىلىنىشى 3 mM (1.6 ھەسسە ئۆزگىرىش) ۋە 5 mM (1.9 ھەسسە ئۆزگىرىش) PPA دا تۆۋەنلىگەن (p = 0.006 ۋە p = 0.0024) (3f-رەسىم). قانداقلا بولمىسۇن، بىز 24 سائەتلىك PPA بېسىمى ئاستىدا قوشۇلۇش گېنلىرى MFN1، MFN2 ياكى بۆلۈنۈش گېنى DRP1 نىڭ ئىپادىلىنىشىدە كۆرۈنەرلىك پەرقلەرنى بايقىمىدۇق (3g-i-رەسىم). بۇنىڭدىن باشقا، بىز تۆت خىل قوشۇلۇش ۋە بۆلۈنۈش ئاقسىلىنىڭ (OPA1، MFN1، MFN2 ۋە DRP1) سەۋىيىسىنىڭ ئوخشاش شارائىتتا ئۆزگەرمىگەنلىكىنى بايقىدۇق (4a-d-رەسىم). بۇ سانلىق مەلۇماتلارنىڭ ۋاقىتنىڭ بىرلا نۇقتىسىنى ئەكىس ئەتتۈرىدىغانلىقىنى ۋە PPA بېسىمىنىڭ دەسلەپكى باسقۇچلىرىدىكى ئاقسىل ئىپادىسى ياكى پائالىيەت سەۋىيىسىدىكى ئۆزگىرىشلەرنى ئەكىس ئەتتۈرمەسلىكى مۇمكىنلىكىنى ئەسكەرتىش مۇھىم. قانداقلا بولمىسۇن، cMYC، NRF1، TFAM، STOML2 ۋە OPA1 نىڭ ئىپادىسىنىڭ كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە تۆۋەنلىشى مىتوخوندىرىيە ماددا ئالمىشىشى، بىئوگېنېزى ۋە دىنامىكىسىنىڭ ترانسكرىپسىيە جەھەتتىكى كۆرۈنەرلىك قالايمىقانلىشىشىنى كۆرسىتىدۇ. بۇنىڭدىن باشقا، بۇ سانلىق مەلۇماتلار مىتوخوندىرىيە فۇنكسىيەسىدىكى ئاخىرقى ھالەت ئۆزگىرىشلىرىنى بىۋاسىتە تەتقىق قىلىش ئۈچۈن سۈرەتكە ئېلىش تېخنىكىسىنىڭ پايدىلىقلىقىنى گەۋدىلەندۈرىدۇ.
پروپىئون كىسلاتاسى (PPA) بىلەن داۋالاشتىن كېيىن بىرىكمە ۋە بۆلۈنۈش ئامىلى ئاقسىل سەۋىيىسى ئۆزگەرمىدى. SH-SY5Y ھۈجەيرىلىرى 24 سائەت ئىچىدە 3 ۋە 5 mM PPA بىلەن داۋالاندى. ئاقسىل سەۋىيىسى غەربىي داغ ئانالىزى ئارقىلىق مىقدارلاشتۇرۇلدى، ھەمدە ئىپادىلىنىش سەۋىيىسى ئومۇمىي ئاقسىلغا نورماللاشتۇرۇلدى. ئوتتۇرىچە ئاقسىل ئىپادىسى ۋە نىشان ۋە ئومۇمىي ئاقسىلنىڭ ۋەكىللىك غەربىي داغلىرى كۆرسىتىلدى. a – OPA1، b – MFN1، c – MFN2، d – DRP1. بالداقلار ئوتتۇرىچە ± SEM نى كۆرسىتىدۇ، كۆرسىتىلگەن سانلىق مەلۇماتلار n = 3 بىئولوگىيىلىك تەكرارلىنىشنى كۆرسىتىدۇ. كۆپ خىل سېلىشتۇرۇشلار (p < 0.05) بىر تەرەپلىمە ئۆزگىرىش ئانالىزى ۋە داننېت سىنىقى ئارقىلىق ئېلىپ بېرىلدى. ئەسلى گېل ۋە داغ S1-رەسىمدە كۆرسىتىلدى.
مىتوخوندىرىيە ئىقتىدارىنىڭ قالايمىقانلىشىشى ماددا ئالمىشىش، يۈرەك قان تومۇر ۋە مۇسكۇل كېسەللىكلىرىدىن تارتىپ نېرۋا كېسەللىكلىرىگىچە بولغان كۆپ سىستېما كېسەللىكلىرى بىلەن مۇناسىۋەتلىك1،10. نۇرغۇن نېرۋا چېكىنىش ۋە نېرۋا چېكىنىش كېسەللىكلىرى مىتوخوندىرىيە ئىقتىدارىنىڭ قالايمىقانلىشىشى بىلەن مۇناسىۋەتلىك بولۇپ، بۇ ئورگانېللارنىڭ مېڭىنىڭ ئۆمرى بويى مۇھىملىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. بۇ كېسەللىكلەر پاركىنسون كېسىلى، ئەلزھېيمېر كېسىلى ۋە ASD نى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ3،4،18. قانداقلا بولمىسۇن، بۇ كېسەللىكلەرنى تەتقىق قىلىش ئۈچۈن مېڭە توقۇلمىلىرىغا ئېرىشىش قىيىن، بولۇپمۇ مېخانىزم سەۋىيىسىدە، بۇ ھۈجەيرە مودېل سىستېمىسىنى زۆرۈر بىر تاللاشقا ئايلاندۇرىدۇ. بۇ تەتقىقاتتا، بىز PPA بىلەن داۋالانغان SH-SY5Y ھۈجەيرىلىرىنى ئىشلىتىپ ھۈجەيرە مودېل سىستېمىسىنى ئىشلىتىپ، نېرۋا كېسەللىكلىرىدە، بولۇپمۇ ئاۋتىزم كېسەللىكلىرىدە كۆزىتىلگەن مىتوخوندىرىيە ئىقتىدارىنىڭ قالايمىقانلىشىشىنى قايتا تەسۋىرلەيمىز. بۇ PPA مودېلىنى ئىشلىتىپ نېرۋا كېسەللىكلىرىدىكى مىتوخوندىرىيە دىنامىكىسىنى تەتقىق قىلىش ASD نىڭ سەۋەبىنى چۈشىنىشكە ياردەم بېرىشى مۇمكىن.
بىز TEM نى مىتوخوندىرىيە مورفولوگىيەسىدىكى ئۆزگىرىشلەرنى كۆرۈش ئۈچۈن ئىشلىتىش ئىمكانىيىتىنى تەكشۈردۇق. شۇنىڭغا دىققەت قىلىش كېرەككى، TEM نىڭ ئۈنۈمىنى ئەڭ يۇقىرى چەككە يەتكۈزۈش ئۈچۈن ئۇنى توغرا ئىشلىتىش كېرەك. توڭلىتىش ئەۋرىشكىسىنى تەييارلاش ھۈجەيرە تەركىبلىرىنى بىر ۋاقىتتا بېكىتىش ۋە ئارتېفىكتلارنىڭ شەكىللىنىشىنى ئازايتىش ئارقىلىق نېرۋا قۇرۇلمىسىنى ياخشى ساقلاشقا يول قويىدۇ34. بۇنىڭغا ئاساسەن، بىز نېرۋا ھۈجەيرىسىگە ئوخشاش SH-SY5Y ھۈجەيرىلىرىنىڭ ھۈجەيرە ئاستى ئورگانېللىرى ۋە ئۇزۇن مىتوخوندىرىيەسى بارلىقىنى كۆزەتتۇق (1a-رەسىم). بۇ، نېرۋا ھۈجەيرىسى مودېللىرىدىكى مىتوخوندىرىيە مورفولوگىيەسىنى تەتقىق قىلىشتا توڭلىتىش تەييارلاش تېخنىكىسىنىڭ پايدىلىقلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. مىقدار ئۆلچەش TEM سانلىق مەلۇماتلىرىنى ئوبيېكتىپ تەھلىل قىلىش ئۈچۈن مۇھىم بولسىمۇ، مىتوخوندىرىيە مورفولوگىيەسىدىكى ئۆزگىرىشلەرنى جەزملەشتۈرۈش ئۈچۈن قانداق كونكرېت پارامېتىرلارنى ئۆلچەش كېرەكلىكى توغرىسىدا ھازىرغىچە بىرلىككە كەلمىگەن. مىتوخوندىرىيە مورفولوگىيەسىنى مىقدار جەھەتتىن تەكشۈرگەن نۇرغۇن تەتقىقاتلارغا ئاساسەن17،31،32، بىز سەككىز مورفولوگىيە پارامېتىرىنى ئۆلچەيدىغان ئاپتوماتلاشتۇرۇلغان مىتوخوندىرىيە رەسىم ئانالىز تۇرۇبىسىنى تەرەققىي قىلدۇردۇق، يەنى: كۆلەم، كۆلەم2، يان نىسبەت، پېرمېتىر، ئايلانما، گرادۇس، فېرېت دىئامېتىرى ۋە يۇمىلاقلىق.
بۇلارنىڭ ئىچىدە، PPA 2-قىسىم، كۆلىمى، ئەتراپى ۋە فېرېت دىئامېتىرىنى كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە ئازايتتى (رەسىم 1b–e). بۇ مىتوخوندىرىيەنىڭ كىچىكلەپ، يۇمىلاقلىشىپ قالغانلىقىنى كۆرسەتتى، بۇ ئىلگىرىكى تەتقىقاتلاردا PPA30 قوزغىغان مىتوخوندىرىيە بېسىمىدىن 72 سائەت كېيىن مىتوخوندىرىيە كۆلىمىنىڭ ئازىيىشى كۆرسىتىلگەنلىكى بىلەن ماس كېلىدۇ. بۇ مورفولوگىيەلىك ئالاھىدىلىكلەر مىتوخوندىرىيەنىڭ بۆلۈنۈشىنى كۆرسىتىشى مۇمكىن، بۇ مىتوخوندىرىيە تورىدىن بۇزۇلغان تەركىبلەرنى ئايرىپ، مىتوخوندىرىيە ئارقىلىق پارچىلىنىشنى ئىلگىرى سۈرۈش ئۈچۈن زۆرۈر بولغان جەريان35،36،37. يەنە بىر تەرەپتىن، مىتوخوندىرىيەنىڭ ئوتتۇرىچە چوڭلۇقىنىڭ تۆۋەنلىشى بىئوگېنېزنىڭ ئېشىشى بىلەن مۇناسىۋەتلىك بولۇشى مۇمكىن، بۇ كىچىك يېڭى تۇغۇلغان مىتوخوندىرىيەلەرنىڭ شەكىللىنىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. بۆلۈنۈش ياكى بىئوگېنېزنىڭ ئېشىشى مىتوخوندىرىيە بېسىمىغا قارشى مىتوزنى ساقلاش ئۈچۈن تولۇقلىما ئىنكاسنى ئىپادىلەيدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، مىتوخوندىرىيە ئۆسۈشىنىڭ تۆۋەنلىشى، بىرىكىشنىڭ قالايمىقانلىشىشى ياكى باشقا ئەھۋاللارنى ئىنكار قىلغىلى بولمايدۇ.
TEM ئارقىلىق يارىتىلغان يۇقىرى ئېنىقلىقتىكى رەسىملەر يەككە مىتوخوندىرىيە سەۋىيەسىدىكى مورفولوگىيەلىك ئالاھىدىلىكلەرنى بېكىتىشكە يول قويسىمۇ، بۇ ئۇسۇل بىرلا ۋاقىتتا ئىككى ئۆلچەملىك سۈرەت ھاسىل قىلىدۇ. ماددا ئالمىشىش بېسىمىغا بولغان دىنامىك ئىنكاسنى تەتقىق قىلىش ئۈچۈن، بىز مىتوخوندىرىيەنى TMRE بىلەن بوياپ، MEL ئانالىزى بىلەن ۋاقىت ئارىلىقىدىكى مىكروسكوپنى ئىشلەتتۇق، بۇ مىتوخوندىرىيە تورىدىكى ئۆزگىرىشلەرنى ۋاقىتنىڭ ئۆتۈشىگە ئەگىشىپ يۇقىرى ئۈنۈملۈك 3D كۆرۈنۈشكە يول قويىدۇ33،38. بىز PPA بېسىمى ئاستىدا مىتوخوندىرىيە دىنامىكىسىدا ئىنچىكە، ئەمما مۇھىم ئۆزگىرىشلەرنى كۆزەتتۇق (2-رەسىم). 3 mM دا، بۆلۈنۈش ۋەقەلىرىنىڭ سانى كۆرۈنەرلىك ئاشتى، قوشۇلۇش ۋەقەلىرى كونترول گۇرۇپپىسىدىكىدەك ئۆزگەرمىدى. 5 mM PPA دا بۆلۈنۈش ۋە قوشۇلۇش ۋەقەلىرىنىڭ سانىنىڭ ئېشىشى كۆزىتىلدى، ئەمما بۇ ئۆزگىرىشلەر تەخمىنەن نىسبەتلىك بولۇپ، بۆلۈنۈش ۋە قوشۇلۇش كىنېتىكىسىنىڭ يۇقىرى قويۇقلۇقتا تەڭپۇڭلۇققا يېتىدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ (2b-رەسىم). ئوتتۇرىچە مىتوخوندىرىيە ھەجىمى 3 ۋە 5 mM PPA دا ئۆزگەرمىدى، بۇ مىتوخوندىرىيە تورىنىڭ پۈتۈنلۈكىنىڭ ساقلانغانلىقىنى كۆرسىتىدۇ (2d-رەسىم). بۇ، دىنامىك مىتوخوندىرىيە تورىنىڭ يېنىك ماددا ئالمىشىش بېسىمىغا جاۋاب قايتۇرۇپ، تور پارچىلىنىشىنى كەلتۈرۈپ چىقارماي، گومېئوستازنى ئۈنۈملۈك ساقلىشى ئىقتىدارىنى ئەكىس ئەتتۈرىدۇ. 3 mM PPA دا، پارچىلىنىشنىڭ ئېشىشى يېڭى تەڭپۇڭلۇققا ئۆتۈشنى ئىلگىرى سۈرۈشكە يېتەرلىك، ئەمما PPA نىڭ يۇقىرى قويۇقلۇقى كەلتۈرۈپ چىقارغان بېسىمغا جاۋابەن تېخىمۇ چوڭقۇر ھەرىكەتلىك قايتا قۇرۇش تەلەپ قىلىنىدۇ.
مىتوخوندىرىيە سانى PPA بېسىمىنىڭ ھەر ئىككى قويۇقلۇقىدا ئاشقان، ئەمما ئوتتۇرىچە مىتوخوندىرىيە مىقدارى كۆرۈنەرلىك ئۆزگەرمىگەن (2c-رەسىم). بۇ بىئوگېنېزنىڭ ئېشىشى ياكى بۆلۈنۈشنىڭ ئېشىشىدىن بولۇشى مۇمكىن؛ قانداقلا بولمىسۇن، مىتوخوندىرىيەنىڭ ئوتتۇرىچە مىقدارى كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە تۆۋەنلىمىگەندە، بىئوسىنتېزنىڭ ئېشىشى ئېھتىماللىقى يۇقىرى. قانداقلا بولمىسۇن، 2-رەسىمدىكى سانلىق مەلۇماتلار ئىككى خىل تولۇقلىما مېخانىزمىنىڭ مەۋجۇتلۇقىنى قوللايدۇ: مىتوخوندىرىيە بۆلۈنۈشىنىڭ ئېشىشىغا ماس كېلىدىغان بۆلۈنۈش ۋەقەلىرىنىڭ سانىنىڭ ئېشىشى ۋە مىتوخوندىرىيە بىئوگېنېزىغا ماس كېلىدىغان ۋەقەلەرنىڭ سانىنىڭ ئېشىشى. ئاخىرىدا، يېنىك بېسىمنىڭ دىنامىك تولۇقلىماسى بۆلۈنۈش، قوشۇلۇش، بىئوگېنېز ۋە مىتوفاگىيەنى ئۆز ئىچىگە ئالغان بىرلا ۋاقىتتا يۈز بېرىدىغان جەريانلاردىن تەركىب تاپىشى مۇمكىن. ئىلگىرىكى ئاپتورلار PPA نىڭ مىتوزنى كۈچەيتىدىغانلىقىنى كۆرسەتكەن بولسىمۇ، PPA غا جاۋابەن مىتوخوندىرىيە بۆلۈنۈشى ۋە قوشۇلۇش دىنامىكىسىنىڭ قايتا شەكىللىنىشىگە دەلىل-ئىسپاتلارنى تەمىنلەيمىز. بۇ سانلىق مەلۇماتلار TEM تەرىپىدىن كۆزىتىلگەن مورفولوگىيەلىك ئۆزگىرىشلەرنى جەزملەشتۈرىدۇ ۋە PPA كەلتۈرۈپ چىقارغان مىتوخوندىرىيە ئىقتىدارىنىڭ قالايمىقانلىشىشى بىلەن مۇناسىۋەتلىك مېخانىزملارنى تېخىمۇ چوڭقۇر چۈشىنىدۇ.
TEM ۋە MEL ئانالىزى كۆزىتىلگەن مورفولوگىيەلىك ئۆزگىرىشلەرنىڭ ئاساسى بولغان گېن تەڭشەش مېخانىزمىنىڭ بىۋاسىتە دەلىلىنى بەرمىگەچكە، بىز مىتوخوندىرىيە ماددا ئالمىشىشى، بىئوگېنېز ۋە دىنامىكىغا قاتناشقان گېنلارنىڭ RNA ئىپادىسىنى تەكشۈردۇق. cMYC پروتو-ئونكوگېنى مىتوخوندىرىيە، گلىكولىز، ئامىنو كىسلاتا ۋە ياغ كىسلاتاسى ماددا ئالمىشىشىنى تەڭشەشكە قاتناشقان ترانسكرىپسىيە ئامىلى40. بۇنىڭدىن باشقا، cMYC نىڭ مىتوخوندىرىيە ترانسكرىپسىيەسى، تەرجىمە ۋە مۇرەككەپ يىغىلىشقا قاتناشقان 600 گە يېقىن مىتوخوندىرىيە گېنىنىڭ ئىپادىسىنى تەڭشەيدىغانلىقى مەلۇم، بۇنىڭ ئىچىدە NRF1 ۋە TFAM41 بار. NRF1 ۋە TFAM مىتوخوندىرىيەنىڭ ئىككى مەركىزىي تەڭشىگۈچىسى بولۇپ، PGC-1α نىڭ تۆۋەنكى ئېقىمىدا mtDNA كۆپىيىشىنى ئاكتىپلاشتۇرۇش ئۈچۈن ھەرىكەت قىلىدۇ. بۇ يول cAMP ۋە AMPK سىگنالى ئارقىلىق ئاكتىپلىنىدۇ ھەمدە ئېنېرگىيە سەرپىياتى ۋە ماددا ئالمىشىش بېسىمىغا سەزگۈر. بىز يەنە مىتوخوندىرىيە بىئوگېنېزنىڭ ئوكسىدلىنىش-قايتالىنىش تەڭشىگۈچىسى NFE2L2 نى تەكشۈرۈپ، PPA نىڭ تەسىرىنىڭ ئوكسىدلىنىش بېسىمى بىلەن مۇناسىۋەتلىك ياكى ئەمەسلىكىنى بېكىتتۇق.
NFE2L2 ئىپادىسى ئۆزگەرمىگەن بولسىمۇ، بىز 3 mM ۋە 5 mM PPA بىلەن 24 سائەت داۋالانغاندىن كېيىن cMYC، NRF1 ۋە TFAM نىڭ ئىپادىسىدە مىقدارغا باغلىق تۆۋەنلەشنى بايقىدۇق (3a-c-رەسىم). cMYC ئىپادىسىنىڭ تۆۋەنلىشى ئىلگىرى مىتوخوندىرىيە بېسىمىغا بولغان ئىنكاس سۈپىتىدە دوكلات قىلىنغان42، ئەكسىچە، cMYC ئىپادىسىنىڭ تۆۋەنلىشى مىتوخوندىرىيە ماددا ئالمىشىشى، تور ئۇلىنىشى ۋە پەردە قۇتۇپلىشىشىنى قايتا قۇرۇش ئارقىلىق مىتوخوندىرىيە ئىقتىدارىنىڭ قالايمىقانلىشىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىشى مۇمكىن43. قىزىقارلىقى شۇكى، cMYC يەنە مىتوخوندىرىيەنىڭ بۆلۈنۈشى ۋە قوشۇلۇشىنى تەڭشەشكە قاتنىشىدۇ42،43 ھەمدە ھۈجەيرە بۆلۈنۈشى جەريانىدا DRP1 فوسفورلىنىشى ۋە مىتوخوندىرىيەنىڭ ئورنىنى ئاشۇرۇش44، شۇنداقلا نېرۋا غول ھۈجەيرىلىرىدە مىتوخوندىرىيەنىڭ مورفولوگىيىلىك قايتا قۇرۇشىغا ۋاسىتىچىلىك قىلىدىغانلىقى مەلۇم45. ھەقىقەتەن، cMYC كەمچىل فىبروبلاستلار مىتوخوندىرىيەنىڭ چوڭلۇقىنىڭ كىچىكلىشىنى كۆرسىتىدۇ، بۇ PPA43 بېسىمى كەلتۈرۈپ چىقارغان ئۆزگىرىشلەرگە ماس كېلىدۇ. بۇ سانلىق مەلۇماتلار cMYC بىلەن مىتوخوندىرىيە دىنامىكىسى ئوتتۇرىسىدىكى قىزىقارلىق، ئەمما ھازىرغىچە ئېنىق بولمىغان مۇناسىۋەتنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ، بۇ PPA بېسىمى كەلتۈرۈپ چىقارغان قايتا قۇرۇش تەتقىقاتىنىڭ كەلگۈسىدىكى تەتقىقاتلىرى ئۈچۈن قىزىقارلىق نىشان بىلەن تەمىنلەيدۇ.
NRF1 ۋە TFAM نىڭ ئازىيىشى cMYC نىڭ مۇھىم ترانسكرىپسىيە ئاكتىپلاشتۇرغۇچىسى سۈپىتىدە رولىغا ماس كېلىدۇ. بۇ سانلىق مەلۇماتلار يەنە ئىنسانلارنىڭ چوڭ ئۈچەي راكى ھۈجەيرىلىرىدىكى ئىلگىرىكى تەتقىقاتلار بىلەنمۇ ماس كېلىدۇ، بۇ PPA نىڭ 22 سائەت ئىچىدە NRF1 mRNA ئىپادىسىنى تۆۋەنلىتىدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ، بۇ ATP نىڭ ئازىيىشى ۋە ROS46 نىڭ ئېشىشى بىلەن مۇناسىۋەتلىك. بۇ ئاپتورلار يەنە TFAM ئىپادىسىنىڭ 8.5 سائەتتە ئاشقانلىقىنى، ئەمما 22 سائەتتە ئاساسىي سەۋىيىگە قايتىپ كەلگەنلىكىنى دوكلات قىلدى. ئەكسىچە، كىم قاتارلىقلار (2019) SH-SY5Y ھۈجەيرىلىرىدە 4 سائەت PPA بېسىمىدىن كېيىن TFAM mRNA ئىپادىسىنىڭ كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە تۆۋەنلىگەنلىكىنى كۆرسەتتى؛ قانداقلا بولمىسۇن، 72 سائەتتىن كېيىن، TFAM ئاقسىل ئىپادىسى كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە ئاشقان ۋە mtDNA كۆچۈرۈلمە سانى كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە ئاشقان. شۇڭا، بىز 24 سائەتتىن كېيىن كۆزەتكەن مىتوخوندىرىيە بىئوگېنېز گېنلىرىنىڭ سانىنىڭ ئازىيىشى مىتوخوندىرىيە سانىنىڭ ئېشىشىنىڭ ئىلگىرىكى ۋاقىت نۇقتىلىرىدا بىئوگېنېزنىڭ ئاكتىپلىنىشى بىلەن مۇناسىۋەتلىك ئىكەنلىكىنى ئىنكار قىلمايدۇ. ئىلگىرىكى تەتقىقاتلاردا PPA نىڭ SH-SY5Y ھۈجەيرىلىرىدىكى PGC-1α mRNA ۋە ئاقسىلنى 4 سائەت 30 مىنۇتتا كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە ئۆستۈرىدىغانلىقى، پروپىئون كىسلاتاسىنىڭ بولسا 12 سائەت 39 مىنۇتتا PGC-1α ئارقىلىق موزا جىگەر ھۈجەيرىلىرىدىكى مىتوخوندىرىيە بىئوگېنېزىنى كۈچەيتىدىغانلىقى كۆرسىتىلگەن. قىزىقارلىقى شۇكى، PGC-1α پەقەت NRF1 ۋە TFAM نىڭ بىۋاسىتە ترانسكرىپسىيە تەڭشىگۈچىسى بولۇپلا قالماي، يەنە MFN2 ۋە DRP1 نىڭ پارچىلىنىش ۋە قوشۇلۇشنى تەڭشەش ئارقىلىق پائالىيىتىنى تەڭشەيدىغانلىقىمۇ ئىسپاتلانغان47. بۇلارنى بىرلەشتۈرۈپ ئېيتقاندا، PPA قوزغىغان مىتوخوندىرىيە تولۇقلاش ئىنكاسىنى تەڭشەيدىغان مېخانىزملارنىڭ زىچ باغلىنىشىنى گەۋدىلەندۈرىدۇ. ئۇنىڭدىن باشقا، بىزنىڭ سانلىق مەلۇماتلىرىمىز PPA بېسىمى ئاستىدا بىئوگېنېز ۋە ماددا ئالمىشىشنىڭ ترانسكرىپسىيە تەڭشىلىشىنىڭ كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە قالايمىقانلىشىشىنى ئەكىس ئەتتۈرىدۇ.
STOML2، OPA1، MFN1، MFN2 ۋە DRP1 گېنلىرى مىتوخوندىرىيە بۆلۈنۈشى، بىرىكىشى ۋە دىنامىكىسىنىڭ مەركىزىي تەڭشىگۈچىلىرىنىڭ بىرى37،48،49. مىتوخوندىرىيە دىنامىكىسىغا قاتناشقان باشقا نۇرغۇن گېنلار بار، قانداقلا بولمىسۇن، STOML2، OPA1 ۋە MFN2 نىڭ ئىلگىرى ASD گۇرۇپپىلىرىدا پەرقلىق مېتىللىنىدىغانلىقى بايقالغان،16 ۋە بىر قانچە مۇستەقىل تەتقىقاتلاردا مىتوخوندىرىيە بېسىمىغا جاۋابەن بۇ ترانسكرىپسىيە ئامىللىرىنىڭ ئۆزگىرىشى دوكلات قىلىنغان50،51.52. OPA1 ۋە STOML2 نىڭ ئىپادىلىنىشى 3 mM ۋە 5 mM PPA داۋالاش ئارقىلىق كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە تۆۋەنلىگەن (3e، f-رەسىم). OPA1 MFN1 ۋە 2 بىلەن بىۋاسىتە ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىش ئارقىلىق مىتوخوندىرىيە بىرىكىشىنىڭ كلاسسىك تەڭشىگۈچىلىرىنىڭ بىرى بولۇپ، كىرىستانىڭ قايتا شەكىللىنىشى ۋە مىتوخوندىرىيە مورفولوگىيەسىدە رول ئوينايدۇ53. STOML2 نىڭ مىتوخوندىرىيە دىنامىكىسىدىكى ئېنىق رولى ئېنىق ئەمەس، ئەمما دەلىللەر ئۇنىڭ مىتوخوندىرىيە بىرىكىشى، بىئوگېنېز ۋە مىتوفاگىيەدە رول ئوينايدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ.
STOML2 مىتوخوندىرىيە نەپەس يولى باغلىنىشىنى ساقلاش ۋە نەپەس يولى زەنجىرى مۇرەككەپلىرىنىڭ شەكىللىنىشىگە قاتنىشىدۇ54،55 ھەمدە راك ھۈجەيرىلىرىنىڭ ماددا ئالمىشىش خۇسۇسىيىتىنى چوڭقۇر ئۆزگەرتىدىغانلىقى ئىسپاتلاندى56. تەتقىقاتلاردا STOML2 نىڭ BAN ۋە كاردىئولىپىن بىلەن ئۆزئارا تەسىر كۆرسىتىش ئارقىلىق مىتوخوندىرىيە پەردىسىنىڭ پوتېنسىيالى ۋە بىئوگېنېزىنى ئىلگىرى سۈرىدىغانلىقى كۆرسىتىلدى55،57،58. بۇنىڭدىن باشقا، مۇستەقىل تەتقىقاتلاردا STOML2 بىلەن PINK1 نىڭ ئۆزئارا تەسىر كۆرسىتىشى مىتوفاگىيەنى تەڭشەيدىغانلىقى59،60 كۆرسىتىلدى. دىققەت قىلىشقا ئەرزىيدىغىنى شۇكى، STOML2 نىڭ MFN2 بىلەن بىۋاسىتە ئۆزئارا تەسىر كۆرسىتىدىغانلىقى ۋە ئۇنى مۇقىملاشتۇرىدىغانلىقى، شۇنداقلا OPA1 پارچىلىنىشىغا مەسئۇل پروتېئازانى چەكلەش ئارقىلىق ئۇزۇن OPA1 ئىزوفورمىلىرىنى مۇقىملاشتۇرۇشتا مۇھىم رول ئوينايدىغانلىقى دوكلات قىلىندى53،61،62. PPA رېئاكسىيەلىرىدە كۆزىتىلگەن STOML2 ئىپادىسىنىڭ تۆۋەنلىشى بۇ قوشۇلۇش ئاقسىللىرىنىڭ ئۇبىكۋىتىن ۋە پروتېئازوماغا تايىنىدىغان يوللار ئارقىلىق پارچىلىنىشقا تېخىمۇ ئاسان ئۇچرايدىغانلىقىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىشى مۇمكىن48. STOML2 ۋە OPA1 نىڭ PPA غا بولغان دىنامىك ئىنكاستىكى ئېنىق رولى ئېنىق بولمىسىمۇ، بۇ بىرىكمە گېنلىرىنىڭ ئىپادىلىنىشىنىڭ تۆۋەنلىشى (3-رەسىم) بۆلۈنۈش بىلەن بىرىكمە ئوتتۇرىسىدىكى تەڭپۇڭلۇقنى بۇزۇپ، مىتوخوندىرىيە چوڭلۇقىنىڭ تۆۋەنلىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىشى مۇمكىن (3-رەسىم). 1).
يەنە بىر تەرەپتىن، OPA1 ئاقسىلىنىڭ ئىپادىسى 24 سائەتتىن كېيىن ئۆزگەرمىدى، MFN1، MFN2 ياكى DRP1 نىڭ mRNA ۋە ئاقسىل سەۋىيىسى PPA بىلەن داۋالاشتىن كېيىن كۆرۈنەرلىك ئۆزگەرمىدى (3g-i رەسىم، 4-رەسىم). بۇ مىتوخوندىرىيەنىڭ بىرىكىشى ۋە بۆلۈنۈشىگە چېتىشلىق بۇ ئامىللارنىڭ تەڭشىلىشىدە ھېچقانداق ئۆزگىرىش يوقلۇقىنى كۆرسىتىپ بېرىشى مۇمكىن. قانداقلا بولمىسۇن، بۇ تۆت گېننىڭ ھەر بىرىنىڭ ئاقسىل پائالىيىتىنى كونترول قىلىدىغان كۆچۈرۈشتىن كېيىنكى ئۆزگەرتىشلەر (PTM) تەرىپىدىن تەڭشىلىنىدىغانلىقىنى ئەسكەرتىشكە ئەرزىيدۇ. OPA1 نىڭ سەككىز خىل ئالماشتۇرۇش ئۇلىنىش ۋارىيانتى بار، ئۇلار مىتوخوندىرىيەدە ئاقسىل ئېرىتىش ئۇسۇلى بىلەن پارچىلىنىپ، ئىككى خىل ئايرىم ئىزوفورما ھاسىل قىلىدۇ 63. ئۇزۇن ۋە قىسقا ئىزوفورما ئوتتۇرىسىدىكى تەڭپۇڭلۇق ئاخىرىدا OPA1 نىڭ مىتوخوندىرىيەنىڭ بىرىكىشى ۋە مىتوخوندىرىيە تورىنىڭ ساقلىنىشىدىكى رولىنى بەلگىلەيدۇ64. DRP1 پائالىيىتى كالتسىي/كالمودۇلىنغا تايىنىدىغان ئاقسىل كىنازا II (CaMKII) فوسفورلىنىشى ئارقىلىق تەڭشىلىنىدۇ، DRP1 پارچىلىنىشى بولسا ئۇبىكۇئىتىنلىنىش ۋە SUMOيىللىنىش ئارقىلىق تەڭشىلىنىدۇ65. ئاخىرىدا، DRP1 ۋە MFN1/2 نىڭ ھەر ئىككىسى GTPases بولۇپ، شۇڭا پائالىيەت مىتوخوندىرىيە 66 دىكى GTP ئىشلەپچىقىرىش سۈرئىتىنىڭ تەسىرىگە ئۇچرىشى مۇمكىن. شۇڭا، بۇ ئاقسىللارنىڭ ئىپادىلىنىشى مۇقىم بولسىمۇ، بۇ ئۆزگەرمىگەن ئاقسىل پائالىيىتى ياكى يەرلىكلىشىشنى ئەكس ئەتتۈرمەسلىكى مۇمكىن. ھەقىقەتەن، مەۋجۇت PTM ئاقسىل رېپېرتورى كۆپىنچە ئۆتكۈر بېسىم ئىنكاسلىرىنى ۋاسىتىچىلىك قىلىشقا مەسئۇل بولغان بىرىنچى مۇداپىئە سېپى بولۇپ خىزمەت قىلىدۇ. بىزنىڭ مودېلىمىزدا ئوتتۇراھال ماددا ئالمىشىش بېسىمى مەۋجۇت بولغاندا، PTM بۇ گېنلارنىڭ mRNA ياكى ئاقسىل سەۋىيەسىدە قوشۇمچە ئاكتىپلىنىشىنى تەلەپ قىلماي، مىتوخوندىرىيە پۈتۈنلۈكىنى يېتەرلىك دەرىجىدە ئەسلىگە كەلتۈرۈش ئۈچۈن بىرىكمە ۋە پارچىلىنىش ئاقسىللىرىنىڭ پائالىيىتىنى ئاشۇرۇشى مۇمكىن.
يۇقىرىقى سانلىق مەلۇماتلار بىر يەرگە جەملەپ، مىتوخوندىرىيە مورفولوگىيەسىنىڭ مۇرەككەپ ۋە ۋاقىتقا باغلىق تەڭشىلىشىنى ۋە بۇ مېخانىزملارنى چۈشەندۈرۈشتىكى قىيىنچىلىقلارنى گەۋدىلەندۈرىدۇ. گېن ئىپادىسىنى تەتقىق قىلىش ئۈچۈن، ئالدى بىلەن يولدىكى مەلۇم نىشانلىق گېنلارنى ئېنىقلاش كېرەك. قانداقلا بولمىسۇن، بىزنىڭ سانلىق مەلۇماتلىرىمىز شۇنى كۆرسىتىپ بېرىدۇكى، ئوخشاش يولدىكى گېنلار ئوخشاش بېسىمغا ئوخشاش ئىنكاس قايتۇرمايدۇ. ئەمەلىيەتتە، ئىلگىرىكى تەتقىقاتلار ئوخشاش يولدىكى ئوخشىمىغان گېنلارنىڭ ۋاقىت جەھەتتىن ئوخشىمايدىغان ئىنكاس شەكلىنى كۆرسىتىشى مۇمكىنلىكىنى كۆرسەتتى30،46. بۇنىڭدىن باشقا، ترانسكرىپسىيە بىلەن گېن فۇنكسىيەسى ئوتتۇرىسىدىكى مۇناسىۋەتنى بۇزىدىغان مۇرەككەپ ترانسكرىپسىيەدىن كېيىنكى مېخانىزملار بار. پروتېئومىك تەتقىقاتلار PTM ۋە ئاقسىل فۇنكسىيەسىنىڭ تەسىرىنى چۈشىنىشكە ياردەم بېرەلەيدۇ، ئەمما ئۇلار يەنە تۆۋەن ئۆتكۈزۈشچانلىق ئۇسۇللىرى، يۇقىرى سىگنال-شاۋقۇن نىسبىتى ۋە ناچار ئېنىقلىق قاتارلىق قىيىنچىلىقلارنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ.
بۇ جەھەتتە، TEM ۋە MEL ئارقىلىق مىتوخوندىرىيە مورفولوگىيەسىنى تەتقىق قىلىش مىتوخوندىرىيە دىنامىكىسى بىلەن فۇنكسىيە ئوتتۇرىسىدىكى مۇناسىۋەت ۋە بۇنىڭ كېسەللىككە قانداق تەسىر كۆرسىتىدىغانلىقى توغرىسىدىكى ئاساسىي مەسىلىلەرنى ھەل قىلىش ئۈچۈن زور پوتېنسىيالغا ئىگە. ئەڭ مۇھىمى، TEM مىتوخوندىرىيە ئىقتىدارىنىڭ قالايمىقانلىشىشى ۋە دىنامىكىسىنىڭ يىغىلىش نۇقتىسى سۈپىتىدە مىتوخوندىرىيە مورفولوگىيەسىنى ئۆلچەشنىڭ بىۋاسىتە ئۇسۇلىنى تەمىنلەيدۇ51. MEL يەنە ئۈچ ئۆلچەملىك ھۈجەيرە مۇھىتىدا بۆلۈنۈش ۋە قوشۇلۇش ۋەقەلىرىنى كۆرۈنۈش ئۈچۈن بىۋاسىتە ئۇسۇل بىلەن تەمىنلەيدۇ، بۇ گېن ئىپادىسىدە ئۆزگىرىش بولمىغان ئەھۋال ئاستىدا دىنامىك مىتوخوندىرىيە قايتا شەكىللىنىشىنى مىقدارلاشتۇرۇشقا يول قويىدۇ33. بۇ يەردە بىز ئىككىنچى دەرىجىلىك مىتوخوندىرىيە كېسەللىكلىرىدە مىتوخوندىرىيە رەسىم تېخنىكىسىنىڭ پايدىلىقلىقىنى تەكىتلەيمىز. بۇ كېسەللىكلەر ئادەتتە ئۆتكۈر مىتوخوندىرىيە زەخمىلىنىشىدىن كۆرە مىتوخوندىرىيە تورىنىڭ ئىنچىكە قايتا شەكىللىنىشى بىلەن خاراكتېرلىنىدىغان ئۇزۇن مۇددەتلىك يېنىك ماددا ئالمىشىش بېسىمى بىلەن خاراكتېرلىنىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، ئۇزۇن مۇددەتلىك بېسىم ئاستىدا مىتوزنى ساقلاپ قېلىش ئۈچۈن تەلەپ قىلىنىدىغان مىتوخوندىرىيە تولۇقلىشى چوڭقۇر فۇنكسىيەلىك ئاقىۋەتلەرگە ئىگە. نېرۋا ئىلمى جەھەتتە، بۇ تولۇقلىما مېخانىزمىنى تېخىمۇ ياخشى چۈشىنىش مىتوخوندىرىيە ئىقتىدارىنىڭ قالايمىقانلىشىشى بىلەن مۇناسىۋەتلىك پلېئوتروپىك نېرۋا پاتولوگىيەسى توغرىسىدا مۇھىم ئۇچۇرلارنى تەمىنلىشى مۇمكىن.
ئاخىرىدا، بىزنىڭ سانلىق مەلۇماتلىرىمىز گېن ئىپادىسى، ئاقسىل ئۆزگەرتىش ۋە نېرۋا مىتوخوندىرىيەسىنىڭ دىنامىكىسىنى كونترول قىلىدىغان ئاقسىل پائالىيىتى ئوتتۇرىسىدىكى مۇرەككەپ ئۆز-ئارا تەسىرنىڭ فۇنكسىيەلىك ئاقىۋەتلىرىنى چۈشىنىشتە رەسىم تېخنىكىسىنىڭ پايدىلىقلىقىنى گەۋدىلەندۈرىدۇ. بىز ASD نىڭ مىتوخوندىرىيە تەركىبىنى چۈشىنىش ئۈچۈن نېرۋا ھۈجەيرىسى مودېلىدىكى مىتوخوندىرىيە ئىقتىدارىنىڭ قالايمىقانلىشىشىنى مودېللاشتۇرۇش ئۈچۈن PPA نى ئىشلەتتۇق. PPA بىلەن داۋالانغان SH-SY5Y ھۈجەيرىلىرى مىتوخوندىرىيە مورفولوگىيەسىدە ئۆزگىرىشلەرنى كۆرسەتتى: مىتوخوندىرىيە كىچىك ۋە يۇمىلاق شەكىلگە كىردى، TEM ئارقىلىق كۆزىتىلگەندە كىرىستالار ناچار ئېنىقلاندى. MEL ئانالىزى شۇنى كۆرسىتىدۇكى، بۇ ئۆزگىرىشلەر يېنىك ماددا ئالمىشىش بېسىمىغا جاۋابەن مىتوخوندىرىيە تورىنى ساقلاپ قېلىش ئۈچۈن بۆلۈنۈش ۋە قوشۇلۇش ۋەقەلىرىنىڭ كۆپىيىشى بىلەن بىر ۋاقىتتا يۈز بېرىدۇ. ئۇنىڭدىن باشقا، PPA مىتوخوندىرىيە ماددا ئالمىشىشى ۋە گومېئوستازنىڭ ترانسكرىپسىيە تەڭشىلىشىنى زور دەرىجىدە بۇزۇۋېتىدۇ. بىز cMYC، NRF1، TFAM، STOML2 ۋە OPA1 نى PPA بېسىمى تەرىپىدىن بۇزۇلغان ئاساسلىق مىتوخوندىرىيە تەڭشىگۈچلىرى دەپ ئېنىقلىدۇق ۋە PPA كەلتۈرۈپ چىقارغان مىتوخوندىرىيە مورفولوگىيەسى ۋە فۇنكسىيەسىدىكى ئۆزگىرىشلەرنى ۋاسىتىچىلىك قىلىشتا رول ئوينايدۇ. PPA كەلتۈرۈپ چىقارغان گېن ئىپادىسى ۋە ئاقسىل پائالىيىتى، جايلىشىشى ۋە تەرجىمەدىن كېيىنكى ئۆزگىرىشلەرنى تېخىمۇ ياخشى خاراكتېرلەندۈرۈش ئۈچۈن كەلگۈسىدىكى تەتقىقاتلارغا ئېھتىياج بار. بىزنىڭ سانلىق مەلۇماتلىرىمىز مىتوخوندىرىيە بېسىم ئىنكاسىنى ۋاسىتىچىلىك قىلىدىغان تەڭشەش مېخانىزمىنىڭ مۇرەككەپلىكى ۋە ئۆزئارا باغلىنىشلىقىنى گەۋدىلەندۈرىدۇ ھەمدە TEM ۋە باشقا سۈرەتكە ئېلىش تېخنىكىلىرىنىڭ تېخىمۇ نىشانلىق مېخانىزم تەتقىقاتى ئۈچۈن پايدىلىق ئىكەنلىكىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ.
SH-SY5Y ھۈجەيرە لىنىيىسى (ECACC, 94030304-1VL) Sigma-Aldrich دىن سېتىۋېلىندى. SH-SY5Y ھۈجەيرىلىرى Dulbecco نىڭ ئۆزگەرتىلگەن Eagle ئوتتۇرا/F-12 ئوزۇقلۇق ئارىلاشمىسى (DMEM/F-12) ۋە L-گلۇتامىن (SC09411, ScienCell) دا 25 cm2 شىشە ئىچىدە %20 ھامىلىلىك كالا قان زەردابى (FBS) (10493106, ThermoFisher Scientific) ۋە %1 پېنىتسىللىن-ستېپرومېتسىن (P4333-20ML, Sigma-Aldrich) قوشۇلغان 37 سېلسىيە گرادۇستا، %5 CO2 دا ئۆستۈرۈلدى. ھۈجەيرىلەر %0.05 تىرىپسىن-EDTA (15400054، ThermoFisher Scientific) ئىشلىتىپ %80 ئارىلىشىش نۇقتىسىغا يەتكۈزۈلدى، 300 گراملىق مەركەزدىن قاچۇرۇلدى ۋە تەخمىنەن 7 × 105 ھۈجەيرە/ml زىچلىقتا قاپلاندى. بارلىق سىناقلار 19-22 يوللار ئارىسىدىكى پەرقلەنمىگەن SH-SY5Y ھۈجەيرىلىرىدە ئېلىپ بېرىلدى. PPA NaP شەكلىدە بېرىلىدۇ. NaP پاراشوكىنى (CAS نومۇرى 137-40-6، خىمىيىلىك فورمۇلا C3H5NaO2، P5436-100G، Sigma-Aldrich) ئىللىق MilliQ سۈيىدە 1 M قويۇقلۇقتا ئېرىتىپ، 4 سېلسىيە گرادۇستا ساقلاڭ. داۋالاش كۈنى، بۇ ئېرىتمىنى 1 M PPA بىلەن 3 mM غا، 5 mM PPA غا قان زەردابىسىز ئوتتۇراھالدا (DMEM/F-12 بىلەن L-گلۇتامىن) سۇيۇلدۇرۇڭ. بارلىق تەجرىبىلەرنىڭ داۋالاش قويۇقلۇقى PPA (0 mM، كونترول)، 3 mM ۋە 5 mM PPA ئىدى. تەجرىبىلەر كەم دېگەندە ئۈچ بىئولوگىيىلىك تەكرارلىنىشتا ئېلىپ بېرىلدى.
SH-SY5Y ھۈجەيرىلىرى 25 cm5 كولباساغا 5.5 × 105 ھۈجەيرە/ml نىسبىتىدە ئۇرۇقلاندۇرۇلۇپ، 24 سائەت ئۆستۈرۈلدى. PPA بىر تەرەپ قىلىش ئۇسۇلى 24 سائەت ئىنكۇباتسىيە قىلىشتىن بۇرۇن كولباساغا قوشۇلدى. ھۈجەيرە دانچىلىرىنى نورمال سۈت ئەمگۈچىلەر توقۇلمىسىنىڭ تارماق يېتىشتۈرۈش قائىدىلىرىگە ئاساسەن يىغىڭ (يۇقىرىدا بايان قىلىنغان). ھۈجەيرە دانچىسىنى 100 µl 2.5% گلۇتارالدېھىد، 1× PBS دا قايتا ئېرىتىڭ ۋە بىر تەرەپ قىلىنغۇچە 4 سېلسىيە گرادۇستا ساقلاڭ. SH-SY5Y ھۈجەيرىلىرى قىسقا ۋاقىت ئىچىدە مەركەزدىن قاچۇرۇلۇپ، ھۈجەيرىلەرنى دانچىلاپ، 2.5% گلۇتارالدېھىد، 1× PBS ئېرىتمىسىنى چىقىرىۋېتىڭ. چۆكمىنى دىستىللانغان سۇدا تەييارلانغان 4% ئاگاروزا گېلىغا قايتا ئېرىتىڭ (ئاگاروزانىڭ چۆكمە مىقدارىغا بولغان نىسبىتى 1:1). ئاگاروزا پارچىلىرى ياپىلاق تاختىلار ئۈستىدىكى تورلارغا قويۇلۇپ، يۇقىرى بېسىملىق توڭلىتىشتىن بۇرۇن 1-گېكسادېتسېن بىلەن قاپلاندى. ئەۋرىشكىلەر -90°C دا 24 سائەت 100% قۇرۇق ئاتسېتوندا توڭلىتىلدى. ئاندىن تېمپېراتۇرا -80 سېلسىيە گرادۇسقا كۆتۈرۈلۈپ، ئۇنىڭغا %1 ئوسمىي تېتروكسىد ۋە %0.1 گلۇتارالدېھىد ئېرىتمىسى قوشۇلدى. ئەۋرىشكىلەر -80 سېلسىيە گرادۇستا 24 سائەت ساقلاندى. بۇنىڭدىن كېيىن، تېمپېراتۇرا بىر قانچە كۈن ئىچىدە ئاستا-ئاستا ئۆي تېمپېراتۇرىسىغا كۆتۈرۈلدى: 24 سائەت -80 سېلسىيە گرادۇستىن -50 سېلسىيە گرادۇسقىچە، 24 سائەت -30 سېلسىيە گرادۇسقىچە، 24 سائەت -10 سېلسىيە گرادۇسقىچە ۋە ئاخىرىدا ئۆي تېمپېراتۇرىسىغا يەتكۈزۈلدى.
توڭلىتىش تەييارلاشتىن كېيىن، ئەۋرىشكىلەر رېشىنكا بىلەن سىڭدۈرۈلۈپ، Leica Reichert UltracutS ئۇلترا مىكروتومى (Leica Microsystems) ئارقىلىق ئىنتايىن نېپىز پارچىلار (~100 نانومېتىر) ياسىلدى. پارچىلار %2 ئۇرانىل ئاتسېتات ۋە قوغۇشۇن سىترات بىلەن بوялدى. ئەۋرىشكىلەر 200 كىلوۋولتلۇق (Lab6 ئۆتكۈزگۈچ) دا ئىشلەيدىغان FEI Tecnai 20 ئۆتكۈزۈش ئېلېكترون مىكروسكوپى (ThermoFisher (ئىلگىرىكى FEI)، ئېيندخوۋېن، گوللاندىيە) ۋە Tridiem ئېنېرگىيە سۈزگۈچ ئورنىتىلغان Gatan CCD كامېراسى (Gatan، ئەنگىلىيە) ئارقىلىق كۆزىتىلدى.
ھەر بىر تېخنىكىلىق تەكرارلاشتا، كەم دېگەندە 24 يەككە ھۈجەيرە رەسىمى ئېلىندى، جەمئىي 266 رەسىم. بارلىق رەسىملەر قىزىقىش رايونى (ROI) ماكروسى ۋە مىتوخوندىرىيە ماكروسى ئارقىلىق تەھلىل قىلىندى. مىتوخوندىرىيە ماكروسى ئېلان قىلىنغان ئۇسۇللارغا ئاساسلانغان17،31،32 بولۇپ، فىجى/ImageJ69 دا TEM رەسىملىرىنى يېرىم ئاپتوماتىك توپ بىر تەرەپ قىلىشقا يول قويىدۇ. قىسقىچە قىلىپ ئېيتقاندا: رەسىم دومىلاش توپ ئارقا كۆرۈنۈشىنى چىقىرىۋېتىش (60 پىكسېل رادىئۇس) ۋە FFT بەلۋاغ ئۆتكۈزۈش فىلتىرى (ئايرىم-ئايرىم ھالدا 60 ۋە 8 پىكسېل يۇقىرى ۋە تۆۋەن چەك ئىشلىتىلگەن) ۋە يۆنىلىشكە چىداملىق بولغان تىك سىزىقنى باستۇرۇش ئارقىلىق تەتۈر ۋە تەتۈر قىلىنىدۇ. بىر تەرەپ قىلىنغان رەسىم ئەڭ چوڭ ئېنتروپىيە ئالگورىزىمى ئارقىلىق ئاپتوماتىك چەكلىنىدۇ ۋە ئىككىلىك ماسكا ھاسىل قىلىنىدۇ. خام TEM رەسىملىرىدىكى قولدا تاللانغان ROI بىلەن مۇناسىۋەتلىك رەسىم رايونلىرى چىقىرىۋېتىلدى، مىتوخوندىرىيەنىڭ خاراكتېرى ئېنىقلاندى ۋە پلازما پەردىسى ۋە باشقا يۇقىرى كونتراستلىق رايونلار چىقىرىۋېتىلدى. ھەر بىر ئېلىنغان ROI ئۈچۈن، 600 پىكسېلدىن چوڭ ئىككىلىك زەررىچىلەر تەھلىل قىلىندى، ھەمدە Fiji/ImageJ نىڭ ئىچكى ئۆلچەش فۇنكسىيەسى ئارقىلىق زەررىچە كۆلىمى، ئەتراپى، چوڭ ۋە كىچىك ئوقلار، Feret دىئامېتىرى، يۇمىلاقلىقى ۋە ئايلانمالىقى ئۆلچەندى. Merrill، Flippo ۋە Strack (2017) غا ئاساسەن، 2-مەيدان، زەررىچە تەرەپ نىسبىتى (چوڭ ئوق بىلەن كىچىك ئوق نىسبىتى) ۋە شەكىل ئامىلى (FF) بۇ سانلىق مەلۇماتلاردىن ھېسابلىنىدۇ، بۇ يەردە FF = ئەتراپى 2/4pi x كۆلىمى. پارامېتىرلىق فورمۇلانىڭ ئېنىقلىمىسىنى Merrill، Flippo ۋە Strack (2017) دىن تاپقىلى بولىدۇ. تىلغا ئېلىنغان ماكرولار GitHub دا بار (سانلىق مەلۇماتنىڭ مەۋجۇتلۇق باياننامىسىگە قاراڭ). ئوتتۇرا ھېساب بىلەن، ھەر بىر PPA بىر تەرەپ قىلىش جەريانىدا تەخمىنەن 5600 زەررىچە تەھلىل قىلىندى، جەمئىي تەخمىنەن 17000 زەررىچە (سانلىق مەلۇمات كۆرسىتىلمىدى).
SH-SH5Y ھۈجەيرىلىرى بىر كېچە چاپلىشىش ئۈچۈن 8 كامېرالىق مەدەنىيەت قاچىسىغا (ThermoFisher, #155411) قويۇلدى، ئاندىن TMRE 1:1000 (ThermoFisher, #T669) ۋە Hoechst 33342 1:200 (Sigma-Aldrich, H6024) بىلەن بوياش ئارقىلىق ئىنكۇباتسىيە قىلىندى. رەسىملەر 10 مىنۇتلۇق مۇھىتتا 405 nm ۋە 561 nm لازېر ئارقىلىق ئېلىندى، ھەمدە خام رەسىملەر كېيىنكى 12 ۋاقىت نۇقتىسىدا رەسىم رامكىسى ئارىسىدا 0.2 μm ئاز قەدەملىك 10 رەسىم مىكروگرافىنى ئۆز ئىچىگە ئالغان z-ئۈستۈك شەكلىدە ئېلىندى. رەسىملەر Carl Zeiss LSM780 ELYRA PS.1 يۇقىرى ئېنىقلىقتىكى سۇپىسى (Carl Zeiss, Oberkochen, گېرمانىيە) ئارقىلىق LCI Plan Apochromate 100x/1.4 Oil DIC M27 ئوبيېكتىۋى ئارقىلىق توپلاندى. رەسىملەر ئىلگىرى تەسۋىرلەنگەن تۇرۇبا يولى ۋە ImageJ قىستۇرمىسى ئارقىلىق ImageJ دا تەھلىل قىلىنىپ، بىرىكمە ۋە بۆلۈنۈش ۋەقەلىرى، مىتوخوندىرىيە قۇرۇلمىلىرىنىڭ ئوتتۇرىچە سانى ۋە ھەر بىر ھۈجەيرىنىڭ ئوتتۇرىچە مىتوخوندىرىيە ھەجىمىنى ئۆلچەندى33. MEL ماكرولىرى GitHub دا بار (سانلىق مەلۇماتنىڭ مەۋجۇتلۇق باياننامىسىگە قاراڭ).
SH-SY5Y ھۈجەيرىلىرى داۋالاشتىن بۇرۇن 24 سائەت ئىچىدە ئالتە قۇدۇقلۇق تاختىلاردا 0.3 × 106 ھۈجەيرە/mL زىچلىقتا ئۆستۈرۈلدى. RNA Quick-RNA™ Miniprep كېلىشىمى (ZR R1055, Zymo Research) ئارقىلىق ئازراق ئۆزگەرتىشلەر بىلەن ئېلىندى: ئېلىۋېتىشتىن بۇرۇن ھەر بىر قۇدۇققا 300 μl RNA ئېرىتىش بۇفېرى قوشۇڭ ۋە ھەر بىر ئەۋرىشكە ئاخىرقى قەدەمدە 30 μl DNase/RNase ئېرىتىشسىز سۇ بىلەن ئېرىتىڭ. بارلىق ئەۋرىشكەلەر NanoDrop ND-1000 UV-Vis سپېكتروفوتومېتىرى ئارقىلىق مىقدار ۋە سۈپەت جەھەتتىن تەكشۈرۈلدى. ھۈجەيرە ئېرىتىشلىرىدىن ئېلىنغان ئومۇمىي ئاقسىل 200 μl RIPA ئېرىتىش بۇفېرى ئارقىلىق ئېلىندى، ئاقسىلنىڭ قويۇقلۇقى Bradford ئاقسىل سىنىقى ئارقىلىق مىقدارلاشتۇرۇلدى70.
cDNA سىنتېزى ئىشلەپچىقارغۇچىنىڭ كۆرسەتمىسىگە ئاساسەن، بەزى ئۆزگەرتىشلەر بىلەن Tetro™ cDNA سىنتېز قورالى (BIO-65043, Meridian Bioscience) ئارقىلىق ئېلىپ بېرىلدى. cDNA 20 μl رېئاكسىيەدە 0.7 دىن 1 μg غىچە بولغان ئومۇمىي RNA ئىشلىتىپ سىنتېزلاندى. باشلانغۇچلار ئىلگىرى ئېلان قىلىنغان 42، 71، 72، 73، 74، 75، 76، 77، 78- ماقالىلەردىن تاللاندى (S1 جەدۋىلى) ۋە ئۇنىڭغا ماس كېلىدىغان زوندلار Integrated DNA Technologies نىڭ PrimerQuest قورالى ئارقىلىق لايىھەلەندى. قىزىقىدىغان بارلىق گېنلار يادرو B2M گېنىغا نورماللاشتۇرۇلدى. STOML2، NRF1، NFE2L2، TFAM، cMYC ۋە OPA1 نىڭ گېن ئىپادىسى RT-qPCR ئارقىلىق ئۆلچەندى. ئاساسلىق ئارىلاشما LUNA Taq پولىمېرازا (M3003L, يېڭى ئېنگلاند بىئولوگىيىلىك تەجرىبىخانىسى)، 10 μM ئالدىغا ۋە كەينىگە قاراپ پرايمېرلار، cDNA ۋە PCR دەرىجىلىك سۇنى ئۆز ئىچىگە ئالغان بولۇپ، ھەر بىر رېئاكسىيە ئۈچۈن 10 μL ئاخىرقى ھەجىم ھاسىل قىلغان. بۆلۈنۈش ۋە بۆلۈنۈش گېنلىرىنىڭ ئىپادىلىنىشى (DRP1, MFN1/2) TaqMan كۆپ تەرەپلىك سىناق ئۇسۇلى ئارقىلىق ئۆلچەنگەن. Luna Universal Probe qPCR ئاساسلىق ئارىلاشمىسى (M3004S, يېڭى ئېنگلاند بىئولوگىيىلىك تەجرىبىخانىسى) ئىشلەپچىقارغۇچىنىڭ كۆرسەتمىسىگە ئاساسەن ئازراق ئۆزگەرتىشلەر بىلەن ئىشلىتىلگەن. كۆپ تەرەپلىك RT-qPCR ئاساسلىق ئارىلاشمىسى 1X LUNA Taq پولىمېرازا، 10 μM ئالدىغا ۋە كەينىگە قاراپ پرايمېرلار، 10 μM زوند، cDNA ۋە PCR دەرىجىلىك سۇنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ، نەتىجىدە ھەر بىر رېئاكسىيە ئۈچۈن 20 μL ئاخىرقى ھەجىم ھاسىل بولغان. RT-qPCR Rotor-Gene Q 6-plex (QIAGEN RG—سېرىيە نومۇرى: R0618110) ئارقىلىق ئېلىپ بېرىلغان. دەۋرىيلىك شەرتلىرى S1 جەدۋەلدە كۆرسىتىلدى. بارلىق cDNA ئەۋرىشكىلىرى ئۈچ قېتىم كۆپەيتىلدى ۋە ئون قېتىم سۇيۇلدۇرۇش ئارقىلىق ئۆلچەملىك ئەگرى سىزىق ھاسىل قىلىندى. دەۋرىيلىك چەك ئۆلچىمىنىڭ ئۆلچەملىك چەتنىشى (Ct) >0.5 بولغان ئۈچ قېتىم ئەۋرىشكىلەردىكى چەتنىكىلەر سانلىق مەلۇماتلارنىڭ قايتا ئىشلەپچىقىرىلىشىغا كاپالەتلىك قىلىش ئۈچۈن ئانالىزدىن چىقىرىۋېتىلدى30،72. نىسپىي گېن ئىپادىسى 2-ΔΔCt79 ئۇسۇلى ئارقىلىق ھېسابلىنىدۇ.
ئاقسىل ئەۋرىشكىلىرى (60 μg) Laemmli يۈكلەش بۇفېرى بىلەن 2:1 نىسبەتتە ئارىلاشتۇرۇلۇپ، %12 رەڭسىز ئاقسىل گېلى (Bio-Rad #1610184) ئۈستىدە ئىجرا قىلىندى. ئاقسىللار Trans-Blot Turbo سىستېمىسى (#170-4155, Bio-Rad) ئارقىلىق PVDF (پولىۋىنىلىدىن فلورىد) پەردىسىگە (#170-84156, Bio-Rad) يۆتكەلدى. پەردە توسۇلۇپ، ماس كېلىدىغان دەسلەپكى ئانتىتېلا (OPA1, MFN1, MFN2 ۋە DRP1) بىلەن 48 سائەت (1:1000 سۇيۇقلاندۇرۇلغان) ئىنكۇباتسىيە قىلىندى، ئاندىن ئىككىنچى دەرىجىلىك ئانتىتېلا (1:10,000) بىلەن 1 سائەت ئىنكۇباتسىيە قىلىندى. ئاندىن پەردىلەر Clarity Western ECL سۇبسترات (#170-5061, Bio-Rad) ئارقىلىق سۈرەتكە ئېلىندى ۋە Bio-Rad ChemiDoc MP سىستېمىسى ئارقىلىق خاتىرىلەندى. ImageLab نەشرى 6.1 غەربىي بلوت ئانالىزى ئۈچۈن ئىشلىتىلدى. ئەسلى گېل ۋە داغ S1-رەسىمدە كۆرسىتىلدى. ئانتىتېلا ئۇچۇرى S2-جەدۋەلدە كۆرسىتىلدى.
سانلىق مەلۇماتلار توپلىمى كەم دېگەندە ئۈچ مۇستەقىل ئەۋرىشكىنىڭ ئوتتۇرىچە قىممىتى ۋە ئۆلچەملىك خاتالىقى (SEM) سۈپىتىدە كۆرسىتىلدى. سانلىق مەلۇماتلار توپلىمى گاۋس تەقسىماتى ۋە تەڭ ئۆلچەملىك چەتنىش دەپ پەرەز قىلىشتىن ۋە تەھلىللەرنى داۋاملاشتۇرۇشتىن بۇرۇن، شاپىرو-ۋىلكىس سىنىقى ئارقىلىق نورماللىق سىنىقى قىلىندى (باشقا بەلگىلىمە بولمىسا). سانلىق مەلۇماتلار توپلىمىنى تەھلىل قىلىشتىن باشقا، فىشېرنىڭ MEL LSD (p < 0.05)، بىر يۆنىلىشلىك ANOVA (داۋالاش بىلەن كونترول ئوتتۇرىچە قىممىتى) ۋە داننېتنىڭ كۆپ خىل سېلىشتۇرۇش سىنىقى ئارقىلىق مۇھىملىقنى بېكىتتۇق (p < 0.05). مۇھىم p قىممەتلىرى گىرافىكتا *p < 0.05، **p < 0.01، ***p < 0.001، ****p < 0.0001 دەپ كۆرسىتىلدى. بارلىق ستاتىستىكىلىق تەھلىللەر ۋە گىرافىكلار GraphPad Prism 9.4.0 ئارقىلىق ئېلىپ بېرىلدى ۋە ھاسىل قىلىندى.
TEM رەسىم ئانالىزى ئۈچۈن ئىشلىتىلىدىغان فىجى/ImageJ ماكرولىرى GitHub دا ئاشكارا كۆرسىتىلدى: https://github.com/caaja/TEMMitoMacro. مىتوخوندىرىيە ۋەقەلىك ئورۇن بەلگىلىگۈچىسى (MEL) ماكروسى GitHub دا ئاشكارا كۆرسىتىلدى: https://github.com/rensutheart/MEL-Fiji-Plugin.
مېيلىئانا A.، دېۋى NM ۋە ۋىجايا A. مىتوخوندىرىيە: ماددا ئالمىشىش، گومېئوستاز، بېسىم، قېرىش ۋە ئېپىگېنېتىكىنىڭ ئاساسلىق تەڭشىگۈچىلىرى. ئىندونېزىيە. بىئومېدىتسىنا پەنلىرى. ژۇرنال 13، 221–241 (2021).
بېن-شاچار، د. شىزوفرېنىيەدىكى كۆپ قىرلىق مىتوخوندىرىيە ئىقتىدارىنىڭ قالايمىقانلىشىشى، I مۇرەككەپ كېسەللىكنىڭ مۇمكىن بولغان پاتولوگىيىلىك نىشانى سۈپىتىدە. شىزوفرېنىيە. مەنبە. 187، 3–10 (2017).
Bose, A. ۋە Beal, MF پاركىنسون كېسىلىدىكى مىتوخوندىرىيە ئىقتىدارىنىڭ قالايمىقانلىشىشى. J. Neurochemistry. 139, 216–231 (2016).
شارما VK، سىڭ TG ۋە مېھتا V. بېسىمغا ئۇچرىغان مىتوخوندىرىيە: ئەلزھېيمېر كېسىلىدىكى تاجاۋۇز نىشانى. مىتوخوندىرىيە 59، 48–57 (2021).
بېلېنگۇئېر پ.، دۇئارتې JMN، شوك PF ۋە فېررېيرا GK مىتوخوندىرىيە ۋە مېڭە: بىئوئېنېرگىيە ۋە باشقىلار. نېرۋا زەھەرلىك ماددىلار. مەنبە. 36، 219–238 (2019).
Rangaraju, V. قاتارلىقلار. پلېئوتروپىك مىتوخوندىرىيە: مىتوخوندىرىيەنىڭ نېرۋا ھۈجەيرىلىرىنىڭ تەرەققىياتى ۋە كېسەللىكلىرىگە تەسىرى. J. Neuroscience. 39, 8200–8208 (2019).
Cardaño-Ramos, C. ۋە Morais, VA نېرۋا ھۈجەيرىلىرىدىكى مىتوخوندىرىيە بىئوگېنېزى: قانداق ۋە قەيەردە. خەلقئارالىشىش. J. Mohr. پەن. 22، 13059 (2021).
يۇ، ر.، لېندال، ئۇ.، نىستېر، م. ۋە جاۋ، ج. سۈت ئەمگۈچىلەرنىڭ مىتوخوندىرىيە دىنامىكىسىنى تەڭشەش: پۇرسەتلەر ۋە خىرىسلار. ئالدىنقى سەپ. ئىچكى بېز. (لاۋزاننا) 11، 374 (2020).
Khacho، M. ۋە Slack، RS نېرۋا ھاسىل قىلىشنىڭ تەڭشىلىشىدىكى مىتوخوندىرىيە دىنامىكىسى: تەرەققىي قىلىۋاتقاندىن چوڭلار مېڭىسىگىچە. تەرەققىيات. دىنامىكا. 247، 47–53 (2018).