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Neuroscience
Examen histológico de la morfología mitocondrial en un modelo de enfermedad de Parkinson
Examen histológico de la morfología mitocondrial en un modelo de enfermedad de Parkinson
JoVE Journal
Neuroscience
This content is Free Access.
JoVE Journal Neuroscience
Histological Examination of Mitochondrial Morphology in a Parkinson’s Disease Model

Examen histológico de la morfología mitocondrial en un modelo de enfermedad de Parkinson

Full Text
2,339 Views
06:07 min
June 23, 2023

DOI: 10.3791/65453-v

Dalila Ciceri*1, Lierni Gregorio-Zabala*1, Xabier Llama-Pino1, Begüm Kurt1, Jon Olano-Bringas1, Patricia Villegas-Zafra1, Nora Bengoa-Vergniory1,2,3,4

1Achucarro Basque Center for Neuroscience, 2Department of Neuroscience,University of the Basque Country (UPV/EHU), 3Ikerbasque - Basque Foundation for Science, 4Oxford Parkinson’s Disease Centre and Department of Physiology, Anatomy and Genetics,University of Oxford

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Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This study presents a protocol for analyzing mitochondrial morphology in situ using immunostaining and image analysis on mouse brain tissue. It focuses on detecting morphological changes induced by protein aggregation in Parkinson's disease models.

Key Study Components

Area of Science

  • Neuroscience
  • Cell Biology
  • Parkinson's Disease Research

Background

  • Mitochondrial morphology is critical for understanding cellular health.
  • Protein aggregation is a key feature in Parkinson's disease pathology.
  • Existing protocols for in vivo mitochondrial studies are lacking.
  • Immunostaining can relate mitochondrial health to specific cell populations.

Purpose of Study

  • To provide a reliable method for assessing mitochondrial morphology.
  • To enable the quantification of mitochondrial parameters in brain tissue.
  • To study the impacts of protein aggregation on mitochondria in a disease model.

Methods Used

  • Utilized immunofluorescence staining on paraffin-embedded tissue sections.
  • Focused on paraffin brain sections from PFF-injected C57 black six mice.
  • The study includes detailed steps for preparing, staining, and imaging samples.
  • Image analysis was performed to quantify mitochondrial morphology.

Main Results

  • Reduction in mitochondrial counts and altered morphology were observed in neurons with PS129 lesions compared to healthy neurons.
  • The method successfully discriminated between healthy and affected neuronal populations.
  • Quantification of morphological parameters highlighted significant differences related to disease state.

Conclusions

  • This study establishes a robust protocol for mitochondrial analysis in disease models, which can facilitate screening of treatment candidates.
  • The method provides insights into mitochondrial health related to Parkinson's disease.
  • Outcomes may enhance understanding of cellular mechanisms involved in neurodegeneration.

Frequently Asked Questions

What are the advantages of this immunostaining method?
This immunostaining method allows for high-resolution imaging of mitochondrial morphology within the context of specific cell populations, enabling detailed analysis of cellular health.
How is the Parkinson's disease model implemented?
The model is implemented using PFF-injected C57 black six mice, which develop protein aggregation relevant to Parkinson's disease pathology.
What types of data are obtained through this protocol?
The protocol provides quantitative data on mitochondrial counts, aspect ratios, and morphological parameters of mitochondria in neuronal tissue.
Can this method be applied to other disease models?
Yes, while focused on Parkinson's disease, the protocol can be adapted to study mitochondrial morphology in other in vivo disease models characterized by mitochondrial dysfunction.
Are there any limitations to this protocol?
A potential limitation is the specificity of the antibodies used, which could affect the accuracy of morphological assessments in heterogeneous tissue samples.
What imaging technology is recommended for analyzing samples?
The study recommends using a structured illumination fluorescence imaging system or confocal microscopy for optimal imaging of mitochondrial morphology.

Este estudio presenta un método para analizar la morfología de las mitocondrias basado en inmunotinción y análisis de imágenes en tejido cerebral de ratón in situ. También describe cómo esto permite detectar cambios en la morfología mitocondrial inducidos por la agregación de proteínas en modelos de enfermedad de Parkinson.

Nuestro laboratorio investiga el mecanismo celular que implica la agregación de proteínas en el contexto de la enfermedad de Parkinson. Además, utilizamos modelos celulares y animales para probar posibles tratamientos contra la enfermedad de Parkinson. En este artículo se propone un protocolo para el estudio de la morfología mitocondrial in situ como indicador de su salud basado en inmunotinción y análisis de imagen en cortes de tejido embebidos en parafina.

La morfología mitocondrial ha sido ampliamente estudiada en la enfermedad de Parkinson y otras enfermedades in vitro. Sin embargo, aún faltan protocolos para estudiar la morfología mitocondrial in vivo. Este protocolo proporciona un método robusto para teñir mitocondrias en tejido cerebral, y explica en detalle cómo realizar el análisis morfológico.

Este estudio muestra que la inmunotinción combinada con el análisis de imágenes es un método fiable para comprender la morfología mitocondrial. De hecho, permite cuantificar el número de mitocondrias así como otros parámetros morfológicos, como la relación de aspecto tanto en cultivo celular como en tejido. Es importante destacar que, dado que este método se basa en la inmunofluorescencia, es posible relacionar las morfologías con poblaciones celulares específicas.

Aquí presentamos un protocolo para el estudio de la morfología mitocondrial en la enfermedad de Parkinson, pero este protocolo se puede aplicar a cualquier modelo de enfermedad in vivo. Además, puede ayudar a detectar compuestos de plomo para el tratamiento no solo de la enfermedad de Parkinson, sino también de cualquier otra enfermedad caracterizada por la desregulación mitocondrial.

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Examen Histológico Morfología Mitocondrial Modelo de Enfermedad de Parkinson Mitocondrias Metabolismo Energético Neuronas Disfunción Mitocondrial Trastornos Neurológicos Forma y Organización de la Red Mitocondrial Inmunotinción Proteína VDAC1 Análisis de Imágenes Trastornos Neurodegenerativos Agregados de α-Sinucleína Patología de la Enfermedad de Parkinson Neuronas Dopaminérgicas de Sustancia Negra Pars Compacta Lesiones PS129 Fragmentación Mitocondrial

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