Method Article

Inzicht in de veranderingen in mitochondriale morfologie door middel van dynamische en driedimensionale fluorescentiemicrofoto's

DOI:

10.3791/68478

⸱

August 15th, 2025

 ,  ,  , 
1Department of Physiology, Stellenbosch University, 2Department of Biochemistry, University of Toronto, 3Department of Electrical and Electronic Engineering, Stellenbosch University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Hier beschrijven we de mitochondriale gebeurtenislokalisator (MEL), een ImageJ-plug-in die nuttig is bij het kwantificeren van de 3-dimensionale veranderingen in mitochondriale splijting en fusieactiviteit in de loop van de tijd. We beschrijven ook een beeldverwerkingspijplijn die nuttig is voor het opschonen van microfoto's voorafgaand aan analyse in ImageJ.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Mitochondriën zijn zeer dynamische organellen die van vitaal belang zijn voor het voortbestaan van elk dier, die regelmatig splijtings- en fusie-evenementen ondergaan als reactie op de behoeften of spanningen van de gastheer, wat leidt tot de constante hermodellering van het mitochondriale netwerk. Daarom biedt het kunnen evalueren van het mitochondriale netwerk in drie dimensies, evenals in de loop van de tijd, een voordeel om te begrijpen hoe het systeem reageert op factoren zoals stress of farmaceutische interventie. Fluorescentiebeeldvorming van de mitochondriale netwerken van cellen maakt het mogelijk om deze veranderingen te visualiseren en te volgen. Het mitochondriale netwerk wordt echter vaak beschreven als een tweedimensionale en statische structuur die wordt gedefinieerd door niet-gestandaardiseerde metrieken. Daarom zijn we op zoek gegaan naar een pijplijn die de gebruiker in staat stelt zijn afbeeldingen voor te bereiden op de mitochondrial event localizer (MEL), een ImageJ-plug-in die splijtings- en fusiegebeurtenissen in het mitochondriale netwerk in de loop van de tijd en op een 3-dimensionale manier detecteert, en zo inzicht biedt in de dynamische veranderingen die dit netwerk ondergaat. Daarnaast beschrijven we de voordelen van het begrijpen van splijting en fusie in het licht van de veranderingen in het mitochondriale aantal en morfologische veranderingen.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Mitochondriën zijn zeer dynamische organellen die in alle eukaryote cellen aanwezig zijn, ze van energie voorzien en hun metabolisme reguleren. Mitochondriën bevinden zich dus op het kruispunt van cellulaire dood en overleving. Van mitochondriën is aangetoond dat ze essentieel zijn voor een verscheidenheid aan processen, variërend van lysosomale verzuring en moleculaire motoriek tot spiercontractie en synapsvuren 1,2.

Mitochondriën ondergaan regelmatig splijtings- en fusiegebeurtenissen om een mitochondriaal netwerk in stand te houden dat efficiënt ATP produceert als reactie op de metabolische vraag en stress van de cel. Van mitochondriën is inderdaad aangetoond dat ze splijting ondergaan om mitofagie te vergemakkelijken, de selectieve verwijdering van mitochondriale fragmenten. Daarom blijven er alleen actief ademende en niet gedepolariseerde mitochondriën over in het cellulaire systeem 3,4. Fusie vindt echter plaats als een middel om de ATP-output van het netwerk te verhogen als er een grotere behoefte is 5,6. Bovendien is aangetoond dat zowel splijting als fusie een belangrijke rol spelen bij de verdeling en bescherming van mitochondriaal DNA 7,8. Opgemerkt moet worden dat de mate van splijting en fusie een zorgvuldige homeostatische controle vereist om een gezond mitochondriaal netwerk te garanderen, aangezien te veel of te weinig van beide processen schadelijk is gebleken.

Het is aangetoond dat overmatige splijting leidt tot een gefragmenteerd mitochondriaal netwerk met daaropvolgende verlaagde ATP-niveaus bij de ziekte van Alzheimer, de ziekte van Parkinson en tauopathieën 9,10,11, en lage niveaus van splijting kunnen leiden tot een ophoping van gedepolariseerde mitochondriën, wat leidt tot ziekte-achtige symptomen van de ziekte van Parkinson 12. Het is bekend dat hyperfusie van het netwerk optreedt in tijden van stress om de ATP-output te verhogen. Het is echter aangetoond dat het gedurende langere tijd in deze toestand bestaan de ROS-niveaus en autofagie-activiteit verhoogt, wat resulteert in het begin van celdood 9,12.

Het wordt daarom duidelijk dat het begrijpen van de toestand van het mitochondriale netwerk belangrijke inzichten biedt in het begrijpen van de toestand van de cel, en dus van het organisme. Het duidelijke belang van het begrijpen van het mitochondriale netwerk in de context van gezondheid en ziekte, het vermogen om splijtings- en fusiegebeurtenissen te ondergaan en hun impact op de cellulaire gezondheid, is wat de ontwikkeling van dit protocol en de bijbehorende analyse-instrumenten heeft gemotiveerd. In het bijzonder zijn instrumenten die de karakterisering van mitochondriale dynamiek mogelijk maken grotendeels beperkt en slecht beschreven in de literatuur.

Mitochondriale morfologie wordt meestal bepaald met behulp van confocale microscopie gevolgd door computationele analyse, waarbij onbewerkte microfoto's een zekere mate van verwerking moeten ondergaan om hun kwaliteit voor evaluatie te verbeteren, aangezien dit de mitochondriale organisatie het beste beschrijft. Op deze manier kunnen gebruikers veel morfometrische uitkomsten van het mitochondriale netwerk bepalen, zoals aantal, volume, lengte en beeldverhouding 13,14,15. Gebruikers kunnen gebruik maken van 2D- of 3D-microfoto's voor morfologische beoordelingen, hoewel 3D-analyse meer nauwkeurigheid en inzicht biedt omdat het mitochondriale netwerk uit 3D-structuren bestaat. Voor het analyseren van splijting en fusie worden microfoto's met een z-as aanbevolen voor gebruik, omdat dit de 3-dimensionaliteit van het mitochondriale netwerk het beste compenseert16.

Veel studies hebben betrekking op de categorisering van mitochondriën in gefragmenteerde, filamenteuze of tussenliggende toestanden als een middel om het netwerk te beschrijven16,17. 3D-analyse is vooral nuttig vanwege de verschillende vormen die mitochondriën in de cel aannemen. Het toevoegen van 3-dimensionaliteit aan iemands studie geeft vertrouwen, vooral voor mitochondriale tellingen, aangezien mitochondriën waarschijnlijk omhoog of omlaag bewegen langs een z-as. MEL is een ImageJ-plug-in die afhankelijk is van 3D-vastgelegde afbeeldingen18. Hier hebben we gebruik gemaakt van GT1-7 hippocampale neuronale cellen gekleurd met TMRE en Hoechst om zowel het mitochondriale netwerk als de kern van de cel te visualiseren. Cellen werden vervolgens door een voorbewerkingspijplijn geplaatst om de kwaliteit van de microfoto's te verbeteren ter voorbereiding op beeldanalyse.

Er zijn veel technieken beschikbaar gesteld die het mogelijk maken om de mitochondriale morfologie te bepalen op basis van statische metrieken. Weinigen omvatten splijtings- en fusieactiviteiten en maken het mogelijk om het dynamische gedrag van mitochondriën kwantitatief vast te leggen 13,19,20,21. Hier beschrijven we een protocol voor beeldverbetering voorafgaand aan de bepaling van netwerkkenmerken, met een focus op mitochondriale splijting en fusieactiviteit. We zullen aantonen hoe deze techniek een aanvulling kan zijn op eerder gepubliceerde methoden voor het bepalen van de mitochondriale morfologie.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Celbehandeling en microscopie acquisitie

  1. Kweek GT1-7 cellen in 8 kamerschalen in DMEM aangevuld met 10% FBS en 1% Penstrep (complete media). Laat de cellen een nacht hechten en behandel ze vervolgens met 2,5 mM metforminehydrochloride gemaakt in DMEM met 10% FBS gedurende 72 uur, waarbij u de media elke 24 uur vervangt. Behandel de cellen samen met 10 μM CCCP 6 uur voor beeldvorming en 400 nM Bafilomycine A1 (Baf) 4 uur voor beeldvorming.
    OPMERKING: Dit kan worden gedaan met elke eukaryote cellijn naar keuze.
  2. Bereid voorafgaand aan de beeldvorming een cocktail van voorverwarmde complete media met 5 nM Hoechst en 100 nM TMRE.
  3. Vervang de celbehandelingsmedia door de beeldvormende cocktail en wacht 10 minuten incubatietijd voordat u de beeldvorming uitvoert.
    OPMERKING: Vanwege de dynamische activiteit van de mitochondriën moeten cellen worden afgebeeld met een microscoop met een incubatiekamer ingesteld op 37 °C en 5% CO2.

2. Beeldvorming

  1. Beeld cellen af met een vergroting van 100x met 1,4 NA.
  2. Pas het laservermogen zo aan dat het vermogen laag genoeg is om fotobleken te voorkomen, ~2%. Zorg ervoor dat de scansnelheid hoog is. Leg foto's vast met een resolutie van 512 x 512.
  3. Stel de Z-slice-intervallen in op stappen van 0,25 μm. Om dit protocol te volgen, beeldt u de cellen zo af dat ze uit 10 Z-stacks bestaan. Verkrijg vijf tijdsbestekken zonder enig interval tussen de aanschaf van een Z-stack.
    OPMERKING: Eenmaal geoptimaliseerd, mag dit protocol niet worden aangepast tussen behandelingsgroepen of experimentgroepen, aangezien de hier vermelde macro's vereisen dat het beeldvormingsprotocol in alle cellen wordt gestandaardiseerd.

3. Computationele beoordeling

OPMERKING: Alle daaropvolgende verwerking is uitgevoerd met behulp van ImageJ v1.53t. De MEL-plug-in, evenals ondersteunende modules, zijn te vinden op https://github.com/rensutheart/MEL-Fiji-Plugin, terwijl alle gebruikte macro's te vinden zijn op https://github.com/rensutheart/FMPP/tree/master/Sections.

  1. Voorbereiding van het beeld
    1. Open het onbewerkte bestand in ImageJ.
    2. Als u meerdere cellen uit een enkele microfoto wilt bijsnijden, begint u met het dupliceren van de afbeelding tot het aantal afzonderlijke cellen dat moet worden geanalyseerd.
    3. Gebruik de tool Vensters synchroniseren , de tool voor tekenen uit de vrije hand en kleuraanpassing om een interessegebied te tekenen rond een interessante cel met meerdere cellen in een gezichtsveld (aanvullende afbeelding S1).
    4. Klik op Bewerken | Helder buiten.
    5. Splits de rode en blauwe kanalen van elkaar en sla het mitochondriale kanaal op als een . Tiff-bestand.
  2. Genereren van puntspreidingsfunctie en deconvolutie
    1. Om een puntspreidingsfunctie (PSF) te genereren, gebruikt u de PSF-generatorplug-in met behulp van ingesloten micrograafinformatie. Ga naar Plugins | PSF-generator om de plug-in te openen. Ga ook naar Afbeelding | Toon info... of druk op I om de afbeeldingsinformatie te openen en scrol naar beneden. Gebruik de voxelgrootte en -diepte en wijzig in het informatievak van de show Pixelsize XY in 166,1 nm en Z-step in 200 nm. Verander de golflengte in 568 nm, grootte XYZ om overeen te komen met een beeldresolutie van 512 x 512 en een Z-stack van 10 Z-plakjes (aanvullende afbeelding S2).
    2. Ga naar Plugins | Macro's | Bewerken | Deconvolution_time_lapse_mine.ijm macro's.
    3. Bewerk de invoer- en uitvoerlijnen en druk op run (aanvullende afbeelding S3).
  3. Verbetering en vervaging van beeldcontrast
    1. Ga naar Plugins | Macro's | Bewerken | Voorverwerking.ijm.
    2. Gebruik in de macro's van Preprocessing.ijm een achtergrondaftrekking met een rollende kogelstraal gelijk aan 6. Stel Sigma Filter Plus zo in dat de straal gelijk is aan 1, de gebruikte pixels gelijk zijn aan 2 en de minimale pixelfractie gelijk is aan 0,2, waarbij de plug-in uitbijterbewust is. Pas de CLAHE-instellingen zo aan dat de blokgrootte 64 is; stel de histogrambakken in op 256, de maximale helling op 2,5 en Gamma op 0,8.
      OPMERKING: Al deze instellingen zijn geoptimaliseerd voor onze gegevenssets en waarden moeten worden geoptimaliseerd voor alternatieve gegevenssets voordat ze worden toegepast. Sigma-filtering wordt toegepast om het beeld vloeiender te maken en nabijgelegen pixels effectief te mengen om consistente structuren te garanderen. Lokaal contrast wordt toegepast om het contrast tussen lichte en donkere pixels te vergroten en in combinatie met een verandering in het gamma, verbetert de aanwezigheid van de mitochondriale structuren terwijl achtergrondpixels worden geminimaliseerd.
    3. Wijzig de invoerregel in de map met microfoto's die deconvolutie hebben ondergaan (aanvullende afbeelding S4).
    4. Klik op Uitvoeren.
  4. Drempelwaarde voor afbeeldingen
    OPMERKING: Hoewel gebruikers gebruik kunnen maken van elke drempeltool die ze kiezen, raden we de adaptieve drempelbepalingsplug-in van Qingzong Tseng (https://sites.google.com/site/qingzongtseng/adaptivethreshold) aan.
    1. Open een interessant bestand dat is gewijzigd door de macro's Preprocessed.ijm in ImageJ.
    2. Ga naar Plugins | adaptiveThr.
    3. Stel de lokale drempel in op Gewogen Gemiddelde en de pixelblokgrootte, afhankelijk van de voorkeur van de gebruiker.
      OPMERKING: De pixelblokgrootte moet consistent worden gehouden tussen cellen, aangezien deze waarde van invloed is op mitochondriale dimensionale beoordelingen zoals volume of beeldverhouding.
    4. Om de tijd te optimaliseren, klikt u op voorbeeld en past u de blokgrootte aan zodat zoveel mogelijk mitochondriën duidelijk worden opgenomen. Pas ook de aftrekwaarde voor elke cel aan om onnodige achtergrond te voorkomen. Sla microfotobestanden op in mappen die zijn gekoppeld aan de aftrekwaarde (aanvullende afbeelding S5).
      OPMERKING: De Threshold.ijm macro's bevatten een groottefilter om kleinere deeltjes te verwijderen.
    5. Selecteer plug-ins | Macro's | Bewerken | Drempel.ijm.
    6. Bewerk de input_path en output_path regels, evenals blockSize, en trek lijnen af in het macroscript (Aanvullende afbeelding S6).
    7. Klik op Uitvoeren.
  5. Detectie van splijtings- en fusiegebeurtenissen door de mitochondrial event localizer (MEL) plugin
    OPMERKING: MEL is ontworpen om een time-lapse-sequentie van z-stacks te verwerken, bestaande uit een enkel kanaal, opgeslagen als een enkele Tiff tegelijk. Hoewel dit kan worden gedaan door de invoerregel te wijzigen in het Tiff-bestand met drempelwaarde dat van belang is, zullen we ook een methode demonstreren om meerdere Tiff-bestanden tegelijk te verwerken met behulp van de aaneengeschakelde functie in ImageJ.
    1. Open tot 10 microfoto's met drempelwaarden die tot dezelfde behandelingsomstandigheden behoren.
      OPMERKING: De microfoto's moeten hetzelfde aantal z-slices hebben om dit te laten werken.
    2. Ga naar afbeelding | Stapels |Gereedschap | Aaneenvoegen en op OK drukken.
    3. Om de resterende kleine puncta te verwijderen die achterblijft door drempelwaarden, ga naar Plugins | Integrale beeldfilters | Verwijder uitschieters. Gebruik een voorbeeld om de X- en Y-grootten in te stellen om de benodigde fragmenten te verwijderen.
    4. Sla het aaneengeschakelde bestand op als een Tiff.
    5. Ga naar Plugins | Macro's | Bewerken | Quicktest_new.ijm en bewerk de invoer- en uitvoerpaden indien nodig (aanvullende afbeelding S7).
      OPMERKING: Eenmaal voltooid, wordt een map met de naam "MEL_results" gevonden in de uitvoermap met alle MEL-resultaten. Deze worden weergegeven als splijtings- en fusiegebeurtenissen die op elk tijdstip worden gedetecteerd, en het laatste tijdstip moet altijd worden verwijderd vanwege de manier waarop MEL werkt18.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De juiste cellen selecteren
Gebruikers moeten zich ervan bewust zijn dat het mitochondriale netwerk verandert afhankelijk van de mitotische toestand van de cel. Als de kern halter- of U-vormig lijkt, of als er een ruimte in de buurt van de kern is met een gebrek aan fluorescentiesignaal, dan kan dit erop wijzen dat de cel mitose nadert. In deze toestand ondergaan mitochondriën waarschijnlijk splijting als gevolg van celdeling en niet vanwege de behandelingsinterventie...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Hoewel er een groeiend aantal benaderingen bestaat om mitochondriale morfologie te beschrijven, zijn er beperkte technieken beschikbaar om de mitochondriale dynamiek op een kwantitatieve manier adequaat vast te leggen. Bovendien moet worden opgemerkt dat de morfologie van het mitochondriale netwerk en de mechanismen die deze morfologie beheersen, gevarieerd van aard zijn. Dit resulteert in netwerken die gekoppeld zijn aan de behoeften van de cel, variërend van een vertakte formatie voor ...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs hebben geen belangenconflicten te melden.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit onderzoek werd gefinancierd door de Universiteit van Stellenbosch, Zuid-Afrika, de South African Medical Research Council (SAMRC) en de National Research Foundation (NRF) van Zuid-Afrika, evenals de Canadian Institutes of Health Research (CIHR) en de Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
8 kamer schotelsThermoFisher#Z734853
Aangepaste drempelwaardenhttps://sites.google.com/site/qingzongtseng/adaptivethreshold
Bafilomycine A1LKT labs#B0026
Carbonyl cyanide chlorofenylhydrazon (CCCP)Merck#C2759
Confocale microscoopCarl Zeiss AGLSM780 ELYRA PS.1 super-resolutie platform
Dulbecco's Gemodificeerd Eagles Medium (DMEM)ThermoFisher#341956062
Fetaal Rundserum (FBS)Sigma-Aldrich#F0679
Github linkhttps://github.com/rensutheart/MEL-Fiji-Plugin
GraphPad Prism v7.06
GT1-7 cellenATCCSCC116
HoecshtSigma-AldrichH6024
ImageJ v1.53tFiji
Macro'shttps://github.com/rensutheart/FMPP/tree/master/Sections
MetformineEuropese FarmacopeeM06050000
Penicilline/streptomycine (PenStrep)Sigma-Aldrich#P4333
T25sBio-Smart Scientific#70025
TMREThermoFisher#T669
TrypsineSigma-Aldrich#T4049

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Sancak, Y., et al. Ragulator-rag complex targets mTORC1 to the lysosomal surface and is necessary for its activation by amino acids. Cell. 141 (2), 290-303 (2010).
  2. Bhabha, G., Johnson, G. T., Schroeder, C. M., Vale, R. D. How dynein moves along microtubules. Trends Biochem Sci. 41 (1), 94-105 (2016).
  3. Twig, G., et al. Fission and selective fusion govern mitochondrial segregation and elimination by autophagy. EMBO J. 27 (2), 433-446 (2008).
  4. Rana, A., et al. Promoting Drp1-mediated mitochondrial fission in midlife prolongs healthy lifespan of Drosophila melanogaster. Nat Commun. 8 (1), 1-14 (2017).
  5. Rolland, S. G., et al. Impaired complex IV activity in response to loss of LRPPRC function can be compensated by mitochondrial hyperfusion. Proc Natl Acad Sci U S A. 110 (32), E2967-E2976 (2013).
  6. Sgarbi, G., et al. Mitochondria hyperfusion and elevated autophagic activity are key mechanisms for cellular bioenergetic preservation in centenarians. Aging. 6 (4), 296-310 (2014).
  7. Mourier, A., et al. Mitofusin 2 is required to maintain mitochondrial coenzyme Q levels. J Cell Biol. 208 (4), 429-442 (2015).
  8. Ramos, E. S., et al. Mitochondrial fusion is required for regulation of mitochondrial DNA replication. PLoS Genet. 15 (6), e1008085(2019).
  9. Santos, D., Esteves, A. R., Silva, D. F., Januário, C., Cardoso, S. M. The impact of mitochondrial fusion and fission modulation in sporadic Parkinson's disease. Mol Neurobiol. 52 (1), 573-586 (2015).
  10. Joshi, A. U., Saw, N. L., Shamloo, M., Mochly-Rosen, D. Drp1/fis1 interaction mediates mitochondrial dysfunction, bioenergetic failure and cognitive decline in Alzheimer's disease. Oncotarget. 9 (5), 6128-6143 (2018).
  11. Torres, A., Rivera, B., Polanco, C., Jara, C., Tapia-Rojas, C. Phosphorylated tau as a toxic agent in synaptic mitochondria: Implications in aging and Alzheimer's disease. Neural Regen Res. 17 (8), 1645-1651 (2022).
  12. Yu, B., et al. Mitochondrial phosphatase PGAM5 modulates cellular senescence by regulating mitochondrial dynamics. Nat Commun. 11 (1), 2549(2020).
  13. Baek, M. L., et al. Mitochondrial structure and function adaptation in residual triple negative breast cancer cells surviving chemotherapy treatment. Oncogene. 42 (14), 1117-1131 (2023).
  14. Nag, S., et al. PGAM5 is an MFN2 phosphatase that plays an essential role in the regulation of mitochondrial dynamics. Cell Rep. 42 (8), 112895-112895 (2023).
  15. Robertson, G. L., et al. DRP1 mutations associated with EMPF1 encephalopathy alter mitochondrial membrane potential and metabolic programs. J Cell Sci. 136 (3), jcs260370(2023).
  16. Chaudhry, A., Shi, R., Luciani, D. S. A pipeline for multidimensional confocal analysis of mitochondrial morphology, function, and dynamics in pancreatic β-cells. Am J Physiol Endocrinol Metab. 318 (2), E87-E101 (2020).
  17. Bernhardt, D., Müller, M., Reichert, A. S., Osiewacz, H. D. Simultaneous impairment of mitochondrial fission and fusion reduces mitophagy and shortens replicative lifespan. Sci Rep. 5, 7885(2015).
  18. Theart, R. P., Kriel, J., Du Toit, A., Loos, B., Niesler, T. R. Mitochondrial event localiser (mel) to quantitatively describe fission, fusion and depolarisation in the three-dimensional space. PLoS ONE. 15 (12), e0229634(2020).
  19. McCarron, J. G., et al. From structure to function: Mitochondrial morphology, motion and shaping in vascular smooth muscle. J Vasc Res. 50 (5), 357-371 (2013).
  20. Peng, K., et al. The interaction of mitochondrial biogenesis and fission/fusion mediated by PGC-1α regulates rotenone-induced dopaminergic neurotoxicity. Mol Neurobiol. 54 (5), 3783-3797 (2017).
  21. Huang, Y. C., et al. Reduced mitochondria membrane potential and lysosomal acidification are associated with decreased oligomeric Aβ degradation induced by hyperglycemia: A study of mixed glia cultures. PLoS ONE. 17 (1), e0260966(2022).
  22. Martín-Maestro, P., et al. Slower dynamics and aged mitochondria in sporadic Alzheimer's disease. Oxidat Med Cell Longev. 2017, 9302761(2017).
  23. De Wet, S., et al. The highs and lows of memantine-an autophagy and mitophagy inducing agent that protects mitochondria. Cells. 12 (13), 1726-1726 (2023).
  24. Kleele, T., et al. Distinct fission signatures predict mitochondrial degradation or biogenesis. Nature. 593 (7859), 435-439 (2021).
  25. Jenkins, B. C., et al. Mitochondria in disease: Changes in shapes and dynamics. Trends Biochem Sci. 49 (4), 346-360 (2024).
  26. Izzo, A., et al. Metformin restores the mitochondrial network and reverses mitochondrial dysfunction in down syndrome cells. Hum Mol Genet. 26 (6), 1056-1069 (2017).
  27. Buchanan, E., et al. Propionic acid induces alterations in mitochondrial morphology and dynamics in SH-SY5Y cells. Sci Rep. 13 (1), 13248(2023).
  28. Rohani, A., Kashatus, J. A., Sessions, D. T., Sharmin, S., Kashatus, D. F. Mito hacker: A set of tools to enable high-throughput analysis of mitochondrial network morphology. Sci Rep. 10 (1), 18941(2020).
  29. Qiao, C., et al. Rationalized deep learning super-resolution microscopy for sustained live imaging of rapid subcellular processes. Nat Biotechnol. 41 (3), 367-377 (2023).
  30. Ding, Y., et al. Mitochondrial segmentation and function prediction in live-cell images with deep learning. Nat Commun. 16 (1), 743(2025).
  31. Ezzahoini, H., et al. SIRT4 interacts with OPA1 and regulates mitochondrial quality control and mitophagy. Aging. 10 (9), 2536-2536 (2017).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Mitochondrial MorphologyMitochondrial DynamicsFluorescence MicrographsMitochondrial FissionMitochondrial FusionThree Dimensional ImagingImageJ AnalysisMitochondrial NetworkDeconvolution MicroscopyMitochondrial Event Localizer

Related Articles