结合体内双光子成像与光激活荧光标记显示骨骼肌线粒体动力学速率较低

引言：线粒体动力学涉及两个截然相反的过程：融合和分裂。传统上，我们通过在不同时间点或体外模型中拍摄蛋白质标记物的快照来评估融合和分裂，以推断体内结果。最近的技术进步使得利用荧光显微镜观察体内线粒体动力学成为可能。方法：我们的研究改进了这一技术，以评估骨骼肌中的线粒体动力学，比较年轻（6个月）和年老（24个月）小鼠的体内情况，并与离体和体外模型进行对比。我们假设体外和离体模型比体内模型具有更高的动力学速率，且年轻动物比年老动物具有更高的速率。我们将线粒体基质靶向的光激活GFP电穿孔到年轻和年老C57Bl6小鼠的胫骨前肌（TA）中，并使用多光子显微镜成像。我们还测量了从电穿孔小鼠TA中分离的单根肌纤维以及转染相同质粒的C2C12肌管中的线粒体动力学速率。结果：我们发现体内动态事件的速率比先前指示的要慢，其中C2C12成肌细胞在所有模型中动态事件速率最快。我们还观察到年老动物的动态速率比年轻动物慢。最后，我们发现急性运动后年老动物的动态事件速率更高。结论：我们的数据表明，直接测量体内线粒体动力学速率是可行的。该技术为回答关于骨骼肌线粒体动力学的实验问题提供了有力工具。