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引言
新陳代謝是生物體內(nèi)進(jìn)行的化學(xué)變化的總稱(chēng)，是生物最基本的生命活動(dòng)過(guò)程。細(xì)胞從環(huán)境汲取能量、物質(zhì)，在內(nèi)部進(jìn)行各種化學(xué)變化，維持自身高度復(fù)雜的有序結(jié)構(gòu)，保證生命活動(dòng)的正常進(jìn)行。作為細(xì)胞的“能量工廠”，線粒體在維持能量穩(wěn)態(tài)方面發(fā)揮重要作用，可以調(diào)控蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、溶質(zhì)和代謝物產(chǎn)物的進(jìn)出，并保護(hù)細(xì)胞質(zhì)免受有害線粒體產(chǎn)物的影響。線粒體通過(guò)不斷的分裂和融合，維持線粒體形態(tài)、分布和數(shù)量，維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)，該過(guò)程被稱(chēng)為線粒體動(dòng)力學(xué)。線粒體自噬是機(jī)體清除細(xì)胞內(nèi)功能異常的線粒體的過(guò)程，是線粒體質(zhì)量控制的主要機(jī)制。線粒體動(dòng)力學(xué)的病理改變可導(dǎo)致生物能量功能受損和線粒體介導(dǎo)的細(xì)胞死亡，并與多種病理機(jī)制相關(guān)，包括缺血性心肌病，糖尿病，肺動(dòng)脈高壓，帕金森氏病，亨廷頓氏病，Skeletal muscle atrophy、阿爾茨海默病等。

線粒體大小和形狀取決于它們?cè)诩?xì)胞內(nèi)的位置以及不同細(xì)胞對(duì)能量的需求。當(dāng)線粒體發(fā)生損傷時(shí)，它的形態(tài)和完整性會(huì)發(fā)生改變，如線粒體的數(shù)量、大小、長(zhǎng)度和形狀等。線粒體形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的檢測(cè)對(duì)于了解線粒體的穩(wěn)態(tài)以及功能狀態(tài)有重要意義。
高內(nèi)涵成像分析系統(tǒng)非常適合進(jìn)行線粒體表型和結(jié)構(gòu)的研究。共聚焦成像和水鏡可以提高成像質(zhì)量并更好地顯示線粒體結(jié)構(gòu)，高內(nèi)涵的圖像分析工具可以幫助科研工作者獲得不同表型的數(shù)字特征，線粒體表型和結(jié)構(gòu)重排的分析模塊可用于線粒體動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)的細(xì)胞研究。

結(jié)果展示：
使用不同濃度的化合物，包括chloroquine（抑制線粒體循環(huán)），魚(yú)藤酮（氧化磷酸化抑制劑）和纈氨霉素（鉀離子載體）處理PC12（人神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞）。將活細(xì)胞用線粒體染料MitoTracker Orange 和Hoechst 進(jìn)行染色，利用ImageXpress^®Micro Confocal 系統(tǒng)（Molecular Devices）進(jìn)行成像，使用共聚焦模式和40X水鏡拍攝活細(xì)胞的圖像，分辨單個(gè)線粒體并檢測(cè)線粒體形態(tài)變化。使用 MetaXpress^®高內(nèi)涵圖像采集和分析軟件中的Custom Module Editor（自定義模塊編輯器）分析圖像，使用“Granularity”模塊和“Find Fibers”模塊識(shí)別圓形顆粒和細(xì)長(zhǎng)的線粒體（圖 1）。

圖1 線粒體形狀的表型分析。

圖 2 化合物對(duì)線粒體的作用。使用MitoTracker Orange對(duì)線粒體進(jìn)行染色（ 黃色 ），對(duì)照組（A）、纈霉素（B）、魚(yú)藤酮（C）。

表1 用圖3所示的曲線定量 EC₅₀

 

圖 4 自定義模塊編輯器 (CME)。