透過型電子顕微鏡による骨格筋線維の細胞内グリコーゲン分布の定量化

グリコーゲン粒子は、グルコースと様々な関連タンパク質1の分岐ポリマーで構成されており^、代謝要求が高い2際に重要な燃料^{を構成しています。}広く認識されていないが、グリコーゲン粒子はまた、血漿グルコースおよび脂肪酸として他のより長期持続性の燃料が利用可能であるにもかかわらず、いくつかの細胞内プロセスがグリコーゲンを優先的に利用する局所燃料を構成する^3,4。

グリコーゲンを細胞内特異的局在化燃料として貯蔵することの重要性は、主に透過型電子顕微鏡(TEM)^7,8によるグリコーゲンの細胞内分布に関する初期の文書のいくつかに基づいて、いくつかの^{レビュー5,6}で議論されている^7,8。最初の研究では、組織化学染色技術から陰性および陽性染色へのグリコーゲンのコントラストを高めるために、異なるプロトコールを使用しました^9,10。重要な方法論的発展は、フェロシアン化カリウム還元オスミウム11,12,13,14による精製された固定後プロトコルであり、グリコーゲン粒子のコントラストを有意に改善した。この洗練されたプロトコルは、運動誘発グリコーゲン枯渇に関する先駆的な研究の一部では使用されず¹⁵、グラハムと同僚によって再導入されました^16,17。

2次元画像に基づいて、グリコーゲンの細胞内分布は、サルコレンマル下(表面膜のすぐ下)、筋原線維間(筋原線維間)、または筋原線維内(筋原線維内)の3つのプールに位置するグリコーゲン粒子として最も頻繁に記述される。しかしながら、グリコーゲン粒子は、例えば筋小胞体⁷またはnuclei18に関連するものとして記述することもできる。細胞内分布に加えて、TEM推定グリコーゲン含有量の利点は、単繊維レベルで定量を行うことができることである。これにより、繊維間変動性の調査や、ミトコンドリアや脂肪滴などの繊維タイプや細胞成分との相関解析が可能になります。

ここでは、骨格筋線維におけるグリコーゲンの3つの一般的な細胞内プール(筋筋下、筋原線維間、および筋原線維内)のTEM推定線維型特異的体積含量に関するプロトコールが記載されている。この方法は、ヒト¹⁹、ラット20、およびマウス²¹の骨格筋に適用されている。鳥や魚^{だけでなく22};ラット由来の心筋細胞²³。