Advances in electron microscopy including improved imaging techniques and state-of-the-art detectors facilitate imaging of larger tissue volumes with electron microscopic resolution. In combination with genetic tools for the generation of mouse mutants this allows assessing the three-dimensional (3D) characteristics of pathological features in disease models. Here we revisited the axonal pathology in the central nervous system of a mouse model of spastic paraplegia type 2, the Plp-/Y mouse. Although PLP is a bona fide myelin protein, the major hallmark of the disease in both SPG2 patients and mouse models are axonal swellings comprising accumulations of numerous organelles including mitochondria, gradually leading to irreversible axonal loss. To assess the number and morphology of axonal mitochondria and the overall myelin preservation we evaluated two sample preparation techniques, chemical fixation or high-pressure freezing and freeze substitution, with respect to the objective of 3D visualization. Both methods allowed visualizing distribution and morphological details of axonal mitochondria. In Plp-/Y mice the number of mitochondria is 2-fold increased along the entire axonal length. Mitochondria are also found in the excessive organelle accumulations within axonal swellings. In addition, organelle accumulations were detected within the myelin sheath and the inner tongue. We find that 3D electron microscopy is required for a comprehensive understanding of the size, content and frequency of axonal swellings, the hallmarks of axonal pathology.

中文翻译：

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痉挛性截瘫2型PLP缺陷小鼠模型中有髓轴突的病理学通过使用聚焦离子束扫描电子显微镜的体积成像揭示。

电子显微镜技术的进步，包括改进的成像技术和先进的检测器，以电子显微镜分辨率促进了更大组织体积的成像。与用于生成小鼠突变体的遗传工具相结合，这可以评估疾病模型中病理特征的三维（3D）特征。在这里，我们重新探讨了痉挛性截瘫2型小鼠Plp- / Y小鼠的中枢神经系统的轴突病理。尽管PLP是一种真正的髓磷脂蛋白，但在SPG2患者和小鼠模型中，该疾病的主要标志是轴突肿胀，包括许多细胞器（包括线粒体）的积累，逐渐导致不可逆的轴突丢失。为了评估轴突线粒体的数量和形态以及整体髓鞘的保存，我们针对3D可视化的目标评估了两种样品制备技术，即化学固定或高压冷冻和冷冻替代。两种方法都可以可视化轴突线粒体的分布和形态学细节。在Plp / Y小鼠中，线粒体的数量沿整个轴突长度增加了2倍。线粒体还存在于轴突肿胀内的过度细胞器积聚中。另外，在髓鞘和内舌中检测到细胞器积累。我们发现，需要3D电子显微镜才能全面了解轴突肿胀的大小，含量和频率，这是轴突病理学的标志。化学固定或高压冷冻和冷冻替代，以实现3D可视化为目标。两种方法都可以可视化轴突线粒体的分布和形态学细节。在Plp / Y小鼠中，线粒体的数量沿整个轴突长度增加了2倍。线粒体还存在于轴突肿胀内的过度细胞器积聚中。另外，在髓鞘和内舌中检测到细胞器积累。我们发现，需要3D电子显微镜才能全面了解轴突肿胀的大小，含量和频率，这是轴突病理学的标志。化学固定或高压冷冻和冷冻替代，以实现3D可视化为目标。两种方法都可以可视化轴突线粒体的分布和形态学细节。在Plp / Y小鼠中，线粒体的数量沿整个轴突长度增加了2倍。线粒体还存在于轴突肿胀内的过度细胞器积聚中。另外，在髓鞘和内舌中检测到细胞器积累。我们发现，需要3D电子显微镜才能全面了解轴突肿胀的大小，含量和频率，这是轴突病理学的标志。两种方法都可以可视化轴突线粒体的分布和形态学细节。在Plp / Y小鼠中，线粒体的数量沿整个轴突长度增加了2倍。线粒体还存在于轴突肿胀内的过度细胞器积聚中。另外，在髓鞘和内舌中检测到细胞器积累。我们发现，需要3D电子显微镜才能全面了解轴突肿胀的大小，含量和频率，这是轴突病理学的标志。两种方法都可以可视化轴突线粒体的分布和形态学细节。在Plp / Y小鼠中，线粒体的数量沿整个轴突长度增加了2倍。线粒体还存在于轴突肿胀内的过度细胞器积聚中。另外，在髓鞘和内舌中检测到细胞器积累。我们发现，需要3D电子显微镜才能全面了解轴突肿胀的大小，含量和频率，这是轴突病理学的标志。在髓鞘和内舌中检测到细胞器积累。我们发现，需要3D电子显微镜才能全面了解轴突肿胀的大小，含量和频率，这是轴突病理学的标志。在髓鞘和内舌中检测到细胞器积累。我们发现，需要3D电子显微镜才能全面了解轴突肿胀的大小，含量和频率，这是轴突病理学的标志。