上皮生長動力學(xué)量化分析系統(tǒng)

上皮生長動力學(xué)自動圖像分析系統(tǒng)

背景及該系統(tǒng)重要性：

多細胞組織以復(fù)雜和動態(tài)的方式生長和發(fā)育。終的組織大小和結(jié)構(gòu)由細胞分裂、細胞死亡、細胞形狀變化和細胞重排的協(xié)調(diào)決定.

了解這些過程如何在時間和空間上整合的動態(tài)性質(zhì)對于理解組織生長和形態(tài)發(fā)生至關(guān)重要。

上皮細胞生長并進行廣泛的重排以達到其終大小和形狀。 隨著延時顯微鏡的，現(xiàn)在可以對組織生長和形態(tài)發(fā)生的動態(tài)進行成像，但對其復(fù)雜性的真正理解受到自動圖像分析提取定量數(shù)據(jù)的限制。 為了克服這些限制，我們引進銷售歐美進口的Epibio上皮生長動力學(xué)量化分析系統(tǒng)。

系統(tǒng)簡述：

該上皮生長動力學(xué)量化分析系統(tǒng)以高時間和細胞分辨率捕捉組織生長和形態(tài)發(fā)生的動態(tài)過程，并進行高通量、準確的自動量化分析大的延時數(shù)據(jù)集圖像。

該系統(tǒng)提供了用戶友好的圖形用戶界面，用于準確分割和跟蹤從 4D 共聚焦成像獲得的細胞膜信號的輪廓，進行自動化的細胞分割和細胞跟蹤，以及定量描述動態(tài)細胞行為的分析。

該系統(tǒng)是一個新的上皮組織圖像分析工具平臺。Epibio目前針對上皮細胞中膜標記細胞的二維（2D）細胞輪廓分割和跟蹤進行了優(yōu)化，初使用共聚焦顯微鏡以4D（x，y，z，time）數(shù)據(jù)集的形式獲得。面向廣泛的用戶群體，特別是幾乎沒有受過計算機科學(xué)培訓(xùn)的生物學(xué)家，其設(shè)計易于安裝和使用，提供了一個有指導(dǎo)的分析環(huán)境，但具有模塊化和可擴展性。已經(jīng)確保圖像分割和特征提取模塊之間的接口基于簡單的標準格式，這樣，如果需要，可以很容易地使用現(xiàn)有的解決方案。

該上皮生長動力學(xué)量化分析系統(tǒng)用于從上皮組織中提取膜信號并借助計算機視覺對其進行分析。開發(fā)靈感來自分析生長中的果蠅成蟲盤的延時的挑戰(zhàn)。折疊形態(tài)、小的頂端細胞表面

和長時間序列需要新的自動細胞識別來準確研究生長動力學(xué)。

使用Epibio能夠充分利用體外培養(yǎng)和活體成像的力量，揭示動態(tài)生長組織的新特性，這些特性以前被忽視了。我們揭示了細胞區(qū)域和細胞形狀（多邊形）分布如何隨著上皮細胞的發(fā)育在不同細胞群中發(fā)生變化，以及細胞分裂方向如何受細胞形狀調(diào)節(jié)的新見解。我們還系統(tǒng)地分析了翼盤中細胞鄰域關(guān)系的空間和時間模式，并揭示了以前被認為缺乏細胞重排的組織中細胞嵌入和流體樣連接動力學(xué)的模式。

模塊化格式專為分割延時圖像和輸出細胞輪廓的數(shù)字化骨架和量化分析而設(shè)計，旨在利用光學(xué)顯微鏡的新進展來生成上皮組織形態(tài)發(fā)生的定量描述；

先是圖像處理應(yīng)用程序，用于從實驗數(shù)據(jù)中提取膜輪廓，其特點是：

• 自適應(yīng)表面投影
  

• 一種選擇性播種的區(qū)域生長分割算法

• 專家輸入的輔助種子校正

• 用于指導(dǎo)和可重復(fù)分析的 GUI

二個用于生物成像平臺 icy 的插件集合，用于交互式分析骨架文件，其特點是：

• 基于網(wǎng)絡(luò)的 java 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來語義描述組織

• 自動提取和顯示開發(fā)功能，包括：

• 分裂和消除

• 結(jié)重排 (T1,T2)

• 細胞伸長模式

• 眾多導(dǎo)出選項，包括電子表格、GraphML 和矢量圖形

• 估計的 3D gridfit 表面的可視化和測量

• 基于輔助通道的克隆檢測

上皮生長動力學(xué)自動圖像分析系統(tǒng)