בסיוע מחשב ויזואליזציה בקנה מידה גדול כימות המוניים הלבלב איילט, התפלגות גודל ואדריכלות
Summary
שיטות רומן בעזרת מחשב של רכש בקנה מידה גדול וניתוח של immunohistochemically דגימות הלבלב מוכתם מתוארים: (1) ללכוד Slice וירטואלי של הסעיף כולו; (2) ניתוח המוניים בקנה מידה גדול של נתונים, (3) שחזור וירטואלי Slices 2D ; (4) מיפוי 3D איון; ו (5) ניתוח מתמטי.
Abstract
לבלב הוא איבר מיקרו ייחודית המורכבת מכמה הפרשת הורמון תאים אנדוקריניות כגון בטא תאים (אינסולין), אלפא תאים (גלוקגון), ואת דלתא תאים (somatostatin) המוטבעות הרקמות אקסוקרינית ו מהווים 1 – 2% של הלבלב כולו. קיים קשר הדוק בין משקל הגוף הלבלב. מסה סך בטא תא גם מגדילה באופן יחסי, כדי לפצות על הביקוש האינסולין בגוף. מה זה בורח הרחבה מידתית היא הפצה בגודל של איי. בעלי חיים גדולים כמו בני האדם חולקים גודל דומה איון הפצות עם עכברים, מה שמראה כי זה איבר מיקרו יש מגבלת גודל מסוים להיות פונקציונלי. חוסר היכולת של pancreata חיה גדולה ליצור איים יחסי גדול יותר מפוצה על ידי עלייה במספר איים ועל ידי עלייה בשיעור של איים גדולים יותר הכוללת תפוצתם גודל איון. יתר על כן, איים התערוכה פלסטיות בולט בהרכב ארכיטקטורה הסלולר בין מינים שונים גם בתוך אותו מין בתנאים pathophysiological שונים. במחקר הנוכחי, אנו מתארים גישות חדשות לניתוח של נתוני התמונה ביולוגיים על מנת להקל על אוטומציה של תהליכים אנליטיים, המאפשרים ניתוח של אוספי נתונים גדולים הטרוגנית בחקר תהליכים ביולוגיים כגון דינמי מבנים מורכבים. מחקרים כאלה כבר הקשו בשל קשיים טכניים של הדגימה משוחדת ויצירת בקנה מידה גדול ערכות נתונים בדיוק כדי לתפוס את המורכבות של התהליכים הביולוגיים של הביולוגיה איון. כאן אנו מציגים שיטות לאיסוף משוחדת "נציג" הנתונים בתוך הזמינות המוגבלת של דגימות (או למזער את אוסף לדוגמה) ואת ההגדרות ניסיוני סטנדרטי, כדי לנתח במדויק את המבנה המורכב תלת ממדי של איון. בסיוע מחשב מאפשר אוטומציה לאיסוף וניתוח של בקנה מידה גדול ערכות נתונים וגם מבטיח פרשנות מוטה של הנתונים. יתר על כן, כימות מדויק של התפלגות גודל איון ו קואורדינטות מרחביות (כלומר X, Y, Z-עמדות) לא רק מוביל הדמיה מדויקת של מבנה הלבלב איון הרכב, אלא גם מאפשר לנו לזהות דפוסים במהלך פיתוח והתאמה לתנאים שינוי באמצעות מודלים מתמטיים. השיטות שפותחו במחקר זה החלות על מחקרים של מערכות אחרות ואורגניזמים רבים.
Protocol
Discussion
בסיוע מחשב בקנה מידה גדול להדמיה וכימות המוצגים כאן להרשות ארבע נקודות מפתח במחקרים לבלב: (1) ניתוח בקנה מידה גדול של דגימות הלבלב מספק תצוגה מקיפה של הפצה הגודל הכולל איון ואדריכלות איון. (2) שחזור 3D ו ניתוח מתמטי של הרכב ארכיטקטורה הסלולר נוספת להקל על בחינה של הסדר המ…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחקר נתמך על ידי ארצות הברית השירות לבריאות הציבור של גרנט DK-081527, 072473 ו DK-DK-20595 של אוניברסיטת שיקגו סוכרת מחקר מרכז הדרכה (Core מודלים בבעלי חיים), ואת מתנת קרן משפחת קובלר.
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Fluorescent microscope | Microscope | Olympus | IX-81 | |
| Stereo Investigator | Program | MicroBrightField | ||
| MIP-GFP mice | Mice | Jackson Laboratory | ||
| Mathematica | Program | Wolfram | ||
| Image J | Program | NIH | ||
| Slidebook | Program | Olympus |
References
- Steiner, D. J., Kim, A., Miller, K., Hara, M. Pancreatic islet plasticity – Interspecies comparison of islet architecture and composition. ISLETS. 2, 135-145 (2010).
- Kim, A., Miller, K., Jo, J., Wojcik, P. l., Kilimnik, G., Hara, M. Islet architecture – a comparative study. ISLETS. 1, 129-136 (2009).
- Kilimnik, G., Kim, A., Jo, J., Miller, K., Hara, M. Quantification of pancreatic islet distribution in situ in mice. Am J Physiol Endocrinol Metab. 297, E1331-E1338 (2009).
- Hara, M., Dizon, R. F., Glick, B. S., Lee, C. S., Kaestner, K. H., Piston, D. W., Bindokas, V. P. Imaging pancreatic beta-cells in the intact pancreas. Am J Physiol Endocrinol Metab. 290, E1041-E1047 (2006).
- Hara, M., Wang, X., Kawamura, T., Bindokas, V. P., Dizon, R. F., Alcoser, S. Y., Magnuson, M. A., Bell, G. I. Transgenic mice with green fluorescent protein-labeled pancreatic beta -cells. Am J Physiol Endocrinol Metab. 284, E177-E183 (2003).
