컴퓨터를 이용한 대규모 시각화 및 췌장 아일릿 질량, 크기 유통과 건축의 부량
Summary
immunohistochemically 스테인드 췌장 표본의 대규모 조달 및 분석의 새로운 컴퓨터를 이용한 방법에 설명되어 있습니다 : 전체 섹션 (1) 가상 슬라이스 캡처를, 대규모 데이터 (2) 질량 분석, 2D 가상 조각 (3) 재건 (4) 3D 아일릿 매핑, 그리고 (5) 수학 분석.
Abstract
췌장 아일릿는 베타 세포 (인슐린), 알파 세포 (글루카곤) 및 exocrine 조직에 포함된 1을 구성하는 델타 – 전지 (somatostatin)와 같은 여러 호르몬 secreting의 내분비 세포로 구성된 독특한 마이크로 기관입니다 – 전체 췌장의 2 %. 신체 및 췌장의 무게 사이에 밀접한 상관 관계가있다. 총 베타 세포 질량은 또한 몸 속에 인슐린의 수요에 대한 보상에 비례하여 증가합니다. 무엇이 비례 확장 아일 레츠의 크기 분포는 탈출. 같은 인간 같은 큰 동물이 마이크로 기관은 기능이 될 수있는 특정 크기 제한을 갖고 제안, 마우스와 유사한 아일릿 크기 배포판을 서로 나누세요. 비례 큰 아일 레츠를 생성하기 위해 대형 동물 pancreata의 무능력은 아일 레츠의 수가 증가하고 전체 아일릿 크기 분포에 큰 아일 레츠의 비율의 증가에 의해 보상됩니다. 또한, 아일 레츠 다양한 pathophysiological 조건 하에서 같은 종 내에서 서로 다른 종 사이 세포 조성과 건축과 또한 인상적인 소성을 나타냅니다. 현재 연구에서 우리는 이러한 역동적인 생물 학적 프로세스와 복잡한 구조의 연구에 대규모 이기종 데이터 컬렉션의 분석을 위해 수 있도록 분석 프로세스의 자동화를 촉진하기 위해 생물 학적 이미지 데이터의 분석을위한 새로운 접근 방법을 설명합니다. 이러한 연구로 인해 불편 샘플링의 기술적 어려움을 방해하고 대규모 데이터를 생성하는 것은 정확하게 아일릿 생물학의 생물 학적 프로세스의 복잡도를 캡처 설정되었습니다. 여기 샘플의 제한된 가용성 (또는 샘플 수집을 최소화하기 위해) 및 표준 실험 설정 이내 편견 "대표"데이터를 수집하고, 아일릿의 복잡한 입체 구조를 정확하게 분석하는 방법을 보여줍니다. 컴퓨터를 이용한 자동화 대규모 데이터 세트의 수집 및 분석을위한 수 있으며, 데이터의 편견 해석을 보장합니다. 또한, 아일릿 크기 분포와 공간 좌표 (즉, X, Y, Z – 위치)의 정확한 양을 정함뿐만 아니라 췌장 아일릿 구조 및 조성의 정확한 시각화로 연결뿐만 아니라, 우리가 변경 조건을 개발하고 적응하는 동안 패턴을 파악할 수 있습니다 수학적 모델링을 통해. 본 연구에서 개발된 방법은뿐만 아니라 다른 많은 시스템과 생물의 연구에 적용됩니다.
Protocol
Discussion
컴퓨터를 이용한 대규모 시각화 및 부량 여기 췌장 아일릿 연구에서 4 가지 주요 포인트를 여유 제시 : (1) 췌장 표본의 대규모 분석 전체 아일릿 크기 분포 및 아일릿 아키텍처의 포괄적인 뷰를 제공합니다. (2) 세포 조성과 구조의 3 차원 재구성 및 수학적 분석은 더 아일릿 이내 내분비 세포의 공간적 배열의 시험을 용이하게합니다. (3) 서로 다른 종 간의 다양한 pathophysiological 조건 하에서 동일한 …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
연구는에서 지원하는 미국 보건 서비스 그랜트 DK – 081527, DK – 072473 시카고 당뇨병 연구 및 교육 센터 (동물 모델 코어) 대학 및 Kovler 가족 재단에서 선물 DK – 20595.
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).
