4D 공 촛점 시간 경과 이미징을 다음 샘플 편차 수정
Summary
시간 경과 현미경은 개발 프로세스의 시각화를 할 수 있습니다. 화상 취득 동안에 성장 또는 샘플의 드리프트가 정확하게 따르고 개발 중에 세포의 움직임을 측정하는 능력을 감소시킨다. 우리는 시간에 따른 입체 샘플 드리프트 보정하기 위해 오픈 소스 이미지 처리 소프트웨어를 사용하는 방법을 설명한다.
Abstract
사차원 (4D) 공 초점 데이터 세트의 생성; 시간이 지남에 따라 3D 이미지 시퀀스로 구성된; 발달 과정에 관여 세포의 동작을 캡처 할 수있는 훌륭한 방법을 제공합니다. 세포의 움직임을 추적하고, 수행하는 기능은 화상 획득 동안에 샘플의 드리프트 또는 어떤 경우에는 증가로 인해 발생하는 샘플의 움직임에 의해 제한된다. 드리프트 및 / 또는 성장에 의해 영향을받는 데이터 세트에서 추적 셀은 셀 위치의 분석으로이 운동을 통합 할 것입니다. 이 샘플 내에서 정적 구조의 명백한 움직임의 원인이 될 수 있습니다. 따라서 이전의 세포 추적에 대한 모든 샘플 드리프트 수정해야합니다. ImageJ에 2,3의 오픈 소스 피지 분배 (1)과 통합 궤적 도구 4를 사용하여, 우리는 공 초점 데이터 세트에서 잘못된 샘플의 움직임을 제거 할 수있는 올바른 3D 드리프트 플러그인을 개발했다. 이 프로토콜은 효율적으로 초점 포에 샘플 번역 또는 변경에 대한 보상연장 된 시간 경과 실험을 통해 세포의 움직임을 시각화하고 측정하는 능력을 유지하면서 사차원 촛점 데이터 세트마다 포인트를 등록하는 단계 상관을 이용함으로써 구성비.
Introduction
공 촛점 이미징 널리 형태의 세포의 움직임과 변화를 따라 세포 및 발달 생물학에 사용됩니다. 다른 초점면에 광학 섹션의 일련 캡처 허용 후 3D 데이터 세트의 시간 경과 시리즈를 생성하여 네 차원 (4D)으로 확장 될 수있는 샘플의 3 차원 (3D) 모델의 생성. 4D 데이터 세트의 생성은 세포의 움직임과 행동의 상세한 측정을 할 수 있습니다. 장기간의 시간 경과 실험에서는 샘플의 움직임을 관찰하는 것이 일반적입니다. 이는 하드웨어 제어 단계와 초점 위치에서 약간의 부정확으로 인해 발생할 수 있습니다. 다른 사람의 경우, 드리프트 샘플 장착 미디어 내에서 샘플 성장과 유연성에 의해 유도 된 운동의 결과이지만. 방법은 하드웨어를 중심으로 시스템을 개선하고 설치 매체의 증가 강성 등의 이러한 움직임을 보상하거나 제한하기 위해 존재한다. 그러나, 이러한 접근법에 의한 촬상으로의 많은 경우에 적용 할 수 없다등 최대 샘플 유지 보수 및 성장에 적합한 조건을 제공해야합니다. 오픈 소스 소프트웨어 솔루션은 ImageJ에 또는 피지 StackReg 및 TurboReg (http://bigwww.epfl.ch/thevenaz/stackreg/) 5 플러그인을 사용하여, 시간이 지남에 따라 2 차원 운동의 보정을 위해 존재하지만, 이들은 수 없습니다 4D 데이터 세트에 적용 할.
샘플의 드리프트를 교정하기 위해 우리는 오픈 소스 영상 처리 플랫폼, 피지 1을 활용하는 플러그인 (올바른 3D 드리프트)를 개발했습니다. 우리의 플러그인은 입체 시간 경과 실험 샘플 드리프트의 결과로서 발생하는 움직임을 보정하기 위해 위상 상관 등록을 수행 할 수있다. 위상 상관 관계 (6) 이미지 사이의 변환을 결정하는 계산 효율적인 방법입니다. 여기에 설명 플러그인 Preibisch 외. (7)에 의해 개발 된 위상 – 상관 라이브러리를 이용한다. 멀티 채널 실험에서, 플러그인은 determi에 하나의 채널을 이용필요한 보정 NE. 이 보정은 다음 4D 데이터 세트의 등록 결과 추가적인 채널에 적용된다.
제브라 피쉬 모델 시스템에서 많은 시간, 심지어 며칠 8의 기간 동안 시간 경과 촬상을 행할 수있다. 제브라 피쉬를 장착하기위한 일반적인 방법은 운동 9-11을 제한, 저 융점 아가 로스 (0.8 ~ 1.5 %)에서 마취 라이브 배아를 포함하는 것입니다. 이동이 규제되는 동안 샘플의 성장이 정지 한 위치를 이동 시야 내의 세포의 결과 발생한다. 배아에서 세포의 이동을 수행하기 위해 먼저 전체 샘플의 움직임을 보정 할 필요가있다. 이 프로토콜은 제브라 시험편으로 개발되었고, 화상 체절 개발 (12)에 이용되었지만 어떠한 4D 촛점 집합에 적용될 수있다.
Protocol
Representative Results
Discussion
오랜 시간 경과 현미경 실험에서 파생 된 데이터 세트의 샘플 드리프트를 해결하기 위해 후 처리 소프트웨어를 사용하는 우리의 능력은 요인에 의해 제한됩니다. 샘플의 철새 이동 대 드리프트를 식별 할 수있는 기능은 사용 된 세포 마커에 따라 달라집니다. 어느 널리 샘플 내에서 표현이나 이미지 수집하는 동안 철새 이벤트에 관련되지 않은 세포 마커 드리프트 보정을위한 최고의 소스를 제공…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
우리는 가비 마틴이 작업을 시작하고 피지와 ImageJ에 프로젝트 참여자의 모든 EMBO2010 3D 발달 이미징 워크숍의 주최자에게 감사의 말씀을 전합니다.
Materials
| Ethyl 3-aminobenzoate methanesulfonate (Tricaine) | Sigma-Aldrich | A5040 |
| Low gelling temperature agarose | Sigma-Aldrich | A9414-25G |
| Dumont #4 Forceps | Electron Microscopy Sciences | 0208-4-PO |
| Disposable 3mL graduated | Samco | 212 |
| Polyethylene transfer pipette | ||
| 9cm bacterial grade Petri dishes | Greiner Bio One | 632180 |
| Fluorinated ethylene propylene (FEP) tubing | Bola | S1815-04 |
| Zeiss LSM-710 Confocal microscope | Zeiss | |
| W Plan-Apochromat 20x/1.0 DIC Objective | Zeiss | 421452-9600-000 |
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