Assistita da computer su larga scala di visualizzazione e quantificazione della Messa di isole pancreatiche, distribuzione delle dimensioni e architettura
Summary
Metodi computer-assistita romanzo di grandi appalti e l'analisi di campioni di pancreas immunoistochimiche colorati sono descritte: (1) l'acquisizione di Virtual Fetta di tutta la sezione, (2) analisi di massa di dati su larga scala, (3) Ricostruzione di sezioni 2D virtuale , (4) la mappatura delle isole 3D, e (5) Analisi Matematica.
Abstract
Le isole pancreatiche è un unico micro-organo composto da cellule endocrine che secernono diversi ormoni come il beta-cellule (insulina), alfa-cellule (glucagone) e delta-cellule (somatostatina) che sono incorporati nel tessuto esocrino e comprendono 1 – 2% del pancreas intero. Vi è una stretta correlazione tra il corpo e il peso del pancreas. Totale delle cellule beta massa aumenta proporzionalmente anche per compensare la richiesta di insulina nel corpo. Ciò che sfugge a questa espansione proporzionale è la distribuzione delle dimensioni delle isole. Grandi animali come gli esseri umani condividono simili distribuzioni isolotto formato con i topi, suggerendo che questo micro-organo ha un certo limite dimensioni per essere funzionale. L'incapacità del pancreas grande animale per generare isolotti proporzionalmente maggiore è compensata da un aumento del numero di isolotti e da un aumento della proporzione di più grandi isole nella loro distribuzione complessiva dimensioni isolotto. Inoltre, isolotti mostrano una plasticità impressionante nella composizione cellulare e architettura tra le diverse specie e anche all'interno della stessa specie in diverse condizioni fisiopatologiche. Nel presente studio, si descrivono nuovi approcci per l'analisi dei dati di immagine biologici al fine di facilitare l'automazione dei processi analitici, che permettono l'analisi di grandi raccolte di dati eterogenei e nello studio di tali processi dinamici biologici e strutture complesse. Tali studi sono stati ostacolati a causa di difficoltà tecniche di campionamento imparziale e generando grandi insiemi di dati da catturare con precisione la complessità dei processi biologici di biologia isolotto. Qui si mostrano i metodi per raccogliere imparziale "rappresentante" dei dati all'interno della limitata disponibilità di campioni (o ridurre al minimo la raccolta del campione) e le impostazioni standard sperimentali, e di analizzare con precisione la complessa struttura tridimensionale dell'isolotto. Assistita da computer di automazione consente la raccolta e l'analisi di grandi set di dati e assicura anche imparziali di interpretazione dei dati. Inoltre, la quantificazione precisa della distribuzione delle dimensioni delle isole e coordinate spaziali (ad esempio X, Y, Z-posizioni) non solo porta ad una visualizzazione accurata della struttura di isole pancreatiche e la composizione, ma ci permette anche di identificare i modelli durante lo sviluppo e l'adattamento alle condizioni di alterazione attraverso modelli matematici. I metodi sviluppati in questo studio sono applicabili gli studi di molti altri sistemi e organismi pure.
Protocol
Discussion
Il computer-assistita su larga scala di visualizzazione e quantificazione qui presentati permettersi quattro punti chiave per gli studi delle isole pancreatiche: (1) Una grande analisi di campioni del pancreas fornisce una visione completa della distribuzione complessiva dimensioni e l'architettura isolotto isolotto. (2) La ricostruzione 3D e analisi matematica di composizione cellulare e architettura facilitare ulteriormente l'esame della disposizione spaziale delle cellule endocrine all'interno di un isolo…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Lo studio è supportato da US Public Health Service Concessione DK-081527, 072473 e DK-DK-20595 per l'Università di Chicago Diabetes Centro di Ricerca e Formazione (Animal Models core), e un dono da parte della Fondazione Famiglia Kovler.
Materials
| Material Name | Tipo | 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 |
Riferimenti
- 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).
