بمساعدة الحاسوب على نطاق واسع التصور النوعي والكمي لقداس جزيرة البنكرياس والتوزيع الحجم والعمارة
Summary
يتم وصف أساليب بمساعدة الحاسوب الرواية على نطاق واسع الشراء وتحليل العينات immunohistochemically البنكرياس الملون : (1) القبض على شريحة افتراضية للقسم كامل ، (2) التحليل الشامل للبيانات واسعة النطاق ، (3) إعادة بناء شرائح الظاهري 2D ، (4) رسم الخرائط 3D جزيرة ، و (5) التحليل الرياضي.
Abstract
في جزيرة البنكرياس هي فريدة من نوعها الدقيقة الجهاز يتكون من عدة خلايا الغدد الصماء إفراز هرمون مثل خلايا بيتا (الأنسولين) ، خلايا ألفا (الجلوكاجون) ، ودلتا الخلايا (السوماتوستاتين) التي هي جزء لا يتجزأ في أنسجة الاكسوكرين وتشمل 1 — 2 ٪ من البنكرياس بأكمله. هناك علاقة وثيقة بين الجسم والوزن البنكرياس. مجموع بيتا كتلة الخلايا يزيد أيضا نسبيا للتعويض عن الطلب على الأنسولين في الجسم. ما يهرب هذا التوسع متناسب هو توزيع حجم الجزر. الحيوانات الكبيرة مثل البشر حصة مماثلة مع توزيعات حجم جزيرة الفئران ، مما يشير إلى أن هذا الجهاز الصغير الحجم له حد معين لتكون وظيفية. يتم تعويض عجز بنكرياسات الحيوانات الكبيرة لتوليد الجزر أكبر نسبيا نتيجة للزيادة في عدد من الجزر ، وزيادة في نسبة أكبر الجزر في الجزيرة بشكل عام حجم التوزيع. علاوة على ذلك ، تبدي مرونة الجزر ضرب في تكوين الخلايا والعمارة بين الأنواع المختلفة ، وأيضا داخل نفس النوع في ظل الظروف الفيزيولوجية المرضية المختلفة. في هذه الدراسة ، ونحن تصف رواية نهج لتحليل بيانات الصور البيولوجي في سبيل تسهيل أتمتة العمليات التحليلية ، والتي تسمح لتحليل مجموعات البيانات الكبيرة وغير المتجانسة في دراسة مثل هذه العمليات البيولوجية الحيوية والهياكل المعقدة. وقد أعاقت هذه الدراسات بسبب الصعوبات التقنية لأخذ العينات غير منحازة وتوليد واسعة النطاق للقبض على مجموعات البيانات بدقة مدى تعقيد العمليات البيولوجية البيولوجيا جزيرة. هنا نعرض أساليب لجمع "ممثل" غير منحازة البيانات ضمن محدودية العينات (أو للتقليل من جمع العينات) وإعدادات القياسية التجريبية ، وعلى وجه التحديد إلى تحليل معقد ثلاثي الأبعاد هيكل الجزيرة. بمساعدة الحاسوب الآلي يسمح لجمع وتحليل البيانات لمجموعات واسعة النطاق وغير منحازة ويؤكد أيضا تفسير البيانات. وعلاوة على ذلك ، فإن القياس الكمي الدقيق لحجم التوزيع المكاني وينسق جزيرة (أي X ، Y ، Z – مناصب) لا يؤدي إلى تصور دقيق لهيكل جزيرة البنكرياس وتكوينها ، ولكن أيضا يتيح لنا التعرف على الأنماط خلال التنمية والتكيف مع الظروف تغيير من خلال النمذجة الرياضية. الأساليب المتقدمة في هذه الدراسة تنطبق على دراسات للكثير من النظم الأخرى والكائنات كذلك.
Protocol
Discussion
قدم بمساعدة الحاسوب على نطاق واسع وتقدير تحمل التصور هنا أربع نقاط رئيسية في الدراسات جزيرة البنكرياس : (1) تحليل واسع النطاق للعينات البنكرياس يوفر رؤية شاملة للجزيرة العام توزيع حجم وهيكل الجزيرة. (2) وإعادة الإعمار 3D والتحليل الرياضي لتكوين بنية الخلوية وزيادة تيسي…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وتدعم هذه الدراسة من قبل الولايات المتحدة الصحة العامة خدمة المنح DK – 081527 ، 072473 وDK DK – 20595 لجامعة شيكاغو ومركز أبحاث السكري التدريب (الحيوان النماذج الأساسية) ، وهبة من مؤسسة أسرة Kovler.
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).
