שעון סריקה פרוטוקול ניתוח תמונה: Plugins ImageJ
Summary
מאמר זה מתאר שני תוספים ImageJ חדשניים לניתוח 'שעון סריקה' תמונה. תוספים אלה להרחיב את הפונקציונליות של התוכנית הבסיסית Visual 6 הבסיסית, והכי חשוב, להפוך את התוכנית זמינה לקהילת מחקר גדול על ידי bundling אותו עם ImageJ חינם תמונה ניתוח תוכנה החבילה.
Abstract
פרוטוקול סריקה השעון לניתוח התמונה הוא כלי יעיל לכמת את עוצמת פיקסל הממוצע בתוך, בגבול, ומחוץ (רקע) סגור או מקוטע באזור בצורת קמור של עניין, מה שמוביל את הדור של אינטגרלי אינטגרלי פיקסל אינטגרלי, פרופיל אינטנסיביות. פרוטוקול זה פותח במקור בשנת 2006, כמו תסריט ויזואלי בסיסי 6, אבל ככזה, זה היה הפצה מוגבלת. כדי לטפל בבעיה זו ולהצטרף לאחרונה המאמצים האחרונים על ידי אחרים, אנו המרה את השעון המקורי לסרוק קוד פרוטוקול לתוך שני מבוססי Java plugins תואם NIH בחסות ו בחופשיות זמין ניתוח תמונות תוכניות כמו ImageJ או פיג 'י ImageJ. יתר על כן, תוספים אלה יש כמה פונקציות חדשות, להרחיב עוד יותר את טווח היכולות של הפרוטוקול המקורי, כגון ניתוח של אזורים מרובים של עניין ערימות התמונה. תכונה זו של התוכנית הוא שימושי במיוחד ביישומים בהם חשוב לקבוע שינויים הקשוריםלזמן ולמיקום. לכן, ניתוח סריקה של השעון של ערימות של תמונות ביולוגיות עשוי להיות מיושם על הפצת Na + או Ca ++ בתוך תא בודד, כמו גם ניתוח של פעילות הפצה ( למשל , גלי ++ Ca) באוכלוסיות של סינפטי מחובר או פער צומת-מצמידים תאים. כאן, אנו מתארים את השעון החדש plugins לסרוק ולהראות כמה דוגמאות של היישומים שלהם בניתוח התמונה.
Introduction
מטרת עבודה זו היא להציג פרוטוקול סרוק השעון כי הוא ללא פלטפורמה חופשית זמין לכל חוקר מעוניין בסוג זה של ניתוח התמונה. פרוטוקול סריקה השעון פותחה במקור בשנת 2006 1 , במטרה לשפר את השיטות הקיימות של כימות פיקסל עוצמת בתוך קמור בצורת אזורים של ריבית (ROI), שיטה שבה יש יכולת אינטגרטיבית טובה יותר ברזולוציה מרחבית משופרת. במהלך הרכישה, פרוטוקול ברצף אוספת מספר רב של פרופילים אינטנסיביות פיקסל רדיאלי, סרוקים ממרכז ROI לגבול שלה, או למרחק קבוע מראש מחוץ ההחזר על ההשקעה לצורך מדידה של עוצמת "פיקסל" הרקע. הפרוטוקול מסמן את הפרופילים לפי רדיוס התא, הנמדד בכיוון הסריקה. לכן, המרחק מהמרכז לגבול ROI של כל סריקה רדיאלית בודדת הוא תמיד 100% של סולם X. לבסוף, התוכנית ממוצעת אלה אינדיבידואליםאל פרופילים לתוך אינטגרל אחד אינטגרלי פרופיל פיקסל אינטנסיביות. בגלל קנה המידה, פרופיל פיקסל בעוצמה מתכוון, המיוצר על ידי פרוטוקול "שעון סריקה", תלוי לא בגודל ROI ולא, בתוך גבולות סבירים, על הצורה ROI. שיטה זו מאפשרת השוואה ישירה, או במידת הצורך, ממוצעים או חיסור של פרופילים של החזרים ROI שונים. הפרוטוקול מאפשר גם תיקון של אינטגרל פיקסל אינטנסיביות פרופילים, של כל אובייקט עבור רעש רקע, על ידי חיסור פשוט של עוצמת הממוצעת של פיקסלים הממוקמים מחוץ לאובייקט. למרות שזה נבדק רק דגימות ביולוגיות, פרוטוקול שלנו מספק תוספת ערך אחרים הקיימים כלי ניתוח התמונה המשמשים מחקרים של תמונות של תהליכים פיסיקליים או כימיים מסודרים סביב נקודת המוצא (כגון דיפוזיה של חומרים ממקור נקודה ) 1 .
עם זאת, המגבלה העיקרית של השיטה המקורית ניתוח התמונה היה כי הפרוטוקול היה dev(VB6) (קוד, ולכן, זה היה תלוי בפלטפורמה וקשה להפיץ (המחייב VB6). כדי להתמודד עם בעיה זו להצטרף למאמצים דומים לאחרונה על ידי חוקרים אחרים 2 , אנו המרה VB6 שעון סריקה תוכנית קוד לתוך שני התוספים מבוססי ג 'אווה, תואם NIH בחסות ו בחופשיות זמין קוד פתוח ו פלטפורמה עצמאית ניתוח תמונות תוכניות, ImageJ 3 ו פיג' י ImageJ 4. יתר על כן, תוספים אלה יש עכשיו כמה פונקציות חדשות להרחיב את היכולת של פרוטוקול המקורי כדי לעבד ROIs מרובים ערימות תמונה.יישומים רבים ניתוח התמונה אינם ידידותיים למשתמש, לגבי ביצוע ניתוח סטטיסטי של אובייקטים מרובים, ולכן, לעתים קרובות רק נתונים נציג מוצגים.עם תוסף רב סריקה Clock ImageJ, ניתן להקל על ניתוח של אובייקטים מרובים בו זמנית.הערכה סטטיסטית חזקה של נתוני מיקרוסקופ,לגבי הפצה עוצמת האות בתאים בודדים / אובייקטים, כעת אפשרי עם תוסף זה plugin. כאן, אנו מתארים את התוספים סריקה השעון ולהראות דוגמאות של היישומים שלהם בניתוח התמונה.
Protocol
Representative Results
Discussion
שעון סריקה פרוטוקול: פרוטוקול סריקה השעון הוא כלי מהיר ופשוט של ניתוח התמונה. היתרונות של פרוטוקול זה, לעומת הקיים גישות משותפות של ניתוח תמונה (כגון ליניארי עוצמת פיקסלים סריקה או חישוב של עוצמת פיקסל הממוצע של ההחזר על ההשקעה), תוארו פרטים בפרסומים קודמים <…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
אנו מודים לד"ר טניה מריץ וד"ר פביאן Feutlinske (מכון לייבניץ של פרמקולוגיה מולקולרית, ברלין, גרמניה) לחלוק איתנו את הגירסה של Fuji ImageJ שעון סריקה תוסף ומעורר השראה לנו לפתח את הגירסה של התוכנית. אנו מודים גם לד"ר פריץ מלצ'רס (המחלקה לפיתוח לימפוציטים, מכון מקס פלנק לזיהום ביולוגיה) על רשותו להשתמש בתמונות ממסד הנתונים של המחלקה שלו לצורך בדיקה ושיפור של התוסף. תמיכה: המרכז עבור מדעי המוח טרנסציונל; מענק NIH: P30-GM110702-03.
Materials
| Computer | Any | compatible with software listed below | |
| ImageJ or Fiji ImageJ | NIH | https://imagej.nih.gov/ij/ or https://fiji.sc/ | bundled with Java 1.8 or higher |
| Clock-scan plugins | freeware | https://sourceforge.net/projects/clockscan/ | Clock_Scan-1.0.1 jar and Multi_Clock_Scan-1.0.1/ jar |
| Origin 9.0 | OriginLab | Northampton, MA, USA | This program was used to generate some graphs of the original Clock Scan data. Any other graphic software can be used to perform this function |
Riferimenti
- Dobretsov, M., Romanovsky, D. “Clock-scan” protocol for image analysis. Am J Physiol Cell Physiol. 291, 869-879 (2006).
- Feutlinske, F., Browarski, M., Ku, M. C., et al. Stonin1 mediates endocytosis of the proteoglycan NG2 and regulates focal adhesion dynamics and cell motility. Nat Commun. 6, 8535 (2015).
- Schneider, C. A., Rasband, W. S., Eliceiri, K. W. NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis. Nat Methods. 9, 671-675 (2012).
- Schindelin, J., Arganda-Carreras, I., Frise, E., et al. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nat Methods. 9, 676-682 (2012).
- Dobretsov, M., Hastings, S. L., Stimers, J. R. Non-uniform expression of alpha subunit isoforms of the Na+/K+ pump in rat dorsal root ganglia neurons. Brain Res. 821, 212-217 (1999).
- Hayar, A., Gu, C., Al-Chaer, E. D. An improved method for patch clamp recording and calcium imaging of neurons in the intact dorsal root ganglion in rats. J Neurosci Methods. 173, 74-82 (2008).
- Dobretsov, M., Pierce, D., Light, K. E., Kockara, N. T., Kozhemyakin, M., Wight, P. A. Transgenic mouse model to selectively identify alpha3 Na,K-ATPase expressing cells in the nervous system. Society for Neuroscience. , 1 (2015).
- Lein, E. S., Hawrylycz, M. J., Ao, N., et al. Genome-wide atlas of gene expression in the adult mouse brain. Nature. 445, 168-176 (2007).
- Romanovsky, D., Mrak, R. E., Dobretsov, M. Age-dependent decline in density of human nerve and spinal ganglia neurons expressing the alpha3 isoform of Na/K-ATPase. Neuroscienze. 310, 342-353 (2015).
- Campbell, J., Singh, D., Hollett, G., et al. Spatially selective photoconductive stimulation of live neurons. Front Cell Neurosci. 8, 142 (2014).
- Yuryev, M., Pellegrino, C., Jokinen, V., et al. In vivo Calcium Imaging of Evoked Calcium Waves in the Embryonic Cortex. Front Cell Neurosci. 9, 500 (2015).
- Qiao, M., Sanes, J. R. Genetic Method for Labeling Electrically Coupled Cells: Application to Retina. Front Mol Neurosci. 8, 81 (2015).
