Assistée par ordinateur à grande échelle de visualisation et quantification de la messe des îlots pancréatiques, distribution de taille et d'architecture
Summary
Méthodes assistées par ordinateur du roman achats à grande échelle et d'analyse des échantillons pancréatiques immunohistochimiquement colorées sont décrites: (1) la capture Slice virtuelle de toute la section, l'analyse de masse (2) de données à grande échelle; (3) la reconstruction de la 2D tranches virtuelles (4); cartographie des îlots 3D, et (5) L'analyse mathématique.
Abstract
Les îlots pancréatiques est un unique micro-organe composé de cellules sécrétant l'hormone de plusieurs endocriniens tels que les bêta-cellules (l'insuline), les cellules alpha (glucagon), et delta-cellules (somatostatine) qui sont incorporés dans les tissus exocrines et comprennent 1 – 2% de tout le pancréas. Il ya une corrélation étroite entre le corps et le poids du pancréas. Total des masse des cellules bêta augmente aussi proportionnellement pour compenser la demande d'insuline dans le corps. Ce qui échappe à cette expansion proportionnelle est la distribution en taille des îlots. Les grands animaux tels que les humains partagent les mêmes distributions de taille des îlots avec des souris, suggérant que cet organe de micro-a une limite certaine taille pour être fonctionnel. L'incapacité du pancréas de produire de gros animaux îlots proportionnellement plus est compensée par une augmentation du nombre d'îlots et par une augmentation de la proportion de grands îlots dans leur distribution îlot taille globale. Par ailleurs, les îlots présentent une plasticité frappant dans la composition cellulaire et de l'architecture parmi les différentes espèces et aussi au sein de la même espèce dans différentes conditions physiopathologiques. Dans la présente étude, nous décrivons de nouvelles approches pour l'analyse de données d'images biologiques afin de faciliter l'automatisation des processus analytiques, qui permettent l'analyse de grandes collections de données hétérogènes et dans l'étude de ces dynamiques des processus biologiques et les structures complexes. Ces études ont été entravés en raison de difficultés techniques d'échantillonnage impartiale et générant grande échelle des ensembles de données avec précision saisir la complexité des processus biologiques de la biologie de l'îlot. Ici, nous montrons des méthodes pour recueillir impartiale "représentative" des données au sein de la disponibilité limitée des échantillons (ou de minimiser le prélèvement de l'échantillon) et les paramètres standard expérimentale, et d'analyser précisément le complexe structure tridimensionnelle de l'îlot. Assistée par ordinateur permet l'automatisation de la collecte et l'analyse des ensembles de données à grande échelle et assure également l'interprétation impartiale des données. Par ailleurs, la quantification précise de la distribution granulométrique des îlots et les coordonnées spatiales (ie X, Y, Z-positions) ne conduit pas seulement à une visualisation précise de la structure et la composition des îlots pancréatiques, mais nous permet également de repérer les tendances au cours du développement et l'adaptation aux conditions de modification grâce à la modélisation mathématique. Les méthodes développées dans cette étude sont applicables aux études d'un grand nombre d'autres systèmes et organismes ainsi.
Protocol
Discussion
Le assistée par ordinateur à grande échelle de visualisation et de quantification présentée ici se permettre quatre points clés dans les études des îlots pancréatiques: (1) Une analyse à grande échelle d'échantillons pancréatiques fournit une vue complète de la distribution des îlots de taille globale et l'architecture des îlots. (2) La reconstruction 3D et l'analyse mathématique de la composition cellulaire et l'architecture de faciliter davantage l'examen de l'arrangement spati…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
L'étude est soutenue par l'US Public Health Service Grant DK-081527, 072473 et DK-DK-20595 à l'Université de Chicago recherche sur le diabète et le Centre de Formation (Animal Core Model), et un don de la Fondation de la Famille 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 |
Referências
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- 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).
