بروتوكول المسح الضوئي على مدار الساعة لتحليل الصور: إيماجيج الإضافات
Summary
تصف هذه الورقة اثنين من الإضافات إيماجيج رواية لتحليل الصور "مسح الساعة". هذه الإضافات توسيع وظائف البرنامج البصري الأساسي 6 الأصلي، والأهم من ذلك، جعل البرنامج متاح لمجتمع بحثي كبير من خلال تجميعه مع إيماجيج مجانا حزمة برامج تحليل الصور.
Abstract
ويعد بروتوكول المسح الضوئي على مدار الساعة لتحليل الصور أداة فعالة لتحديد متوسط كثافة البكسل داخل المنطقة الحدودية أو الخلفية (أو الخلفية) المغلقة أو المجزأة ذات الاهتمام المحدود، مما يؤدي إلى توليد متوسط التكامل البيني الشعاعي، الكثافة الشخصية. وقد تم تطوير هذا البروتوكول أصلا في عام 2006، باعتباره البصرية الأساسية 6 النصي، ولكن على هذا النحو، كان توزيع محدود. لمعالجة هذه المشكلة والانضمام إلى جهود مماثلة مماثلة من قبل الآخرين، قمنا بتحويل الأصلي رمز بروتوكول المسح الضوئي على مدار الساعة إلى اثنين من الإضافات المستندة إلى جافا متوافق مع نيه برعاية ومتاحة بحرية برامج تحليل الصور مثل إيماجيج أو فيجي إيماجيج. وعلاوة على ذلك، هذه الإضافات لديها العديد من الوظائف الجديدة، وزيادة توسيع مجموعة من قدرات البروتوكول الأصلي، مثل تحليل مناطق متعددة من الفائدة وصورة مداخن. الميزة الأخيرة للبرنامج مفيدة بشكل خاص في التطبيقات التي من المهم تحديد التغييرات ذات الصلةإلى الوقت والمكان. وهكذا، فإن تحليل المسح الضوئي على مدار الساعة من أكوام من الصور البيولوجية يمكن أن تطبق على نشر نا + أو كا ++ داخل خلية واحدة، وكذلك لتحليل النشاط انتشار (على سبيل المثال ، موجات كا ++ ) في السكان من سينابتيكالي متصلة أو الفجوة تقاطع الخلايا. هنا، ونحن تصف هذه الإضافات المسح الضوئي على مدار الساعة الجديدة وتظهر بعض الأمثلة على تطبيقاتها في تحليل الصور.
Introduction
والهدف من هذا العمل هو تقديم بروتوكول المسح الضوئي على مدار الساعة التي هي منصة خالية ومتوفرة بحرية لأي باحث مهتم في هذا النوع من تحليل الصور. وقد تم تطوير بروتوكول المسح الضوئي على مدار الساعة في الأصل في عام 2006 1 ، بهدف تحسين الطرق القائمة لقياس كثافة بكسل ضمن مناطق محدبة الشكل ذات الاهتمام (روي)، وهي الطريقة التي لديها قدرة تكامل أفضل وتحسين القرار المكاني. خلال عملية الاستحواذ، بروتوكول بالتتابع بجمع متعددة شعاعي بكسل الكثافة ملامح، الممسوحة ضوئيا من مركز روي إلى حدودها، أو إلى مسافة محددة سلفا خارج العائد على الاستثمار لغرض قياس "الخلفية" كثافة بكسل. بروتوكول موازين هذه التشكيلات وفقا لنصف قطر الخلية، ويقاس في اتجاه المسح الضوئي. وهكذا، فإن المسافة من المركز إلى حدود عائد الاستثمار من كل مسح شعاعي الفردية هو دائما 100٪ من نطاق X. وأخيرا، فإن البرنامج متوسط هذه إنديفيدووملامح الشخصية في واحد لا يتجزأ شعاعي بكسل كثافة شدة. بسبب التحجيم، يعني متوسط كثافة بكسل الشخصي، التي تنتجها "مسح كلوك"، لا يعتمد على حجم عائد الاستثمار ولا، في حدود معقولة، على شكل العائد على الاستثمار. تسمح هذه الطريقة بمقارنة مباشرة أو، عند الاقتضاء، المتوسط أو الطرح لمحات من مختلف عائد الاستثمار. يسمح البروتوكول أيضا تصحيح ملامح كثافة بكسل متكاملة، من أي كائن لضوضاء الخلفية، من خلال الطرح بسيط من كثافة متوسطة من بكسل تقع خارج الكائن. على الرغم من أنه قد تم اختباره فقط في العينات البيولوجية، ويوفر بروتوكول لدينا إضافة قيمة إلى غيرها من أدوات تحليل الصور الموجودة المستخدمة في دراسات الصور من العمليات الفيزيائية أو الكيميائية التي يتم ترتيبها حول نقطة المنشأ (مثل نشر المواد من مصدر نقطة ) 1 –
ومع ذلك، كان الحد الرئيسي من طريقة تحليل الصورة الأصلية أن البروتوكول كان ديف(VB6) (رمز، وبالتالي، كان يعتمد على منصة ويصعب توزيع (تتطلب VB6) لمعالجة هذه المشكلة والانضمام إلى جهود مماثلة مماثلة من قبل المحققين الآخرين 2 ، قمنا بتحويل VB6 ساعة المسح الضوئي رمز البرنامج إلى اثنين من الإضافات المستندة إلى جافا، متوافقة مع نيه برعاية ومتاح بحرية متاحة المصدر ومنصة مستقلة برامج تحليل الصور، إيماجيج 3 وفيجي إيماجيج 4. وعلاوة على ذلك، هذه الإضافات لديها الآن العديد من الوظائف الجديدة التي توسع القدرة من بروتوكول الأصلي لمعالجة العديد من روي وكومة مداخن العديد من تطبيقات تحليل الصور ليست سهلة الاستخدام، فيما يتعلق بإجراء تحليل إحصائي للكائنات متعددة، وبالتالي، وغالبا ما يتم عرض بيانات تمثيلية فقط.مع متعددة على مدار الساعة المسح الضوئي المساعد يماغيج، فمن الممكن لتسهيل تحليل كائنات متعددة في وقت واحد.تقييم إحصائي قوي للبيانات المجهري،فيما يتعلق بتوزيع كثافة الإشارة في خلايا / كائنات مفردة، أصبح من الممكن الآن مع هذا الملحق المساعد. هنا، نحن تصف الإضافات المسح الضوئي على مدار الساعة وعرض أمثلة من تطبيقاتها في تحليل الصور.
Protocol
Representative Results
Discussion
بروتوكول المسح الضوئي على مدار الساعة: بروتوكول المسح الضوئي على مدار الساعة هو أداة سريعة وبسيطة لتحليل الصور. وقد وصفت مزايا هذا البروتوكول، بالمقارنة مع النهج المشتركة القائمة لتحليل الصور (مثل المسح الضوئي كثافة بكسل الخطي أو حساب متوسط كثافة بكسل ل…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نشكر الدكتور تانيا ماريتزن والدكتور فابيان فيوتلينسك (معهد لايبنيز من علم الأدوية الجزيئي، برلين، ألمانيا) لتقاسم معنا نسختهم من فوجي إيماجيج ساعة المسح الضوئي المساعد والملهم لنا لتطوير هذا الإصدار من البرنامج. ونحن ممتنون أيضا للدكتور فريتز ميلشيرز (قسم تنمية الخلايا الليمفاوية، معهد ماكس بلانك لعلم الأحياء العدوى) لإذنه الكريمة لاستخدام الصور من قاعدة بيانات قسمه لغرض اختبار وتحسين البرنامج المساعد. الدعم: مركز العلوم العصبية متعدية؛ منحة المعاهد الوطنية للصحة: 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 |
References
- 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. Neuroscience. 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).
