上皮生長動力學量化分析系統(tǒng)

組織生長和形態(tài)發(fā)生動態(tài)過程量化分析系統(tǒng)

背景及該系統(tǒng)重要性：

多細胞組織以復雜和動態(tài)的方式生長和發(fā)育。終的組織大小和結構由細胞分裂、細胞死亡、細胞形狀變化和細胞重排的協(xié)調決定.

了解這些過程如何在時間和空間上整合的動態(tài)性質對于理解組織生長和形態(tài)發(fā)生至關重要。

上皮細胞生長并進行廣泛的重排以達到其終大小和形狀。 隨著延時顯微鏡的，現(xiàn)在可以對組織生長和形態(tài)發(fā)生的動態(tài)進行成像，但對其復雜性的真正理解受到自動圖像分析提取定量數據的限制。 為了克服這些限制，我們引進銷售歐美進口的Epibio上皮生長動力學量化分析系統(tǒng)。

系統(tǒng)簡述：

該上皮生長動力學量化分析系統(tǒng)以高時間和細胞分辨率捕捉組織生長和形態(tài)發(fā)生的動態(tài)過程，并進行高通量、準確的自動量化分析大的延時數據集圖像。

該系統(tǒng)提供了用戶友好的圖形用戶界面，用于準確分割和跟蹤從 4D 共聚焦成像獲得的細胞膜信號的輪廓，進行自動化的細胞分割和細胞跟蹤，以及定量描述動態(tài)細胞行為的分析。

該系統(tǒng)是一個新的上皮組織圖像分析工具平臺。Epibio目前針對上皮細胞中膜標記細胞的二維（2D）細胞輪廓分割和跟蹤進行了優(yōu)化，初使用共聚焦顯微鏡以4D（x，y，z，time）數據集的形式獲得。面向廣泛的用戶群體，特別是幾乎沒有受過計算機科學培訓的生物學家，其設計易于安裝和使用，提供了一個有指導的分析環(huán)境，但具有模塊化和可擴展性。已經確保圖像分割和特征提取模塊之間的接口基于簡單的標準格式，這樣，如果需要，可以很容易地使用現(xiàn)有的解決方案。

該上皮生長動力學量化分析系統(tǒng)用于從上皮組織中提取膜信號并借助計算機視覺對其進行分析。開發(fā)靈感來自分析生長中的果蠅成蟲盤的延時的挑戰(zhàn)。折疊形態(tài)、小的頂端細胞表面

和長時間序列需要新的自動細胞識別來準確研究生長動力學。

使用Epibio能夠充分利用體外培養(yǎng)和活體成像的力量，揭示動態(tài)生長組織的新特性，這些特性以前被忽視了。我們揭示了細胞區(qū)域和細胞形狀（多邊形）分布如何隨著上皮細胞的發(fā)育在不同細胞群中發(fā)生變化，以及細胞分裂方向如何受細胞形狀調節(jié)的新見解。我們還系統(tǒng)地分析了翼盤中細胞鄰域關系的空間和時間模式，并揭示了以前被認為缺乏細胞重排的組織中細胞嵌入和流體樣連接動力學的模式。

模塊化格式專為分割延時圖像和輸出細胞輪廓的數字化骨架和量化分析而設計，旨在利用光學顯微鏡的新進展來生成上皮組織形態(tài)發(fā)生的定量描述；

先是圖像處理應用程序，用于從實驗數據中提取膜輪廓，其特點是：

• 自適應表面投影
  

• 一種選擇性播種的區(qū)域生長分割算法

• 專家輸入的輔助種子校正

• 用于指導和可重復分析的 GUI

二個用于生物成像平臺 icy 的插件集合，用于交互式分析骨架文件，其特點是：

• 基于網絡的 java 數據結構來語義描述組織

• 自動提取和顯示開發(fā)功能，包括：

• 分裂和消除

• 結重排 (T1,T2)

• 細胞伸長模式

• 眾多導出選項，包括電子表格、GraphML 和矢量圖形

• 估計的 3D gridfit 表面的可視化和測量

• 基于輔助通道的克隆檢測

組織生長和形態(tài)發(fā)生動態(tài)過程量化分析系統(tǒng)