هنا، نقدم بروتوكول لاستخدام منحنية تحويل القائمة، أداة برنامج MATLAB مفتوحة المصدر لتحديد حجم منظمة الكولاجين الفيبريلار في مصفوفة خارج الخلية من كل من الأنسجة العادية والمامراضة. يمكن تطبيق هذه الأداة على الصور مع ألياف الكولاجين أو أنواع أخرى من الهياكل مثل خط.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
قياس القياس فيبريلار منظمة الكولاجين مع Curvelet تحويل القائم على أدوات
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
الكولاجين الفيبريلار هي المصفوفة خارج الخلية البارزة (ECM) المكونات، وقد تبين أن التغييرات طوبولوجيا لها أن تكون مرتبطة مع تطور مجموعة واسعة من الأمراض بما في ذلك سرطان الثدي, المبيض, الكلى, وسرطان البنكرياس. وتركز الأدوات المتاحة مجانا البرمجيات الكم الألياف أساسا على حساب محاذاة الألياف أو التوجه، وأنها تخضع لقيود مثل شرط الخطوات اليدوية، وعدم الدقة في الكشف عن حافة الألياف في الخلفية صاخبة، أو عدم وجود توصيف ميزة المترجمة. تتميز أداة كمية الألياف الكولاجين الموضحة في هذا البروتوكول باستخدام تمثيل مثالي للصور متعددة الدرجات ممكّن من تحويل curvelet (CT). هذا النهج الخوارزمي يسمح لإزالة الضوضاء من صور الكولاجين الفيبريلار وتعزيز حواف الألياف لتوفير معلومات الموقع والتوجه مباشرة من الألياف، بدلا من استخدام غير المباشرة بكسل الحكمة أو نافذة الحكمة المعلومات التي تم الحصول عليها من أدوات أخرى. يحتوي هذا الإطار المستند إلى CT على حزمتين منفصلتين، ولكن مرتبطتين، تسمى "CT-FIRE" و "CurveAlign" التي يمكنها قياس تنظيم الألياف على مستوى عالمي أو منطقة ذات أهمية (ROI) أو أساس الألياف الفردية. وقد تم تطوير هذا الإطار الكمي لأكثر من عشر سنوات، وتطور الآن إلى منصة شاملة وناقلها المستخدم من أجل تكميم الكولاجين. باستخدام هذه المنصة، يمكن قياس ما يصل إلى حوالي ثلاثين من ميزات الألياف بما في ذلك خصائص الألياف الفردية مثل الطول والزاوية والعرض والات المستقيم، بالإضافة إلى القياسات السائبة مثل الكثافة والمحاذاة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للمستخدم قياس زاوية الألياف النسبية للحدود المجزأة يدويا أو تلقائيا. كما توفر هذه المنصة العديد من الوحدات الإضافية بما في ذلك الوحدات لتحليل عائد الاستثمار ، وإنشاء الحدود التلقائية ، والمعالجة اللاحقة. استخدام هذه المنصة لا يتطلب خبرة سابقة في البرمجة أو معالجة الصور ، ويمكن التعامل مع مجموعات البيانات الكبيرة بما في ذلك مئات أو آلاف الصور ، مما يتيح تحديد كمي فعال لتنظيم ألياف الكولاجين للتطبيقات البيولوجية أو الطبية الحيوية.
المقدمة
الكولاجين الفيبريلار هي بارزة, مكونات ECM الهيكلية. منظماتهم التغييرات أثر وظيفة الأنسجة ويرتبط على الأرجح مع تطور العديد من الأمراض التي تتراوح بين هشاشة العظام ناقصة1, خلل وظيفي في القلب2, والجرح التئام3 لأنواع مختلفة من السرطان بما في ذلك الثدي4,5,6,المبيض7,8, الكلى9, وسرطان البنكرياس10. ويمكن استخدام العديد من طرائق التصوير المنشأة لتصور الكولاجين الفيبريلار مثل المجهر الجيل التوافقي الثاني
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
ملاحظة: يصف هذا البروتوكول استخدام CT-FIRE و CurveAlAlign في تحديد كمي الكولاجين. ولهاتين أداتين أهداف رئيسية متكاملة، وإن كانت مختلفة، وترتبطان معا إلى حد ما. يمكن إطلاق CT-FIRE من واجهة CurveAlign لإجراء معظم العمليات باستثناء مرحلة ما بعد المعالجة المتقدمة وتحليل العائد على الاستثمار. لتشغيل كامل من CT-FIRE، ينبغي أن تطلق بشكل منفصل.
1. جمع الصور ومتطلبات الصورة
ملاحظة: يمكن للأداة معالجة أي ملف صورة ببنيات تشبه الخط يمكن قراءتها من قبل MATLAB بغض النظر عن طريقة التصوير المستخدمة في جمعها.
- استخدم تدرج الرمادي 8 بت كنوع الصورة كمعلمات قيد التشغيل الافتراضية تستند إلى هذا التنسيق.
ملاحظة: التصوير SH....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
وقد طبقت هذه الأساليب بنجاح في العديد من الدراسات. بعض التطبيقات النموذجية تشمل: 1) Conklin وآخرون22 تستخدم CurveAlign لحساب الكولاجين المرتبطة بالورم التوقيعات, ووجدت أن ألياف الكولاجين كانت أكثر محاذاة عموديا على محيط القناة في سرطان القناة في الموقع (DCIS) الآفات; 2) Drifka وآخرون10 تستخدم وضع CT-FIRE في CurveAlign لتحديد محاذاة الكولاجين stromal لخلوص الغدة القنية البنكرياسية والأنسجة البنكرياسية العادية /المزمنة، ووجدت أن هناك زيادة في محاذاة في أنسجة السرطان مقارنة مع.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
يصف هذا البروتوكول استخدام CT-FIRE و CurveAlign لتحديد كمية الكولاجين الفيبريلار ويمكن تطبيقها على أي صورة مع ألياف الكولاجين أو غيرها من الهياكل الممدود تشبه الخط أو الألياف مثل مناسبة للتحليل من قبل CT-FIRE أو CurveAlign. على سبيل المثال، يمكن معالجة الألياف الإيلاستين أو المرنة بطريقة مماثلة على هذا النظام الأساسي. لقد اختبرنا كل من الأدوات على الألياف الاصطناعية التي تم إنشاؤها حسابيا21. اعتماداً على التطبيق، يجب على المستخدمين اختيار وضع التحليل الذي هو الأكثر ملاءمة للبيانات الخاصة بهم. يمكن.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
ليس لدى أصحاب البلاغ ما يكشفون عنه.
شكر وتقدير
نشكر العديد من المساهمين والمستخدمين ل CT-FIRE و CurveAlAlign على مر السنين، بما في ذلك الدكتور روب نوفاك، الدكتور كارولين بيهلك، الدكتور جيريمي بريدفيلدت، غونيت ميهتا، أندرو ليخت، الدكتور أديب كيخوسرافي، الدكتور مات كونكلين، الدكتور جين سنغال، الدكتور باولو بروفنزانو، الدكتور بريندا أوغلي، الدكتورة باتريشيا كيلي، الدكتور جوزيف Szulczewski، الدكتور سوزان Ponik ومساهمات تقنية إضافية من وقد تم دعم هذا العمل من خلال تمويل من مؤسسة أبحاث أشباه الموصلات، ومعهد مورغريدج للبحوث، ومنح المعاهد القومية للصحة R01CA199996، R01CA181385 وU54CA210190 إلى K.W.E.
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| CT-FIRE | Univerity of Wisconsin-Madison | N / A | برنامج مفتوح المصدر متاح من https://eliceirilab.org/software/ctfire/ |
| CurveAlign | University of Wisconsin-Madison | N / | A برنامج مفتوح المصدر متاح من https://eliceirilab.org/software/curvealign/ |
المراجع
- Nadiarnykh, O., et al. Second harmonic generation imaging microscopy studies of osteogenesis imperfecta. Journal of Biomedical Optics. 12 (5), 051805(2007).
- Kouris, N. A., et al. A nondenatured, noncrosslinked c....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
