使用 Tile/SED/Array 接口在多路复用离子束成像显微镜上快速构建组织微阵列和平铺面积成像

Summary

多重离子束成像 （MIBI） 通常用于对组织微阵列和平铺的连续组织区域进行成像，但当前用于设置这些实验的软件很繁琐。tile/SED/array 界面是一种直观的交互式图形工具，旨在显著简化和加速 MIBI 运行设置。

Abstract

多重离子束成像 （MIBI） 是新一代基于质谱的显微镜技术，可生成组织学组织中蛋白质表达的 40+ 重图像，从而能够详细剖析细胞表型和组织结构组织。当用户选择组织上的物理位置进行成像时，会出现操作中的一个关键瓶颈。随着 MIBI 实验的规模和复杂性的增加，制造商提供的界面和第三方工具在对大型组织微阵列和平铺组织区域进行成像时变得越来越笨拙。因此，开发了一个基于 Web 的交互式、所见即所得 （WYSIWYG） 图形界面层 - 平铺/SED/阵列界面 （TSAI） - 供用户使用熟悉且直观的鼠标手势（如拖放、单击和拖动和多边形绘制）设置成像位置。它根据现代 Web 浏览器中已经内置的 Web 标准编写，不需要安装外部程序、扩展或编译器。当前数百名 MIBI 用户感兴趣的是，该接口极大地简化和加速了大型复杂 MIBI 运行的设置。

Introduction

多重离子束成像 （MIBI） 是一种以高达 250 nm 的分辨率在组织学组织切片上同时对 40+ 蛋白质进行成像的技术 ^1,2,3。使用标有同位素纯元素金属的抗体对组织学组织切片进行染色后，MIBI 仪器执行二次离子质谱分析，以同时定量组织各个点的所有同位素，从而定量所有 40+ 抗原的表达。在数百万个点的网格中执行，生成的 40+ 重蛋白质表达图像能够描绘细胞边界和识别特定细胞类型，同时保留空间背景 1,2,3,4。该技术已被大约 20 个站点的数百名用户用于研究数十种组织类型的细胞组成、代谢特征和/或结构，作为检查对肿瘤的免疫反应、感染因子引起的组织炎症、痴呆的神经病理学和怀孕期间的免疫耐受的一部分 5,6,7,8,9

Protocol

1. TSAI 的加载

1. 通过在 MIBI 用户控制计算机的 Web 浏览器中打开 https://tsai.stanford.edu/research/mibi_tsai 来运行 TSAI。
   1. 此 TSAI 实例包含不适用于所有乐器的自定义预设。使用时，仅从模板 FOV 构建瓦片，如下面的步骤 2.6 中生成。TSAI 在 Web 浏览器中本地运行，不会将图像、.json或文件名数据发送到服务器或存储在服务器上。
2. 或者，在任何网站上为任何乐器设置自定义预设 TSAI。
   1. 转到 https://github.com/ag-tsai/mibi_tsai 并下载 mibi_tsai_standalone 目录。或者，下载 Supplementary Coding File 1 .zip 文件，并将内容解压缩到名为 mibi_tsai_standalone 的目录中。
   2. 在任何文本编辑器中打开 mibi_tsai_standalone/_resources/index.js。
   3. 如有必要，请在 index.js 中编辑 FOV 大小、停留时间/定时选择、光栅大小、FOV JSON 和建议的预设设置，以匹配仪器的设置。这主要适用于定制仪器，但无论如何都应检查 dage time/t....

Results

TSAI 提供了两种设置 FOV 的方法（图 2）。一种仅使用光学图像（图 2，TSAI，左分支），类似于其他现有方法。第二种方法 - 生成平铺的 SED 图像 - 是 TSAI 独有的（图 2，TSAI，右分支）。TSAI 将 FOV 准确地绘制到此图像上，无需花费数小时在制造商界面 SED 模式下将 FOV 推到适当的位置。但是，必须正确设置 SED 平铺的校正系数，否则生成的 FOV 位置可能不准确。

SED 平铺系数可以通过检查至少 1.5 厘米大小的大组织切片的平铺 SED 扫描来评估（步骤 4.1 至 4.11）。正确设置的预期结果是相邻瓷砖之间的组织中错位最小的图像（图 3A-B）。如果 SED 成像方块与载物台电机成一定角度，或者如果存在步进电机校准错误（例如，移动 400 μm 的命令实际上移动.......

Discussion

多重离子束成像 （MIBI） 是一种用于剖析详细细胞表型和组织组织结构的强大技术 5,6,7,8,9,10,11。围绕 MIBI 的计算工作主要集中在成像后的数据处理上，但很少提高仪器软件在常见应用（如大型 TMA 和平铺组织区域）中的可用性。随着 MIBI 实验的规模和复杂性的增加，制造商提供的仪器接口和第三方工具对于这些任务变得越来越笨拙¹²。因此，开发了平铺/SED/阵列界面 （TSAI），使用户能够使用直观的交互式图形界面快速定位大量 FOV。

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Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
MIBI 计算机	Ionpath
MIBIcontrol （软件）	Ionpath
MIBIscope	Ionpath		多路离子束成像 （MIBI） 显微镜
MIBIslide	Ionpath	567001	用于 MIBI
Tile/SED/Array Interface （TSAI）	https://github.com/ag-tsai/mibi_tsai/