Method Article

Schnelle Einrichtung von Gewebe-Microarrays und Tiled-Area-Imaging auf dem Multiplex-Ionenstrahl-Bildgebungsmikroskop über die Kachel-/SED-/Array-Schnittstelle

DOI:

10.3791/65615

September 15th, 2023

In This Article

Summary

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Multiplexed Ion Beam Imaging (MIBI) wird häufig verwendet, um Gewebe-Microarrays und gekachelte, zusammenhängende Gewebebereiche abzubilden, aber die derzeitige Software für die Einrichtung dieser Experimente ist umständlich. Die Kachel-/SED-/Array-Schnittstelle ist ein intuitives, interaktives grafisches Tool, das entwickelt wurde, um die Einrichtung von MIBI-Läufen drastisch zu vereinfachen und zu beschleunigen.

Abstract

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Multiplexed Ion Beam Imaging (MIBI) ist eine auf Massenspektrometrie basierende Mikroskopietechnik der nächsten Generation, die 40+ komplexe Bilder der Proteinexpression in histologischen Geweben erzeugt und so eine detaillierte Aufschlüsselung zellulärer Phänotypen und histoarchitektonischer Organisation ermöglicht. Ein wesentlicher Engpass im Betrieb tritt auf, wenn der Benutzer die physischen Stellen auf dem Gewebe für die Bildgebung auswählt. Mit zunehmendem Umfang und zunehmender Komplexität von MIBI-Experimenten sind die vom Hersteller bereitgestellte Schnittstelle und die Tools von Drittanbietern für die Bildgebung großer Gewebe-Microarrays und gekachelter Gewebebereiche immer unhandlicher geworden. Aus diesem Grund wurde eine webbasierte, interaktive WYSIWYG-Grafikoberfläche (What-you-see-is-what-you-get) - das Tile/SED/Array Interface (TSAI) - entwickelt, mit dem Benutzer Bildpositionen mit vertrauten und intuitiven Mausgesten wie Drag-and-Drop, Click-and-Drag und Polygonzeichnen festlegen können. Es wurde nach Webstandards geschrieben, die bereits in modernen Webbrowsern integriert sind, und erfordert keine Installation externer Programme, Erweiterungen oder Compiler. Diese Schnittstelle, die für Hunderte von aktuellen MIBI-Benutzern interessant ist, vereinfacht und beschleunigt die Einrichtung großer, komplexer MIBI-Läufe erheblich.

Introduction

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Multiplexed Ion Beam Imaging (MIBI) ist eine Technik zur gleichzeitigen Abbildung von 40+ Proteinen in histologischen Gewebeschnitten mit einer Auflösung von bis zu 250 nm 1,2,3. Nachdem ein histologischer Gewebeschnitt mit Antikörpern gefärbt wurde, die mit isotopenreinen Elementarmetallen markiert sind, führt das MIBI-Instrument eine sekundäre Ionen-Massenspektrometrie durch, um gleichzeitig alle Isotope - und damit die Expression aller 40+ Antigene - an einzelnen Stellen im Gewebe zu quantifizieren. Die resultierenden 40+ Plex-Bilder der P....

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Protocol

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1. Laden von TSAI

  1. Führen Sie TSAI aus, indem Sie https://tsai.stanford.edu/research/mibi_tsai im Webbrowser des MIBI-Benutzersteuerungscomputers öffnen.
    1. Diese Instanz von TSAI enthält benutzerdefinierte Presets, die nicht für alle Instrumente gelten. Wenn Sie es verwenden, erstellen Sie Kacheln nur aus Vorlagen-FOVs, wie unten in Schritt 2.6 generiert. TSAI wird lokal im Webbrowser ausgeführt, und es werden keine Bild-, .json- oder Dateinamendaten an den Server gesendet oder auf dem Server gespeichert.
  2. Alternativ können Sie TSAI auf einer beliebigen Website mit benutzerdefinierte....

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Results

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TSAI bietet zwei Methoden zum Einrichten von FOVs (Abbildung 2). Man verwendet nur das optische Bild (Abbildung 2, TSAI, linker Zweig), ähnlich wie bei anderen bestehenden Methoden. Die zweite Methode, das Generieren eines gekachelten SED-Bildes, ist nur für TSAI verfügbar (Abbildung 2, TSAI, rechter Zweig). TSAI zeichnet FOVs genau auf dieses Bild, so dass die FOVs nicht mehr stundenlang im SED-Modus der Herstellerschnittstelle an .......

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Discussion

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Die Multiplex-Ionenstrahl-Bildgebung (MIBI) ist eine leistungsstarke Technik zur Analyse detaillierter zellulärer Phänotypen und der Gewebehistoarchitektur 5,6,7,8,9,10,11. Die Rechenbemühungen rund um MIBI konzentrierten sich weitgehend auf die Verarbeitung.......

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Disclosures

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Die Autoren erklären, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

Acknowledgements

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H. Piyadasa wurde durch das Stipendium der Canadian Institutes of Health Research (CIHR) (MFE-176490) unterstützt. B. Oberlton wurde durch das National Science Foundation (NSF) Fellowship (2020298220) unterstützt. A. Tsai wurde unterstützt durch ein Stipendium der Damon Runyon Cancer Research Foundation (DRCRF) (DRG-118-16), das Stanford Department of Pathology, den Annelies Gramberg Fund und NIH 1U54HL165445-01. Weitere Danksagungen gehen an Dr. Avery Lam, Dr. Davide Franchina und Mako Goldston für ihre Hilfe beim Testen und Debuggen des Programms.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
MIBI ComputerIonpath
MIBIcontrol (Software)Ionpath
MIBIscopeIonpathMultiplexed Ion Beam Imaging (MIBI) Mikroskop
MIBIslideIonpath567001Leitfähiger Objektträger für MIBI
Tile/SED/Array Interface (TSAI) (Software)https://github.com/ag-tsai/mibi_tsai/

References

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  1. Liu, C. C., et al. Multiplexed Ion Beam Imaging: Insights into Pathobiology. Annu Rev Pathol. 17, 403-423 (2022).
  2. Keren, L., et al. MIBI-TOF: A multiplexed imaging platform relates cellular phenotypes and tissue structure. Sci Adv.

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Multiplexed Ion Beam ImagingTissue MicroarrayTiled Area ImagingSED Array InterfaceProtein Expression ImagingHistologic Tissue AnalysisWeb User InterfaceOptical CoregistrationField Of ViewTMA Spot Positioning

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