Name: Verwendung von Computer-Vision-Bibliotheken zur Optimierung der Zellkernquantifizierung (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-06-06T13:50:00.000+00:00
Duration: 6 min 25 s
Description: Erfahren Sie eine automatisierte Methode zur Zellkernquantifizierung in Skelettmuskelzellen. Dieses Open-Source-Programm reduziert Beobachterbias und verbessert die Normalisierung metabolischer Daten für Forschung zur metabolischen Gesundheit.

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<ol><li>Chacko, B. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+bioenergetic+health+index%3A+A+new+concept+in+mitochondrial+translational+research%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Sci%22%5BJournal%5D)">The bioenergetic health index: A new concept in mitochondrial translational research.</a> Clin Sci. 127 (6), 367-373 (2014).</li>
<li>Desousa, B. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Calculation+of+ATP+production+rates+using+the+Seahorse+XF+Analyzer%5BTitle%5D)+AND+%22EMBO+Rep%22%5BJournal%5D)">Calculation of ATP production rates using the Seahorse XF Analyzer.</a> EMBO Rep. 24 (10), e56380(2023).</li>
<li>Rayamajhi, M., Zhang, Y., Miao, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((detection+of+pyroptosis+by+measuring+released+lactate+dehydrogenase+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Inflammasome%22%5BJournal%5D)">detection of pyroptosis by measuring released lactate dehydrogenase activity.</a> Inflammasome. 1040, 85-90 (2013).</li>
<li>Baskic, D., Popovic, S., Ristic, P., Arsenijevic, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+cycloheximide-induced+apoptosis+in+human+leukocytes%3A+Fluorescence+microscopy+using+annexin+V%2Fpropidium+iodide+versus+acridin+orange%2Fethidium+bromide%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Biol+Int%22%5BJournal%5D)">Analysis of cycloheximide-induced apoptosis in human leukocytes: Fluorescence microscopy using annexin V/propidium iodide versus acridin orange/ethidium bromide.</a> Cell Biol Int. 30 (11), 924-932 (2006).</li>
<li>Duplanty, A. A., Siggins, R. W., Allerton, T., Simon, L., Molina, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Myoblast+mitochondrial+respiration+is+decreased+in+chronic+binge+alcohol+administered+simian+immunodeficiency+virus-infected+antiretroviral-treated+rhesus+macaques%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Reps%22%5BJournal%5D)">Myoblast mitochondrial respiration is decreased in chronic binge alcohol administered simian immunodeficiency virus-infected antiretroviral-treated rhesus macaques.</a> Physiol Reps. 6 (5), e13625(2018).</li>
<li>Levitt, D. E., Bourgeois, B. L., Rodríguez-Graciani, K. M., Molina, P. E., Simon, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alcohol+impairs+bioenergetics+and+differentiation+capacity+of+myoblasts+from+Simian+immunodeficiency+virus-infected+female+Macaques%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Mol+Sci%22%5BJournal%5D)">Alcohol impairs bioenergetics and differentiation capacity of myoblasts from Simian immunodeficiency virus-infected female Macaques.</a> Int J Mol Sci. 25 (4), 2448(2024).</li>
<li>Larsen, T. A., Goodsell, D. S., Cascio, D., Grzeskowiak, K., Dickerson, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+structure+of+DAPI+bound+to+DNA%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomol+Str+Dyn%22%5BJournal%5D)">The structure of DAPI bound to DNA.</a> J Biomol Str Dyn. 7 (3), 477-491 (1989).</li>
<li>Bazhulina, N. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Binding+of+Hoechst+33258+and+its+derivatives+to+DNA%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomol+Str+Dyn%22%5BJournal%5D)">Binding of Hoechst 33258 and its derivatives to DNA.</a> J Biomol Str Dyn. 26 (6), 701-718 (2009).</li>
<li>Njoh, K. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spectral+analysis+of+the+DNA+targeting+bisalkylaminoanthraquinone+DRAQ5+in+intact+living+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Cytomet+A%22%5BJournal%5D)">Spectral analysis of the DNA targeting bisalkylaminoanthraquinone DRAQ5 in intact living cells.</a> Cytomet A. 69A (8), 805-814 (2006).</li>
<li>Hamada, S., Fujita, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((DAPI+staining+improved+for+quantitative+cytofluorometry%5BTitle%5D)+AND+%22Histochemistry%22%5BJournal%5D)">DAPI staining improved for quantitative cytofluorometry.</a> Histochemistry. 79 (2), 219-226 (1983).</li>
<li>Levitt, D. E., Chalapati, N., Prendergast, M. J., Simon, L., Molina, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ethanol-impaired+myogenic+differentiation+is+associated+with+decreased+myoblast+glycolytic+function%5BTitle%5D)+AND+%22Alcohol+Clin+Exp+Res%22%5BJournal%5D)">Ethanol-impaired myogenic differentiation is associated with decreased myoblast glycolytic function.</a> Alcohol Clin Exp Res. 44 (11), 2166-2176 (2020).</li>
<li>Levitt, D. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Skeletal+muscle+bioenergetic+health+and+function+in+people+living+with+HIV%3A+association+with+glucose+tolerance+and+alcohol+use%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Regul%2C+Integ+Comp+Physiol%22%5BJournal%5D)">Skeletal muscle bioenergetic health and function in people living with HIV: association with glucose tolerance and alcohol use.</a> Am J Physiol Regul, Integ Comp Physiol. 321 (5), R781-R790 (2021).</li>
<li>Levitt, D. E., Adler, K. A., Simon, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((HEMA+3+staining%3A+A+simple+alternative+for+the+assessment+of+myoblast+differentiation%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Prot+Stem+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">HEMA 3 staining: A simple alternative for the assessment of myoblast differentiation.</a> Curr Prot Stem Cell Biol. 51 (1), e101(2019).</li>
<li>Solem, J. E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSolem%2C+JE+%22Programming+computer+vision+with+Python%22">Programming computer vision with Python</a>. , O'Reilly. Sebastopol, CA. (2012).</li>
<li>Delery, E. C., Levitt, D. E., Amedee, A. M., Molina, P. E., Simon, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+fat%2C+high+sucrose+diet+promotes+increased+expression+of+ACE2+receptor+in+the+SIV-infected+host%3A+implications+for+SARS-CoV-2+infection%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Nutrition%22%5BJournal%5D)">High fat, high sucrose diet promotes increased expression of ACE2 receptor in the SIV-infected host: implications for SARS-CoV-2 infection.</a> Front Nutrition. 11, 1458106(2024).</li>
<li>Corrà, M. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advantages+of+an+automated+method+compared+with+manual+methods+for+the+quantification+of+intraepidermal+nerve+fiber+in+skin+biopsy%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neuropathol+Exp+Neurol%22%5BJournal%5D)">Advantages of an automated method compared with manual methods for the quantification of intraepidermal nerve fiber in skin biopsy.</a> J Neuropathol Exp Neurol. 80 (7), 685-694 (2021).</li>
<li>Neves, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+reliability+of+the+isotropic+fractionator+method+for+counting+total+cells+and+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Meth%22%5BJournal%5D)">The reliability of the isotropic fractionator method for counting total cells and neurons.</a> J Neurosci Meth. 326, 108392(2019).</li>
<li>Tiong, K. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((QuickCount%3A+a+novel+automated+software+for+rapid+cell+detection+and+quantification%5BTitle%5D)+AND+%22BioTechniques%22%5BJournal%5D)">QuickCount: a novel automated software for rapid cell detection and quantification.</a> BioTechniques. 65 (6), 322-330 (2018).</li>
<li>Koo, T. K., Li, M. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+guideline+of+selecting+and+reporting+intraclass+correlation+coefficients+for+reliability+research%5BTitle%5D)+AND+%22J+Chiropractic+Med%22%5BJournal%5D)">A guideline of selecting and reporting intraclass correlation coefficients for reliability research.</a> J Chiropractic Med. 15 (2), 155-163 (2016).</li>
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<li>Carpenter, A. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CellProfiler%3A+image+analysis+software+for+identifying+and+quantifying+cell+phenotypes%5BTitle%5D)+AND+%22Genome+Biol%22%5BJournal%5D)">CellProfiler: image analysis software for identifying and quantifying cell phenotypes.</a> Genome Biol. 7 (10), R100(2006).</li>
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<li>Hernandez, J. J., Beaty, D. E., Fruhwirth, L. L., Lopes Chaves, A. P., Riordan, N. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dodging+COVID-19+infection%3A+low+expression+and+localization+of+ACE2+and+TMPRSS2+in+multiple+donor-derived+lines+of+human+umbilical+cord-derived+mesenchymal+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22J+Transl+Med%22%5BJournal%5D)">Dodging COVID-19 infection: low expression and localization of ACE2 and TMPRSS2 in multiple donor-derived lines of human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells.</a> J Transl Med. 19 (1), 149(2021).</li>
<li>Bourgeois, B. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extracellular+vesicle+miR-206+improves+chronic+binge+alcohol-mediated+decreased+myoblast+differentiation+in+SIV-infected+female+macaques%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Cell+Physiol%22%5BJournal%5D)">Extracellular vesicle miR-206 improves chronic binge alcohol-mediated decreased myoblast differentiation in SIV-infected female macaques.</a> Am J Physiol Cell Physiol. 327 (6), C1626-C1637 (2024).</li>
<li>Kumar, P., Nagarajan, A., Uchil, P. D. Analysis of cell viability by the lactate dehydrogenase assay. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKumar%2C+P+%22Cold+Spring+Harbor%22">Cold Spring Harbor</a>. 2018 (6), (2018).</li>
<li>Hsu, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+everolimus+on+macrophage-derived+foam+cell+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovasc+Revasc+Med+Including+Mol+Intervent%22%5BJournal%5D)">Effects of everolimus on macrophage-derived foam cell behavior.</a> Cardiovasc Revasc Med Including Mol Intervent. 15 (5), 269-277 (2014).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>Computer mit Zugriff auf die Ergebnisdatei aus Methode 2 oder 3</td> <td>–</td><td></td> <td>Siehe Schritt 2.6 (für Methode 2) oder Schritt 3.3.9 oder 3.4.9 (für Methode 3)</td></tr><tr><td>Computer mit Internetzugang, moderner Browser</td> <td>–</td><td></td> <td>z. B. Google Chrome</td></tr><tr><td>Computer mit Internetzugang, moderner Browser und Windows-Betriebssystem</td><td>variiert</td><td></td><td>Für Mac, Linux oder andere Betriebssysteme verwenden Sie Methode 3</td></tr><tr><td>Computer mit Software für die Bildaufnahme</td><td>Zeiss</td><td>AxioVision</td><td>Andere Software ist akzeptabel; muss mit dem Fluoreszenzmikroskop kompatibel sein</td></tr><tr><td>Dateispeicherort für die Ausgabe (Ergebnistabelle und Bildkonturen)</td> <td>-</td><td></td> <td>Kann ein neuer, leerer Ordner sein</td></tr><tr><td>Fluoreszenzmikroskop</td><td>Zeiss</td><td>Axiovert 200M</td><td>Andere Fluoreszenzmikroskope sind akzeptabel; müssen mit den entsprechenden Filterwürfeln, dem gewünschten Objektiv und der Kamera ausgestattet sein.</td></tr><tr><td>Ordner mit allen zu quantifizierenden Bildern</td><td></td> <td>-</td> <td>Siehe Schritt 1.12</td></tr><tr><td>Python Version 3.10 oder höher</td><td>Python</td> <td>-</td> <td>Verfügbar zum kostenlosen Download und zur Installation unter https://www.python.org/downloads/&nbsp;</td></tr><tr><td>Proben, die abgebildet werden sollen</td> <td>-</td> <td>fixiert oder lebend, gefärbt oder gegengefärbt mit fluoreszierenden DNA-Farbstoffen</td><td></td></tr> <tr><td>Tabellenkalkulationssoftware</td><td>Microsoft</td><td>Excel</td><td>Ähnliche Tabellenkalkulationssoftware ist ebenfalls akzeptabel</td></tr></tbody></table>

verwendung von computer-vision-bibliotheken zur optimierung der zellkernquantifizierung

Using Computer Vision Libraries to Streamline Nuclei Quantification

Jeder Batch-Bildlauf erzeugt: 1) einen Satz von Bilddateien mit angewendeten Konturen, die die Umrisse der identifizierten Kerne zeigen (Abbildung 5), und 2) eine .csv Datei (Tabelle), in der die Namen der Bilddateien und die zugehörigen Zählungen verknüpft sind. Durch das Betrachten der Konturen kann der Benutzer die Zählqualität visuell beurteilen. Insbesondere sollten Bilder, die gemäß Abschnitt 1 erhalten wurden, alle (oder fast alle) Kerne von einer durc...

Verwendung von Computer-Vision-Bibliotheken zur Optimierung der Zellkernquantifizierung

Live cell assays and image-based cell analyses require data normalization for accurate interpretation. A commonly used method is to stain and quantify ...

using-computer-vision-libraries-to-streamline-nuclei-quantification

Research

Forschung

JoVE Journal

Biology

Biologie

Dargestellt ist eine flexible Informatik Workflow ermöglicht Multiplex bildbasierte Analyse fluoreszenzmarkierten Zellen. Der Workflow quantifiziert nukleäre und zytoplasmatische Marker und berechnet Marker Translokation zwischen diesen Fächern. Verfahren für Störung von Zellen mit siRNA und zuverlässige Methode zur Markerdetektion durch indirekte Immunfluoreszenz in 96-Well-Formaten zur Verfügung gestellt.

Workflow für Hoch Inhalt, einzelne Zell Quantifizierung der Fluoreszenzmarker von Universal Mikroskop Daten, Unterstützung von Open Source Software

Morphologie, Größe und Lage intrazellulärer Organellen sind evolutionär konserviert und scheinen ihre Funktion direkt zu beeinflussen. Die molekularen Mechanismen, die diesen Prozessen zugrunde liegen, zu verstehen, ist zu einem wichtigen Ziel der modernen Biologie geworden. Hier zeigen wir, wie diese Studien durch die Anwendung quantitativer Techniken erleichtert werden können.

Warum Quantifizierung von Bedeutung: Charakterisierung von Phänotypen bei der<em&gt; Drosophila</em&gt; Larval Neuromuskuläre Junction

Immunhistochemie ist eine leistungsfähige Labortechnik zur Bewertung der Proteinlokalisierung und -expression in Geweben. Aktuelle halbautomatische Methoden zur Quantifizierung führen zu Subjektivität und führen oft zu nicht reproduzierbaren Ergebnissen. Darin beschreiben wir Methoden zur Multiplex-Immunhistochemie und zur objektiven Quantifizierung der Proteinexpression und Co-Lokalisierung mittels multispektraler Bildgebung.

Die Quantifizierung der Proteinexpression und Co-Lokalisation Mit Multiplexed immunhistochemischen Anfärbung und Multispektraltechnik

Um die Zellteilung von Zellzyklusvariationen in Kardiomyozyten zu unterscheiden, präsentieren wir Protokolle mit zwei transgenen Mauslinien: Myh6-H2B-mCh-transgene Mäuse, zur eindeutigen Identifizierung von Kardiomyozytenkernen, und CAG-eGFP-Anillin-Mäuse, zur Unterscheidung der Zellteilung von Zellzyklusvariationen.

Visualisierung von Zellzyklus-Variationen und Bestimmung der Nukleation in postnatale Kardiomyozyten

Skelettartiger Muskel Differenzierung ist ein sehr dynamischer Prozess, der besonders auf nukleare Positionierung stützt. Hier beschreiben wir eine Methode um Kerne Bewegungen von live Cell Imaging während Myoblast Differenzierung und Myotube Bildung verfolgen und eine quantitative Charakterisierung der Kerne Dynamik durch Extrahieren von Informationen aus automatisches Tracking durchzuführen.

Nutzung von Live Imaging Track Kerne während Myoblast Differenzierung und Fusion

Diese Studie skizziert quantitative Messungen der synaptischen Größe und Lokalisation, Muskelmorphologie und mitochondrialen Form in C. elegans mit frei verfügbaren Bildverarbeitungswerkzeugen. Dieser Ansatz ermöglicht es zukünftigen Studien in C. elegans, das Ausmaß der strukturellen Veränderungen von Gewebe und Organellen infolge genetischer Mutationen quantitativ zu vergleichen.

Quantitative Ansätze zur Untersuchung zellulärer Strukturen und Organelle Morphologie in Caenorhabditis elegans

Wir präsentieren einen frei verfügbaren Workflow für die schnelle Erforschung und genaue Analyse von Zellkörpern in bestimmten Zellkompartimenten in Fluoreszenzmikroskopiebildern. Dieser benutzerfreundliche Workflow wurde auf der Open-Source-Software Icy entwickelt und verwendet auch ImageJ-Funktionalitäten. Die Pipeline ist ohne Kenntnisse in der Bildanalyse erschwinglich.

Unterstrukturanalysator: Ein benutzerfreundlicher Workflow für die schnelle Erforschung und genaue Analyse von Zellkörpern in Fluoreszenzmikroskopiebildern

Wir beschreiben die Produktion von Mischkulturen von Astrozyten und Oligodendrozyten-Vorläuferzellen, die aus fetalen oder adulten neuralen Stammzellen gewonnen werden, die sich in reife Oligodendrozyten unterscheiden, und in vitro die Modellierung schädlicher Reize. Die Kopplung mit einer zellbasierten High-Content-Screening-Technik bildet ein zuverlässiges und robustes Wirkstoff-Screening-System.

High-Content-Screening-Differenzierungs- und Reifungsanalyse von fetalen und adulten neuralen Stammzellen-abgeleiteten Oligodendrozyten-Vorläuferzellkulturen

Diese Methode beschreibt ein Immunfluoreszenzprotokoll und eine Quantifizierungspipeline zur Bewertung der Proteinverteilung mit unterschiedlichen Kernorganisationsmustern in humanen T-Lymphozyten. Dieses Protokoll bietet eine Schritt-für-Schritt-Anleitung, beginnend bei der Probenvorbereitung über die Durchführung halbautomatischer Analysen in Fidschi bis hin zur Datenverarbeitung durch ein Google Colab-Notebook.

Eine vielseitige Pipeline für die Analyse dynamischer Veränderungen in Kernkörpern in einer Vielzahl von Zelltypen

Die genaue Analyse von mehrdimensionalen Mikroskopiedaten erfordert komplexe Arbeitsabläufe. Dieser Artikel zeigt, wie Sie die Software Cell-ACDC verwenden. Es nutzt hochmoderne KI-gesteuerte Modelle für die Segmentierung, Nachverfolgung, Analyse von Zellstammbäumen und Quantifizierung von Mikroskopiedaten. Entscheidend ist, dass es diese Modelle durch ein innovatives Framework für die halbautomatische Korrektur der Modellausgabe ergänzt.

Analyse von multidimensionalen Mikroskopiedaten mittels Cell-ACDC

Erfahren Sie eine automatisierte Methode zur Zellkernquantifizierung in Skelettmuskelzellen. Dieses Open-Source-Programm reduziert Beobachterbias und verbessert die Normalisierung metabolischer Daten für Forschung zur metabolischen Gesundheit.

Verwendung von Computer-Vision-Bibliotheken zur Optimierung der Zellkernquantifizierung

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