Name: SCAnED - Ein Open-Source-Hautsegmentierungsmakro für die halbautomatische Zell- und Zellkerndetektion in epidermalen und dermalen Hautkompartimenten (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-08-08T13:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 34 s
Description: Lernen Sie die SCAnED-Segmentierung für die halbautomatische Detektion von Zellen und Zellkernen in epidermalen und dermalen Hautkompartimenten. Diese Methode verbessert die Analysegenauigkeit bei entzündlichen und malignen Hauterkrankungen.

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<ol><li>Lichtenberger, B. M., Kasper, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellular+heterogeneity+and+microenvironmental+control+of+skin+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22J+Intern+Med%22%5BJournal%5D)">Cellular heterogeneity and microenvironmental control of skin cancer.</a> J Intern Med. 289 (5), 614-628 (2021).</li>
<li>Watt, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mammalian+skin+cell+biology%3A+at+the+interface+between+laboratory+and+clinic%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Mammalian skin cell biology: at the interface between laboratory and clinic.</a> Science. 346 (6212), 937-940 (2014).</li>
<li>Bergstresser, P. R., Pariser, R. J., Taylor, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Counting+and+sizing+of+epidermal+cells+in+normal+human+skin%5BTitle%5D)+AND+%22J+Invest+Dermatol%22%5BJournal%5D)">Counting and sizing of epidermal cells in normal human skin.</a> J Invest Dermatol. 70 (5), 280-284 (1978).</li>
<li>Régnier, M., Patwardhan, A., Scheynius, A., Schmidt, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reconstructed+human+epidermis+composed+of+keratinocytes%2C+melanocytes+and+Langerhans+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Med+Biol+Eng+Comput%22%5BJournal%5D)">Reconstructed human epidermis composed of keratinocytes, melanocytes and Langerhans cells.</a> Med Biol Eng Comput. 36 (6), 821-824 (1998).</li>
<li>Régnier, M., Staquet, M. J., Schmitt, D., Schmidt, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Integration+of+Langerhans+cells+into+a+pigmented+reconstructed+human+epidermis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Invest+Dermatol%22%5BJournal%5D)">Integration of Langerhans cells into a pigmented reconstructed human epidermis.</a> J Invest Dermatol. 109 (4), 510-512 (1997).</li>
<li>Bankhead, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((QuPath%3A+Open+source+software+for+digital+pathology+image+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">QuPath: Open source software for digital pathology image analysis.</a> Sci Rep. 7 (1), 16878(2017).</li>
<li>McQuin, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CellProfiler+3.0%3A+Next-generation+image+processing+for+biology%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Biol%22%5BJournal%5D)">CellProfiler 3.0: Next-generation image processing for biology.</a> PLoS Biol. 16 (7), e2005970(2018).</li>
<li>Berg, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ilastik%3A+interactive+machine+learning+for+%28bio%29image+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">ilastik: interactive machine learning for (bio)image analysis.</a> Nat Methods. 16 (12), 1226-1232 (2019).</li>
<li>Schindelin, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fiji%3A+an+open-source+platform+for+biological-image+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">Fiji: an open-source platform for biological-image analysis.</a> Nat Methods. 9 (7), 676-682 (2012).</li>
<li>Schmidt, U., Weigert, M., Broaddus, C., Myers, G. Cell detection with star-convex polygons. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSchmidt%2C+U+%22Medical+Image+Computing+and+Computer+Assisted+Intervention+-+MICCAI+2018%22">Medical Image Computing and Computer Assisted Intervention - MICCAI 2018</a>. Frangi, A., Schnabel, J., Davatzikos, C., Alberola-Lopez, C., Fichtinger, G. 11071, Springer. Cham. Lecture notes in Computer Science 265-273 (2018).</li>
<li>Google Colab. , Google. 
 <a target="_blank" href="https://colab.research.google.com/">https://colab.research.google.com/</a> (2025).</li>
<li>Balsini, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stiffness-dependent+lysyl+oxidase+regulation+through+hypoxia-inducing+factor+1+drives+extracellular+matrix+modifications+in+psoriasis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Invest+Dermatol%22%5BJournal%5D)">Stiffness-dependent lysyl oxidase regulation through hypoxia-inducing factor 1 drives extracellular matrix modifications in psoriasis.</a> J Invest Dermatol. 1145 (7), 1653-1669.e10 (2024).</li>
<li>Mahrle, G., Bolling, R., Osborn, M., Weber, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intermediate+filaments+of+the+vimentin+and+prekeratin+type+in+human+epidermis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Invest+Dermatol%22%5BJournal%5D)">Intermediate filaments of the vimentin and prekeratin type in human epidermis.</a> J Invest Dermatol. 81 (1), 46-48 (1983).</li>
<li>de Waal, R. M., Semeijn, J. T., Cornelissen, M. H., Ramaekers, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Epidermal+Langerhans+cells+contain+intermediate-sized+filaments+of+the+vimentin+type%3A+an+immunocytologic+study%5BTitle%5D)+AND+%22J+Invest+Dermatol%22%5BJournal%5D)">Epidermal Langerhans cells contain intermediate-sized filaments of the vimentin type: an immunocytologic study.</a> J Invest Dermatol. 82 (6), 602-604 (1984).</li>
<li>Bata-Csorgo, Z., Hammerberg, C., Voorhees, J. J., Cooper, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flow+cytometric+identification+of+proliferative+subpopulations+within+normal+human+epidermis+and+the+localization+of+the+primary+hyperproliferative+population+in+psoriasis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Exp+Med%22%5BJournal%5D)">Flow cytometric identification of proliferative subpopulations within normal human epidermis and the localization of the primary hyperproliferative population in psoriasis.</a> J Exp Med. 178 (4), 1271-1281 (1993).</li>
<li>Nakamura, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Expression+of+CD90+on+keratinocyte+stem%2Fprogenitor+cells%5BTitle%5D)+AND+%22British+Journal+of+Dermatology%22%5BJournal%5D)">Expression of CD90 on keratinocyte stem/progenitor cells.</a> British Journal of Dermatology. 154, 1062-1070 (2006).</li>
<li>Wetzel, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increased+neutrophil+adherence+in+psoriasis%3A+role+of+the+human+endothelial+cell+receptor+Thy-1+%28CD90%29%5BTitle%5D)+AND+%22J+Invest+Dermatol%22%5BJournal%5D)">Increased neutrophil adherence in psoriasis: role of the human endothelial cell receptor Thy-1 (CD90).</a> J Invest Dermatol. 126 (2), 441-452 (2006).</li>
<li>RRID:SCR_018350. , Indica Labs. 
 <a target="_blank" href="https://www.indicalab.com/halo/">https://www.indicalab.com/halo/</a> (2025).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>0,3 % Triton X&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>T9284</td><td></td></tr><tr><td>BSA (Rinderserumalbumin)</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>CD90</td><td>Zellsignalübertragung</td><td>D3V8A</td><td></td></tr><tr><td>DAPI&nbsp;</td><td>Roche</td><td>10236276001</td><td></td></tr><tr><td>Deionisiertes Wasser</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>E-cadherin&nbsp;</td><td>Abcam</td><td>ab1416</td><td></td></tr><tr><td>Fluoreszenz-Montagemedium&nbsp;</td><td>Dako</td><td>S3023</td><td></td></tr><tr><td>Ziegen-Maus-IgG1 kreuzadsorbierter sekundärer Antikörper, Alexa Fluor 488&nbsp; (AF 488 Anti-Maus)</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>A-21121</td><td></td></tr><tr><td>Ziegen-Maus-IgG2a-kreuzadsorbierter sekundärer Antikörper, Alexa Fluor 647 (AF 647 Anti-Maus)</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>A-21241</td><td></td></tr><tr><td>Ziegen-Anti-Kaninchen-IgG (H+L) Cross-Adsorb-Sekundärantikörper, Alexa Fluor 568 (AF 568 Anti-Kaninchen-Anti-Anti-Kaninchen)</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>A-11011</td><td></td></tr><tr><td>Ziegenserum&nbsp;</td><td>Agilent Technologies &Ouml; sterreich GmbH, Dako</td><td>X0907</td><td></td></tr><tr><td>PBS&nbsp;</td><td>Gibco</td><td>14190-094</td><td></td></tr><tr><td>Vimentin&nbsp;</td><td>Dako</td><td>M7020</td><td></td></tr><tr><td><stark>Materialien</stark></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kammerbox (Nassbox)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Coverslips&nbsp;</td><td>Thermo Fisher</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Flüssigkeitsabstoßender Dia-Markerstift zum Färben (hydrophob)&nbsp;</td><td>Daido Sangyo</td><td>Z377821</td><td>24x50mm</td></tr><tr><td><stark>Lösungen</stark></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Permeabilisierungspuffer (0,3 % Triton X in PBS)&nbsp;</td><td></td><td></td><td>Siehe Tabelle 2</td></tr><tr><td>Färbungspuffer (2 % BSA in PBS)&nbsp;</td><td></td><td></td><td>Siehe Tabelle 2</td></tr><tr><td><stark>Software und Datensätze</stark></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Konfokales Laserscanningmikroskop&nbsp;</td><td>Olymp</td><td>FV3000 basierend auf dem invertierten IX83</td><td>ausgestattet mit einem 10x-Objektiv (NA 0,4), 4 Laserlinien (405 nm, 488 nm, 561 nm, 640 nm, Kohärent)</td></tr><tr><td>Fiji (ImageJ)&nbsp;</td><td></td><td>V1.54h</td><td></td></tr><tr><td>Google Colab</td><td>Googeln</td><td></td><td></td></tr><tr><td>GraphPad Prism&nbsp;</td><td>GraphPad Software Inc.</td><td>Prism 10</td><td>für weitere statistische Analysen</td></tr><tr><td>HEILIGENSCHEIN</td><td>Indica Labs</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Python-Programm</td><td></td><td>Python 3.11.12</td><td></td></tr><tr><td>QuPath</td><td>offene Software (Bankhead, P. et al., https://doi.org/10.1038/s41598-017-17204-5)</td><td>v0.5.1</td><td></td></tr><tr><td>StarDist</td><td></td><td></td><td>Installiere die CPU-Version TF1.15.0</td></tr></tbody></table>

scaned - ein open-source-hautsegmentierungsmakro für die halbautomatische zell- und zellkerndetektion in epidermalen und dermalen hautkompartimenten

SCAnED - An Open-source Skin Segmentation Macro for Semi-automated Cell and Nuclei Detection in Epidermal and Dermal Skin Compartments

In einer früheren Studie haben wir SCAnED erfolgreich eingesetzt, um Zellen und Expressionsniveaus von Lysyloxidase (LOX), einem zytoplasmatischen Protein, und dem Transkriptionsfaktor Hypoxie-induzierbarer Faktor 1 (HIF-1) in Zellen in der Dermis der menschlichen Haut12 zu detektieren und zu quantifizieren, was die Anwendbarkeit dieses Werkzeugs für die Hautforschung unterstreicht.
Um die Präzision unseres Hautsegmentierungsmakros bei der Identifizierung von Zellen und...

SCAnED - Ein Open-Source-Hautsegmentierungsmakro für die halbautomatische Zell- und Zellkerndetektion in epidermalen und dermalen Hautkompartimenten

The spatial distribution of immune and non-immune cells within tissues and the expression of cell-specific markers provides essential information on cell ...

scaned-an-open-source-skin-segmentation-macro-for-semi-automated-cell

Research

Forschung

JoVE Journal

Biology

Biologie

Xenopus embryonalen Epithelien sind ein ideales Modellsystem, um die Zelle Verhaltensweisen wie Polarität Entwicklung und Formänderung beim epithelialen Morphogenese zu studieren. Traditionelle Histologie des festen Proben wird zunehmend durch Live-Cell-konfokale Bildgebung ergänzt. Hier zeigen wir Methoden, um Frosch Gewebe zu isolieren und zu visualisieren leben Epithelzellen und deren Zytoskelett mit Live-cell konfokalen Mikroskopie.

Live-Cell-Imaging und Quantitative Analyse der embryonalen Epithelzellen in Xenopus laevis</em

Source: Hamid, H. S., et al. Dreidimensionale Bildgebung und Analyse von Mitochondrien in menschlichen intraepidermalen Nervenfasern. J. Vis. exp.  (2017) Dieses Video demonstriert die Methode zur Visualisierung nervenspezifischer Mitochondrien mittels dreidimensionaler Bildgebung. Es beschreibt den Prozess der Erfassung sequentieller Scans von vormarkierten intraepidermalen Nervenfasern und der Erstellung von 3D-Oberflächenbildern, um Mitochondrien in Bezug auf Nervenstrukturen zu isolieren...

Visualisierung der Mitochondrien innerhalb der intraepidermalen Nervenfasern

Eine Strategie zur quantitativen Analyse histologischer Daten im Knochenmark wird vorgestellt. Die konfokale Mikroskopie von fluoreszenzmarkierten Zellen in Gewebeschnitten führt zu 2-dimensionalen Bildern, die automatisch analysiert werden. Co-Lokalisationsanalysen verschiedener Zelltypen werden mit Daten aus simulierten Bildern verglichen, um quantitative Informationen über zelluläre Interaktionen zu erhalten.

Automatisierte Quantifizierung Hämatopoetische Zell - Stromal Cell Interactions in histologische Bilder unentkalkte Knochen

Dieses Protokoll verwendet dreidimensionale (3D) Bildgebung und Analysetechniken zu visualisieren und Nerv-spezifische Mitochondrien zu quantifizieren. Die Techniken sind anwendbar auf andere Situationen, wo ein Fluoreszenzsignal verwendet wird, um eine Teilmenge der Daten aus einem anderen Fluoreszenzsignal zu isolieren.

Dreidimensionale Bildgebung und Analyse der Mitochondrien innerhalb von menschlichen Intraepidermal Nervenfasern

Hier beschreiben wir ein Protokoll für die automatische Segmentierung von eindringmittel beschrifteten Gewebe auf Folien mit einem Weitfeld-High-Content-Analyse-System (WHCAS). Dieses Protokoll hat breite Anwendungen in allen Bereichen umfasst die Quantifizierung der fluoreszierenden Marker in biologischen Geweben, einschließlich der biologischen Wissenschaften, Medizintechnik und Gesundheitswissenschaften.

Automatisierte Dia scannen und Segmentierung in Gewebekulturen beschriftet Gewebe mit einem Weitfeld High-Content Analysesystem

Die hier vorgestellte Methode verwendet Mikromuster ungemilzt mit quantitativer Bildgebung, um die räumliche Organisation innerhalb von Säugetierkulturen aufzuzeigen. Die Technik ist in einem Standardlabor für Zellbiologie leicht zu etablieren und bietet ein beschreibbares System zur Untersuchung von Mustern in vitro.

Kartierung der Emergent Spatial Organization of Mammalian Cells mit Mikromustern und quantitativer Bildgebung

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 stellen eine Methode vor, die einen generalisierbaren flächenbasierten Bildanalyseansatz verwendet, um Zellzahlen zu identifizieren. Die Analyse verschiedener Zellpopulationen nutzte die signifikanten Zellhöhen- und Strukturunterschiede zwischen verschiedenen Zelltypen innerhalb eines adaptiven Algorithmus.

Area-based Image Analysis Algorithm zur Quantifizierung von Makrophagen-Fibroblasten-Kokulturen

Die Kombination aus iterativem Bleaching-Extends-Multiplexity (IBEX) und einem kommerziellen Nukleotidmarkierungsassay (Click-iT EdU) ermöglicht den Nachweis und die Kategorisierung von sich teilenden Zelltypen in hochdynamischen Prozessen in fixierten gefrorenen murinen Gewebeschnitten. Darüber hinaus ermöglicht eine neuartige Open-Source-Bildverarbeitungspipeline eine Bilderfassung und -analyse mit hohem Durchsatz.

Hochdurchsatz-Bildgebungs- und Analyse-Workflow zur Bewertung von Hautzell-Phänotypen und Proliferationszuständen in Gewebeproben

Dieses Protokoll bietet eine vergleichende Methode zur Bewertung von Stomatal- und Epidermalmerkmalen bei zwei verschiedenen Arten mittels epidermaler Peelings, Clearing-Techniken und KI-unterstützter Bildanalyse. Das Ziel ist es, eine hochdurchgängige, reproduzierbare Quantifizierung zellulärer Strukturen, die der Funktion der Spaltöffnungen zugrunde liegen, für landwirtschaftliche Anwendungen und breite Pflanzenforschung zu ermöglichen.

Charakterisierung von Stomatal- und Epidermalmerkmalen mittels Peels, Clearing und KI-basierter Bildanalyse

Lernen Sie die SCAnED-Segmentierung für die halbautomatische Detektion von Zellen und Zellkernen in epidermalen und dermalen Hautkompartimenten. Diese Methode verbessert die Analysegenauigkeit bei entzündlichen und malignen Hauterkrankungen.

SCAnED - Ein Open-Source-Hautsegmentierungsmakro für die halbautomatische Zell- und Zellkerndetektion in epidermalen und dermalen Hautkompartimenten (Video) | JoVE Journal

SCAnED - Ein Open-Source-Hautsegmentierungsmakro für die halbautomatische Zell- und Zellkerndetektion in epidermalen und dermalen Hautkompartimenten

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