Name: 마이크로 혈관 구조에서 필드 와이즈 흐름의 공간 시간 분석 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-11-18T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 39 s
Description: 배우세요 STAFF 소프트웨어를 활용한 미세혈관 흐름의 연속적 정량 분석 방법을. 현미경 전체 시야에서 혈류 속도를 측정하고 색상 코딩된 공간 지도를 생성하여 신경과학 연구에 활용할 수 있습니다.

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여기에 제시된 연구 결과는 건강의 국가 학회 (NIH U01 GM111243 및 NIH NIH NIDDK P30 DK079312)에서 자금조달에 의해 지원되었습니다. 생체 내 현미경 검사법 연구는 인디애나 생물 현미경 검사법 센터에서 수행되었습니다. 말고르자타 카모카 박사에게 현미경 검사법 기술 지원에 감사드립니다.

<ol><li>Shen, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Subclinical+Vascular+Dysfunction+Associated+with+Metabolic+Syndrome+in+African+Americans+and+Whites%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+clinical+Endocrinology+and+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Subclinical Vascular Dysfunction Associated with Metabolic Syndrome in African Americans and Whites.</a> The Journal of clinical Endocrinology and Metabolism. 100 (11), 4231-4239 (2015).</li>
<li>Sherman, I. A., Pappas, S. C., Fisher, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hepatic+microvascular+changes+associated+with+development+of+liver+fibrosis+and+cirrhosis%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology-Heart+and+Circulatory+Physiology%22%5BJournal%5D)">Hepatic microvascular changes associated with development of liver fibrosis and cirrhosis.</a> American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 258 (2), 460-465 (1990).</li>
<li>Zafrani, L., Ince, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microcirculation+in+Acute+and+Chronic+Kidney+Diseases%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Kidney+Diseases%22%5BJournal%5D)">Microcirculation in Acute and Chronic Kidney Diseases.</a> American Journal of Kidney Diseases. 66 (6), 1083-1094 (2015).</li>
<li>Nielsen, R. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Capillary+dysfunction+is+associated+with+symptom+severity+and+neurodegeneration+in+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Alzheimer%27s+%26+Dementia%22%5BJournal%5D)">Capillary dysfunction is associated with symptom severity and neurodegeneration in Alzheimer's disease.</a> Alzheimer's & Dementia. 13 (10), 1143-1153 (2017).</li>
<li>Houben, A. J. H. M., Martens, R. J. H., Stehouwer, C. D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessing+Microvascular+Function+in+Humans+from+a+Chronic+Disease+Perspective%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Society+of+Nephrology%22%5BJournal%5D)">Assessing Microvascular Function in Humans from a Chronic Disease Perspective.</a> Journal of the American Society of Nephrology. 28 (12), 3461-3472 (2017).</li>
<li>Clemens, M., Zhang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regulation+of+Sinusoidal+Perfusion%3A+In+Vivo+Methodology+and+Control+by+Endothelins%5BTitle%5D)+AND+%22Seminars+in+Liver+Disease%22%5BJournal%5D)">Regulation of Sinusoidal Perfusion: In Vivo Methodology and Control by Endothelins.</a> Seminars in Liver Disease. 19 (04), 383-396 (1999).</li>
<li>Uhlmann, S., Uhlmann, D., Spiegel, H. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+hepatic+microcirculation+by+in+vivo+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+investigative+surgery+%3A+the+official+journal+of+the+Academy+of+Surgical+Research%22%5BJournal%5D)">Evaluation of hepatic microcirculation by in vivo microscopy.</a> Journal of investigative surgery : the official journal of the Academy of Surgical Research. 12 (4), 179-193 (1999).</li>
<li>Dunn, K. W., Sutton, T. A., Sandoval, R. M. Live-animal imaging of renal function by multiphoton microscopy. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDunn%2C+KW+%22Current+protocols+in+cytometry%22">Current protocols in cytometry</a>. , Chapter 12, Unit12.9 (2012).</li>
<li>von Diezmann, A., Shechtman, Y., Moerner, W. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-Dimensional+Localization+of+Single+Molecules+for+Super-Resolution+Imaging+and+Single-Particle+Tracking%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Three-Dimensional Localization of Single Molecules for Super-Resolution Imaging and Single-Particle Tracking.</a> Chemical Reviews. 117 (11), 7244-7275 (2017).</li>
<li>Huang, Z. -L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Localization-based+super-resolution+microscopy+with+an+sCMOS+camera%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Localization-based super-resolution microscopy with an sCMOS camera.</a> Optics Express. 19 (20), 19156(2011).</li>
<li>Clendenon, S. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simple+automated+method+for+continuous+fieldwise+measurement+of+microvascular+hemodynamics%5BTitle%5D)+AND+%22Microvascular+Research%22%5BJournal%5D)">A simple automated method for continuous fieldwise measurement of microvascular hemodynamics.</a> Microvascular Research. 123, 7-13 (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>Liu, Z. -Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scale+space+approach+to+directional+analysis+of+images%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Optics%22%5BJournal%5D)">Scale space approach to directional analysis of images.</a> Applied Optics. 30 (11), 1369(1991).</li>
<li>Linkert, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metadata+matters%3A+access+to+image+data+in+the+real+world%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+cell+biology%22%5BJournal%5D)">Metadata matters: access to image data in the real world.</a> The Journal of cell biology. 189 (5), 777-782 (2010).</li>
<li>Sherman, I. A., Pappas, S. C., Fisher, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hepatic+microvascular+changes+associated+with+development+of+liver+fibrosis+and+cirrhosis%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology-Heart+and+Circulatory+Physiology%22%5BJournal%5D)">Hepatic microvascular changes associated with development of liver fibrosis and cirrhosis.</a> American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 258 (2), 460-465 (1990).</li>
<li>Babbey, C. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+intravital+microscopy+of+hepatic+transport%5BTitle%5D)+AND+%22IntraVital%22%5BJournal%5D)">Quantitative intravital microscopy of hepatic transport.</a> IntraVital. 1 (1), 44-53 (2012).</li>
<li>Dunn, K. W., Ryan, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+quantitative+intravital+multiphoton+microscopy+to+dissect+hepatic+transport+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Methods%22%5BJournal%5D)">Using quantitative intravital multiphoton microscopy to dissect hepatic transport in rats.</a> Methods. 128, 40-51 (2017).</li>
<li>Ryan, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intravital+Multiphoton+Microscopy+with+Fluorescent+Bile+Salts+in+Rats+as+an+In+Vivo+Biomarker+for+Hepatobiliary+Transport+Inhibition%5BTitle%5D)+AND+%22Drug+metabolism+and+disposition%3A+the+biological+fate+of+chemicals%22%5BJournal%5D)">Intravital Multiphoton Microscopy with Fluorescent Bile Salts in Rats as an In Vivo Biomarker for Hepatobiliary Transport Inhibition.</a> Drug metabolism and disposition: the biological fate of chemicals. 46 (5), 704-718 (2018).</li>
<li>Sandoval, R. M., Molitoris, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantifying+Glomerular+Permeability+of+Fluorescent+Macromolecules+Using+2-Photon+Microscopy+in+Munich+Wistar+Rats%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Quantifying Glomerular Permeability of Fluorescent Macromolecules Using 2-Photon Microscopy in Munich Wistar Rats.</a> Journal of Visualized Experiments. (74), e50052(2013).</li>
<li>Chhatbar, P. Y., Kara, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+blood+velocity+measurements+with+a+hybrid+image+filtering+and+iterative+Radon+transform+algorithm%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Improved blood velocity measurements with a hybrid image filtering and iterative Radon transform algorithm.</a> Frontiers in Neuroscience. 7, 106(2013).</li>
<li>Drew, P. J., Blinder, P., Cauwenberghs, G., Shih, A. Y., Kleinfeld, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+determination+of+particle+velocity+from+space-time+images+using+the+Radon+transform%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+computational+neuroscience%22%5BJournal%5D)">Rapid determination of particle velocity from space-time images using the Radon transform.</a> Journal of computational neuroscience. 29 (1-2), 5-11 (2010).</li>
<li>Kleinfeld, D., Mitra, P. P., Helmchen, F., Denk, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluctuations+and+stimulus-induced+changes+in+blood+flow+observed+in+individual+capillaries+in+layers+2+through+4+of+rat+neocortex%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Fluctuations and stimulus-induced changes in blood flow observed in individual capillaries in layers 2 through 4 of rat neocortex.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 95 (26), 15741-15746 (1998).</li>
<li>Dasari, S., Weber, P., Makhloufi, C., Lopez, E., Forestier, C. -L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intravital+Microscopy+Imaging+of+the+Liver+following+Leishmania+Infection%3A+An+Assessment+of+Hepatic+Hemodynamics%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+visualized+experiments+%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">Intravital Microscopy Imaging of the Liver following Leishmania Infection: An Assessment of Hepatic Hemodynamics.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. (101), e52303(2015).</li>
<li>Hoshikawa, R., et al. Dynamic Flow Velocity Mapping from Fluorescent Dye Transit Times in the Brain Surface Microcirculation of Anesthetized Rats and Mice. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHoshikawa%2C+R+%22Microcirculation%22">Microcirculation</a>. 23 (6), New York, N.Y. 416-425 (2016).</li>
<li>Sironi, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+flow+mapping+in+complex+vessel+networks+by+single+image+correlation%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+reports%22%5BJournal%5D)">In vivo flow mapping in complex vessel networks by single image correlation.</a> Scientific reports. 4 (1), 7341(2014).</li>
<li>Kamoun, W. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+measurement+of+RBC+velocity%2C+flux%2C+hematocrit+and+shear+rate+in+vascular+networks%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Methods%22%5BJournal%5D)">Simultaneous measurement of RBC velocity, flux, hematocrit and shear rate in vascular networks.</a> Nature Methods. 7 (8), 655-660 (2010).</li>
</ol>

저자는 경쟁적인 이익을 보고하지 않습니다.

이 프로토콜에는 여러 가지 중요한 단계가 있습니다. 첫째, 간내 영상 촬영 중 움직임을 최소화하는 것은 STAFF를 사용하여 모세관 유동 분석에 사용할 수 있는 영상을 생성하는 데 필수적입니다. 다이어프램의 근접성으로 인해 짧은 호흡 유발 운동이 발생하며, 안전한 간은 각 호흡 후 초기 위치로 돌아갑니다. 거즈를 이용한 커버슬립 바닥 접시에 대해 외과적으로 노출된 간을 고정한 다음, 거꾸로 된 현미경을 사용하여 아래에서 이미징하는 것은 호흡16,17,18,19사이의 장기를 고정시키는 역할을 한다. 둘째, 측정할 수 있는 유량의 속도는 이미지 수집 속도와 유량이 측정되는 세그먼트의 최소길이(11)의함수이기 때문에 100fps의 이미지 수집 속도를 강력히 권장합니...

미세 혈관 구조는 생리학에서 중요한 역할을하며 변화하는 조건하에서 조직의 효과적인 관류를 보장합니다. 미세혈관 기능 장애는 장기 심혈관 이환율 및 사망률, 치매의 발병, 간 및 신장 모두의 질병 등 무수한 조건과 연관되어 있으며, 따라서 광범위한 생체 의학 조사에서 관심의 핵심 요소인1,2,3,4,5. 여러 기술이 조직 관류를 평가하는 데 사용되었지만, 오직 분과 내 현미경 검사법만이 개별 모세혈관 수준에서 혈류를 특성화하는 데 필요한 시간적 및 공간 적 해상도에서 데이터 수집을 가능하게 합니다.
미세 혈관 흐름은 형광 현미경 검사법에서 형광 현미경 검사법에서 가시화 될 수 있습니다 또는 막 불과후형 형광 마커의 배경에 대한 적혈구의 움직임에 의해 (예를 들어, 형광 표지 dextran 또는 알부민)6,7. 현미경 혈관 흐름은 광시야 현미경 검사법을 사용하여 표면 세포 층에서, 또는 공초점 또는 다중 광자 현미경 검사법을 사용하여 깊이에서 심상할 수 있습니다. 그러나 모세관 유량은 적혈구의 통과가 일반적으로 60 프레임 / s 미만의 속도로 캡처 할 수 없도록합니다. 대부분의 레이저 스캐닝 공초점 및 다광자 현미경은 전체 이미지 필드를 스캔하기 위해 1-5s가 필요하기 때문에 이 속도는 일반적으로 시야를 제한하고 때로는 단일 스캔 라인8로만수행할 수 있습니다. 선택된 모세관 세그먼트(1)로 측정을 제한하는 과정은 선택 편향을 도입할 수 있는 잠재력을 가지고 있으며 (2) 모세관 혈류의 속도에서 공간및 시간적 이질성을 포착하는 것을 불가능하게 합니다. 이와 대조적으로, 모세관 네트워크의 이미지는 과학적인 보완 금속 산화물 반도체 (sCMOS) 카메라가 장착 된 광시야 디지털 현미경을 사용하여 100 fps를 초과하는 속도로 수집 할 수 있습니다9,10. 일반적인 생물 의학 실험실에서 흔히 볼 수 있는 이러한 저렴한 시스템은 본질적으로 지속적으로 전체 2차원 네트워크를 가로질러 미세 혈관 흐름을 이미지화할 수 있게 합니다. 문제는 고속 비디오 현미경 검사법에 의해 생성 된 거대하고 복잡한 이미지 데이터 세트에서 의미있는 정량적 데이터를 추출 할 수있는 분석 접근 방식을 찾는 중 하나가됩니다.
전체 필드 유동 데이터의 분석을 가능하게 하기 위해 고속으로 수집된 이미지 계열의 전체 현미경 필드에 걸쳐 미세 혈관 흐름을 지속적으로 측정할 수 있는 새로운 이미지 분석 소프트웨어인STAFF를 개발했습니다. 이 접근법은 다양한 다양한 실험 시스템 및 이미징 방식과 호환되며 STAFF 이미지 분석 소프트웨어는 ImageJ12의FIJI 구현을 위한 매크로 도구 세트로 구현됩니다. 미세 혈관 흐름을 시각화하기 위해 여기에 사용되는 기본 원리는 먼저, 일부 대비가 모세 혈관 내에서 적혈구를 이미지 할 수 있도록 제공되어야한다는 것입니다. 우리의 연구 결과에서, 대조는 적혈구에 의해 제외되는 대량 형광 탐사선에 의해 제공됩니다. 그런 다음 살아있는동물8로부터고속으로 수집된 이미지에서 형광표지된 플라즈마 내에서 음성 얼룩으로 나타나는 적혈구의 변위로부터 유동속도를 정량화할 수 있다. 그런 다음 STAFF를 사용하여 kymographs라는 여러 간격에 걸쳐 각 모세관 세그먼트를 따라 거리 플롯을 만들고 kymographs13에있는 경사를 감지하고 이러한 경사면에서 미세 혈관 흐름의 속도를 계산합니다. 접근은 화상 진찰을 위해 접근할 수 있는 어떤 모세관 침대에서 집합된 심상에 적용될 수 있습니다. 여기에서 우리는 간에서 혈류의 연구에 IVM과 STAFF의 적용을 기술합니다.

<table><tbody><tr><td>#5 겸</td>자 <td>Fine Science Tools</td><td>11251-20</td><td>Dumont #5 Inox 집게</td></tr><tr><td>C57BL/6 마우스</td><td>Jackson Labs</td><td></td><td>수컷 9-12주 된</td></tr><tr><td>Cannula</td><td>Instech</td><td>BTPE-10</td><td>폴리에틸렌 튜빙 0.011 x 0.024인치</td></tr><tr><td>CMOS 카메라</td><td>Hamamatsu</td><td>C11440-42U30</td><td>4.0LT Scientific CMOS</td></tr><tr><td>Coverslip-bottomed dish</td><td>전자 현미경 Sciences</td><td></td><td>WillCo 식기 유리 바닥 GWST5040</td></tr><tr><td>해부 가위</td><td>Fine Science Tools</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fiji ImageJ 이미지 분석 소프트웨어</td><td></td><td></td><td>https://fiji.sc/ ; https://downloads.imagej.net/fiji/Life-Line/fiji-win64-20170530.zip</td></tr><tr><td>Fluorescein dextran</td><td>Thermo Fisher, Invitrogen</td><td>D1822</td><td>Dextran, Fluorescein, 70,000 MW, 음이온성, 라이신 고정성</td></tr><tr><td>거즈 스폰지</td><td>Fisher</td><td>22-415-504</td><td>2x2 인치 Dukal 멸균 거즈 스폰지</td></tr><tr><td>가열 패드</td><td>Reptitherm</td><td>RH-4</td><td>마우스와 무대 사이</td></tr><tr><td>가열 패드</td><td>Sunbeam</td><td>000732-500-000U</td><td>마우스 오버</td></tr><tr><td>도립 형광 현미경</td><td>Nikon</td><td></td><td>Nikon TiE 도립 현미경</td></tr><tr><td>Isis 설치류 전기 면도기</td><td>Braun Aesculap</td><td>GT420</td><td></td></tr><tr><td>Isofluorane</td><td>Abbott GmbH</td><td>PZN4831850</td><td></td></tr><tr><td>Luer stub 어댑터</td><td>Fisher</td><td>14-826-19E</td><td>카테터 어댑터</td></tr><tr><td>마이크로 가위</td><td>Castro Viejo</td><td></td><td></td></tr><tr><td>현미경 대물렌즈</td><td>Nikon</td><td></td><td>Plan Fluor 20x, NA 0.75 침수</td></tr><tr><td>바늘</td><td>Fisher</td><td></td><td>30G x1/2"</td></tr><tr><td>바늘 홀더</td><td>Olsen-Hegar</td><td></td><td></td></tr><tr><td>대물 히터</td><td>BioScience Tools</td><td>MTC-HLS-025</td><td>대물 히터가 있는 온도 조절기</td></tr><tr><td>직장 온도계</td><td>Braintree Scientific, INC</td><td>TH-5A</td><td>마우스 체온 모니터링</td></tr><tr><td>STAFF 매크로</td><td></td><td></td><td>https://github.com/icbm-iupui/STAFF</td></tr><tr><td>봉합사 끈</td><td>Harvard Bioscience</td><td>723288</td><td>실크 블랙 봉합사, 6-0, 스풀</td></tr></tbody></table>

마이크로 혈관 구조에서 필드 와이즈 흐름의 공간 시간 분석

Spatial Temporal Analysis of Fieldwise Flow in Microvasculature

혈액 흐름 속도 및 분포의 변화는 다양한 세포 요구에 반응하여 조직 및 장기 관류를 유지하는 데 필수적입니다. 또한, 미세 순환에 결함의 출현은 여러 병리의 발달의 주요 지표가 될 수 있습니다. 광학 화상 진찰에 있는 어드밴스는 살아있는 동물에 있는 세포와 sub cellular 수준에 있는 화상 진찰을 시간이 지남에 따라 고속으로 허용하는 실제적인 접근 (IVM) intravital 현미경 검사법 (IVM)를 만들었습니다. 그러나, 모세관 흐름에 있는 적당한 조직 관류, 공간 및 시간적인 가변성을 유지하는 중요성에도 불구하고 거의 문서화되지 않습니다. 표준 접근법에서는 제한된 시간 동안 이미징을 위해 소수의 모세관 세그먼트가 선택됩니다. Pii 의 오픈 소스 이미지 분석 소프트웨어용 매크로인 필드와이즈 플로우(STAFF)의 공간 시간적 분석을 편견 없는 방식으로 모세관 흐름을 포괄적으로 정량화했습니다. STAFF는 모세 혈관 내혈흐름의 전체 필드가 있는 고속 이미지 시퀀스를 사용하여 모든 혈관 세그먼트에 대해 시간 간격마다 kymographs라고 하는 움직임을 나타내는 이미지를 생성합니다. kymographs에서 STAFF는 적혈구가 시간이 지남에 따라 이동하는 거리에서 속도를 계산하고 정량 분석을위한 시각화 및 표 출력을위한 색상 코드 공간지도의 시퀀스로 속도 데이터를 출력합니다. 일반적인 마우스 간에서 STAFF는 소엽 내의 pericentral 및 periportal 영역 사이의 유속의 심오한 차이를 정량화분석합니다. 더 예기치 않은 것은 나란히 있는 정현파와 몇 초에 걸쳐 개별 혈관 세그먼트 내에서 보이는 변동 사이의 유속의 차이입니다. STAFF는 모세관 흐름의 복잡한 시공간 역학을 측정하여 새로운 통찰력을 제공 할 수있는 강력한 새로운 도구입니다.

STAFF 분석은 초에서 분까지 연장되는 시간의 기간에 걸쳐 전체 현미경 필드에 걸쳐 미세 혈관 속도의 완전한 인구 조사를 생성합니다. 대표적인 결과는 그림 1, 그림 2, 그림 3및 그림 4에제시되어 있습니다. 도 1은 마우스의 간에서의 미세 혈관 네트워크의 시계열, 미세 혈관 흐름의 축을 정의하는 데 사용되는 스켈레톤화된 이미지의 생성, 및 정량화를 위해 확인된 개별 혈관 세그먼트의 STAFF 생성 맵의 예를 나타낸다. 그런 다음 STAFF는 스켈레톤화된 이미지를 사용하여 미세 혈관 네트워크를 개별 세그먼트로 분할한 다음 각 세그먼트에 대한 kymographs 이미지를 생성합니다. 이러한 이미지는 사용자에게 제공되며, 키모그래피 분석에 사용될 시간 간격을 식별하...

고속 모세관 유동 이미지 시퀀스에서 미세 혈관 흐름을 정량화하기 위해 STAFF(필드와이즈 흐름의 공간 시간 분석) 소프트웨어를 개발했습니다. 전체 이미지 필드와 시간이 지남에 따라 STAFF는 유속을 평가하고 정량분석을 위한 시각화 및 표 출력을 위해 색상으로 구분된 공간 맵 시퀀스를 생성합니다.

Changes in blood flow velocity and distribution are vital in maintaining tissue and organ perfusion in response to varying cellular needs. Further, ...

미세 혈관 흐름은 모세 혈관과 몇 초의 시간 과정동안 의 변화 마다 다르기 때문에 전체 필드에 걸쳐 흐름의 지속적인 정량화를 위한 방법이 필요합니다. 직원은 몇 시간 내에 전체 현미경 필드에 걸쳐 흐름 속도를 거의 지속적으로 측정할 수 있으며, 따라서 수동으로 얻는 데 몇 달이 걸릴 수 있습니다. 이러한 절차는 간단하지만 시각적 데모는 새로운 사용자가 처음으로 직원을 탐색하는 데 크게 도움이 됩니다.TrakEM2를 사용하여 혈관 네트워크를 정의하려면 먼저 파일, 새 및 TrakEM2 Blank를 선택하여 새 빈 TrakEM2 프로젝트를 설정하고 영화에서 단일 이미지를 포함하는 새 폴더를 프로젝트 폴더로 선택합니다. TrakEM2 창문이 열립니다. 주 작업 영역에서 마우스 오른쪽 단추를 클릭하고 이미지 가져오기 및 가져오기를 선택합니다.저장된 단일 이미지로 이동하여 이미지를 선택합니다. 기본 작업 영역에서 마우스 오른쪽 단추를 클릭하고 캔버스/레이어셋 표시 및 자동 크기를 조정합니다. 그런 다음 주 작업 창에서 왼쪽 단추를 클릭합니다.이미지가 작업 영역을 채웁니다. 혈관 네트워크가 포함된 이미지의 영역을 선택하려면 작은 TrakEM2 창에서 템플릿을 마우스 오른쪽 단추로 클릭하고 새 자식 및 영역 목록 추가를 선택합니다. 작은 TrakEM2 창에서 제목없는 프로젝트인 프로젝트 객체에 템플릿 을 드래그합니다.그런 다음 템플릿 아무것도, 영역 목록, 프로젝트 개체, 제목없는 프로젝트, 아무것도 드래그합니다. 제목없는 프로젝트인 프로젝트 개체에서 모든 영역 목록이 표시됩니다. Z 공간 탭 아래의 주요 TrakEM2 창에서 영역 목록이라는 막대가 만들어집니다.목록을 선택하려면 클릭합니다. 메인 TrakEM2 창에서, 그림 브러시 도구를 선택하고 마우스 휠을 롤링하는 동안 시프트를 클릭하여 관심 있는 혈관의 직경보다 작은 페인트 브러시 크기를 선택합니다. 제어를 눌러 프로젝트를 저장합니다.페인트 브러시 도구를 사용하여 초점 영역을 제외한 혈관 네트워크를 페인트합니다. 라벨링이 완료되면 기본 TrakEM2 창을 마우스 오른쪽 단추로 클릭하고 내보내기 및 영역 목록을 레이블로 선택합니다. 팝업 창에서 배율 100%를 선택하고 모든 영역 목록을 내보냅니다.TrakEM2 창을 닫고 예를 선택하여 프로젝트를 저장합니다. 영역 목록의 이미지가 열리고 빈 검은색 이미지로 나타날 수 있습니다. 메인 피지 메뉴에서 이미지, 조정 및 밝기

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Research

연구

JoVE Journal

Bioengineering

생명공학

pial 엑기스의 시간적 및 공간적 hemodynamic 및 염증성 이벤트를 따라 Intravital 현미경.

휴일 두개골 윈도우를 사용하여 마우스 뇌 엑기스의 Intravital 현미경

마이크로 입자 영상 속도계 (μPIV)의 정확한 속도 프로파일을주고 간 상관 관계 혈액 흐름에 파종 마이크로 입자의 쌍 이미지를 시각화하는 데 사용됩니다. 임상 응용을 가지고 각각의 전단 속도, 최대 속도, 속도 프로파일 형태, 유량, 이러한 측정에서 파생 될 수 있습니다.

마이크로 혈액 흐름의 속도 분포 측정을위한 마이크로 입자 이미지 유속계

Intravital 현미경 검사는 동물에서 망막 혈관 직경, 혈류 속도 및 총 망막 혈류를 시각화하고 측정하는 데 사용할 수 있습니다.

생쥐의 망막 혈류에 대한 Intravital Video Microscopy 측정

생물막은 주변 환경과 복잡한 상호 작용을 합니다. 생물막-환경 상호 작용을 종합적으로 조사하기 위해 여기서는 생물막 개발을 위한 이질적인 화학적 환경을 조성하고, 국소 유속을 정량화하고, 생물막 군집 내부 및 주변의 질량 수송을 분석하는 일련의 방법을 제시합니다.

바이오 필름 및 서식지의 이질성의 공동 개발을 특성화하기위한 방법

여기 우리가 투명 neurovascular 유령 조작 및 거기에 흐름에 대 한 단순화 된 방법을 제시. 우리 여러 중요 한 매개 변수를 선택 하 고 필드 정확도에 그들의 관계를 보여 줍니다.

Meso 스케일 입자 이미지 Velocimetry 혈관 흐름에서 체 외에서 의 연구

여기서, 우리는 미세 유체 칩과 자동으로 제어되는 고효율 순환 미세 유체 시스템을 제공하여 신생 혈관화의 초기 미세 환경을 재구성하여 내피 세포 (EC)가 높은 발광 전단 응력, 생리학적 수준의 경내 연골 흐름 및 다양한 혈관 내막 성장 인자 (VEGF)에 의해 자극 될 수 있도록 합니다.

뇌혈관화의 초기 이벤트를 모방하는 미세 유체 모델

이 프로토콜은 광시트 형광 현미경을 사용하여 정량적 전체 마운트 3차원 혈관 이미징을 위한 신속한 방법을 소개합니다. 이 방법의 효능은 전산 유체 역학을 통해 정량화된 혈역학적 힘과 함께 병아리 배아 모델의 인두 궁 동맥 시스템을 사용하여 입증되었습니다.

정량적 연구를 위한 소동물 혈관 구조의 신속한 전체 마운트 고해상도 이미징

초음파 국소화 현미경(ULM)은 생체 내 미세혈관 구조를 이미징할 때 전례 없는 수준의 해상도를 가능하게 하는 최근 개발된 기술입니다. 이 작업에서 우리는 전임상 연구를 위해 설계된 표준화된 기능적 초음파 이미징 플랫폼을 사용하여 설치류의 뇌 미세혈관 구조의 초해상도 이미지를 얻는 방법을 자세히 설명합니다.

설치류 뇌 미세혈관 구조의 초고해상도 매핑을 위한 초음파 국소화 현미경

빛으로 작은 GTPase 활동 spatio-시간적 제어를위한 방법을 설명합니다. 이 방법은 rapamycin-유도 FKBP-FRB의 heterodimerization 및 사진 caging 시스템을 기반으로합니다. 빛을 조사의 최적화는 subcellular 수준에서 작은 GTPases의 spatio-temporally 제어 활성화를 가능하게합니다.

리빙 셀의 Subcellular 수준과 초 Timescale에 작은 GTPase 활동의 Spatio-시간적 조작

nanoparticle 추적 분석 (NTA)와 고분자 유전자 전달 나노 입자를 평가하기 위해 높은 처리량 유동 세포 계측법에 대한 프로토콜이 설명되어 있습니다. NTA는 nanoparticle 입자 크기 분포와 플라스미드 당 입자 분포를 특성화하기 위해 사용됩니다. 높은 처리량 유동 세포 계측법은 유전자 전달 biomaterials의 라이브러리에 대한 양적 transfection 효율 평가를 할 수 있습니다.

고분자 유전자 배달에 대한 평가는 Nanoparticle 추적 분석 및 높은 처리량 유동 세포 계측법에 의해 나노 입자

배우세요 STAFF 소프트웨어를 활용한 미세혈관 흐름의 연속적 정량 분석 방법을. 현미경 전체 시야에서 혈류 속도를 측정하고 색상 코딩된 공간 지도를 생성하여 신경과학 연구에 활용할 수 있습니다.

마이크로 혈관 구조에서 필드 와이즈 흐름의 공간 시간 분석

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