Name: SCAnED - 표피 및 진피 피부 구획에서 반자동 세포 및 핵 검출을 위한 오픈 소스 피부 분할 매크로 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-08-08T13:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 34 s
Description: 학습하세요 SCAnED 매크로를 활용한 인간 피부 표피 및 진피의 반자동 세포 분할 및 면역세포 정량화 방법을. 이 프로토콜은 피부 염증과 암 연구에서 이미지 분석 정확도를 높이고 생물학 연구의 접근성을 향상시킵니다.

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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% 트라이튼 X&nbsp;</td><td>시그마-올드리치</td><td>T9284</td><td></td></tr><tr><td>BSA (소 혈청 알부민)</td><td>시그마 올드리치</td><td></td><td></td></tr><tr><td>CD90</td><td>세포 신호 전달</td><td>D3V8A</td><td></td></tr><tr><td>DAPI&nbsp;</td><td>로슈</td><td>10236276001</td><td></td></tr><tr><td>탈이온수</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>E-cadherin&nbsp;</td><td>앱캠</td><td>AB1416</td><td></td></tr><tr><td>형광 장착 배양체 &nbsp;</td><td>다코</td><td>S3023</td><td></td></tr><tr><td>염소 항생쥐 IgG1 교차흡착 2차 항체, Alexa Fluor 488&nbsp; (AF 488 안티마우스)</td><td>써모피셔 사이언티브</td><td>A-21121</td><td></td></tr><tr><td>염소 항생쥐 IgG2a 교차흡착 2차 항체, Alexa Fluor 647 (AF 647 항생쥐)</td><td>써모피셔 사이언티브</td><td>A-21241</td><td></td></tr><tr><td>염소 항토끼 IgG (H+L) 교차흡착 2차 항체, Alexa Fluor 568 (AF 568 항토끼)</td><td>써모피셔 사이언티브</td><td>A-11011</td><td></td></tr><tr><td>염소 혈청 &nbsp;</td><td>애질런트 테크놀로지스 & OUML; sterreich GmbH, 다코</td><td>X0907</td><td></td></tr><tr><td>PBS&nbsp;</td><td>깁코</td><td>14190-094</td><td></td></tr><tr><td>비멘틴&nbsp;</td><td>다코</td><td>M7020</td><td></td></tr><tr><td><스트롱>재료</스트롱></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>챔버 박스(습식 박스)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>커버슬립스&nbsp;</td><td>써모피셔</td><td></td><td></td></tr><tr><td>소수성 염색용 액체 밀어내기 슬라이드 마커 펜 및 nbsp;</td><td>다이도 상교</td><td>Z377821</td><td>24x50mm</td></tr><tr><td>Solutions</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>투과화 완충제(0.3% Triton X, PBS)와 nbsp;</td><td></td><td></td><td>표 2를 참조하세요</td></tr><tr><td>염색 버퍼(PBS에서 2% BSA)와 nbsp;</td><td></td><td></td><td>표 2를 참조하세요</td></tr><tr><td>Software and Datasets</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>공초점 레이저 주사 현미경 &nbsp;</td><td>올림푸스</td><td>역방향 IX83을 기반으로 한 FV3000</td><td>10배 대물렌즈(NA 0.4), 4개의 레이저 라인(405 nm, 488 nm, 561 nm, 640 nm, 코히런트 )</td></tr><tr><td>피지 (ImageJ)&nbsp;</td><td></td><td>V1.54h</td><td></td></tr><tr><td>구글 콜랩</td><td>구글</td><td></td><td></td></tr><tr><td>그래프패드 프리즈앤 nbsp;</td><td>그래프패드 소프트웨어 주식회사</td><td>프리즘 10</td><td>추가 통계 분석을 위해</td></tr><tr><td>후광</td><td>인디카 연구소</td><td></td><td></td></tr><tr><td>파이썬 프로그램</td><td></td><td>파이썬 3.11.12</td><td></td></tr><tr><td>쿠파트</td><td>오픈 소프트웨어 (뱅크헤드, P. 외, https://doi.org/10.1038/s41598-017-17204-5)</td><td>v0.5.1</td><td></td></tr><tr><td>스타디스트</td><td></td><td></td><td>TF1.15.0 CPU 버전 설치</td></tr></tbody></table>

scaned - 표피 및 진피 피부 구획에서 반자동 세포 및 핵 검출을 위한 오픈 소스 피부 분할 매크로

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

이전 연구에서 우리는 SCAnED를 사용하여 인간 피부 진피 내 세포에서 세포질질 단백질인 라이실 산화효소(LOX) 및 전사 인자 저산소증 유도 인자 1(HIF-1)의 세포와 발현 수준을 검출하고 정량화하는 데 성공했습니다12 피부 연구에 대한 이 도구의 적용 가능성을 강조했습니다.
표피 및 진피 구획의 세포와 핵을 식별하는 피부 분할 매크로의 정밀도를 추가로 평가하기 위해 파라핀 포매 건강하고 염증이 있는 건선 피부 조직 샘플을 핵 및 표피/진피의 분할을 위해 DAPI 및 E-cadherin으로 염색했습니다. III형 중간 필라멘트인 VIM과 CD90은 모두 섬유아세포와 같은 진피의 중간엽 세포에서 주로 발현되며, 일부 표피 세포도 랑게르한스 세포, 기타 면역 세포 및 멜라닌 세포와 같은 이러한 마커를 발현합니다13,14. 만성 염...

SCAnED - 표피 및 진피 피부 구획에서 반자동 세포 및 핵 검출을 위한 오픈 소스 피부 분할 매크로

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

연구

JoVE Journal

Biology

생물학

Xenopus 배아 상피 조직은 상피 morphogenesis 동안 극성 개발 및 형태의 변화와 같은 세포 행위를 연구하는 이상적인 모델 시스템입니다. 고정 샘플 전통 조직학 점점 라이브 셀 이미징 공촛점에 의해 보완되고있다. 여기 개구리 조직을 분리 및 라이브 세포 공촛점 현미경을 사용하여 라이브 상피 세포 및 cytoskeleton을 시각화하는 방법을 보여줍니다.

라이브 셀 이미징 및 배아 상피 세포의 정량 분석 Xenopus laevis</em

출처: Hamid, H. S., et al. 인간 표피내 신경 섬유 내 미토콘드리아의 3차원 이미징 및 분석. J. Vis. Exp. (2017) 이 비디오는 3차원 이미징을 사용하여 신경 특이적 미토콘드리아를 시각화하는 방법을 보여줍니다. 사전 라벨링된 표피내 신경 섬유의 순차적 스캔을 획득하고 3D 표면 이미지를 생성하여 신경 구조와 관련된 미토콘드리아를 분리하고 표시하는 프로세스를 간략하게 설명합니다.

Intraepidermal Nerve Fibers 내 미토콘드리아의 시각화

골수의 조직학적 데이터를 정량적으로 분석하는 전략을 제시합니다. 조직 절편에서 형광 표지된 세포에 대한 컨포칼 현미경 검사는 자동으로 분석되는 2차원 이미지를 생성합니다. 다양한 세포 유형의 공동 국소화 분석을 시뮬레이션된 이미지의 데이터와 비교하여 세포 상호 작용에 대한 정량적 정보를 제공합니다.

조혈 세포의 자동화 된 정량화 - Undecalcified 뼈의 조직 학적 이미지에서 기질 세포 상호 작용

이 프로토콜을 시각화 하 고 신경 특정 미토 콘 드리 아를 계량 3 차원 (3D) 영상 및 분석 기법을 사용 합니다. 기술 한 형광 신호를 다른 형광 신호에서 데이터의 하위 집합을 분리 하는 데 사용은 다른 상황에 적용 됩니다.

3 차원 영상 및 인간 Intraepidermal 신경 섬유 내 미토 콘 드리 아의 분석

여기 우리는 widefield 하이 콘텐츠 분석 시스템 (WHCAS)를 사용 하 여 슬라이드에 붙일 레이블된 조직의 자동화 된 세그먼트에 대 한 프로토콜을 설명 합니다. 이 프로토콜은 생물 과학, 의료 공학, 건강 과학 등 생물 조직에서 형광 표식의 정량과 관련 된 모든 분야에서 광범위 한 응용 프로그램 있다.

자동된 슬라이드 스캔 및 Widefield 하이 콘텐츠 분석 시스템을 사용 하 여 붙일 표시 된 조직에서 시장 세분화

여기에 제시된 방법은 포유류 문화 내에서 공간 조직을 드러내기 위하여 양적 화상 진찰과 함께 마이크로 패터닝을 이용합니다. 이 기술은 표준 세포 생물학 실험실에서 확립하기 쉽고 시험관 내에서 패터닝을 연구할 수있는 견인 시스템을 제공합니다.

마이크로패턴과 정량적 이미징을 사용하여 포유류 세포의 응급 공간 조직 매핑

우리는 형광 현미경 이미지의 특정 세포 구획에서 세포 체의 신속한 탐사와 정확한 분석을 위해 구축 된 자유롭게 사용할 수있는 워크플로우를 제시합니다. 이 사용자 친화적인 워크플로우는 오픈 소스 소프트웨어 Icy에서 설계되었으며 ImageJ 기능을 사용합니다. 파이프라인은 이미지 분석에 대한 지식없이 저렴합니다.

하위 구조 분석기: 형광 현미경 이미지에서 세포 체의 신속한 탐색 및 정확한 분석을 위한 사용자 친화적인 워크플로우

우리는 세포 수를 식별하기 위해 일반화 가능한 영역 기반 이미지 분석 접근법을 활용하는 방법을 제시합니다. 상이한 세포 집단의 분석은 적응형 알고리즘 내에서 별개의 세포 유형 사이의 유의한 세포 높이 및 구조 차이를 이용하였다.

대식세포-섬유아세포 공동배양물의 정량화를 위한 영역 기반 이미지 분석 알고리즘

IBEX(Iterative-bleaching-extends-multiplexity)와 상용 뉴클레오티드 표지 분석(Click-iT EdU)의 조합은 고정된 냉동 쥐 조직 절편에서 매우 역동적인 과정에서 분열하는 세포 유형을 검출하고 분류할 수 있습니다. 또한 새로운 오픈 소스 이미지 처리 파이프라인은 처리량이 많은 이미지 획득 및 분석을 제공합니다.

조직 샘플의 피부 세포 표현형 및 증식 상태를 평가하기 위한 고처리량 이미징 및 분석 워크플로우

이 프로토콜은 표피 필링, 투명화 기법, AI 보조 영상 분석을 활용하여 두 가지 서로 다른 종의 기공과 표피 특성을 비교 평가하는 방법을 제시합니다. 목표는 농업 응용과 광범위한 식물 연구를 위해 기공 기능의 기저 세포 구조를 고처리량, 재현 가능하게 정량화하는 것입니다.

필링, 클리어링, AI 기반 이미지 분석을 이용한 기공 및 표피 특성 특성

학습하세요 SCAnED 매크로를 활용한 인간 피부 표피 및 진피의 반자동 세포 분할 및 면역세포 정량화 방법을. 이 프로토콜은 피부 염증과 암 연구에서 이미지 분석 정확도를 높이고 생물학 연구의 접근성을 향상시킵니다.

SCAnED - 표피 및 진피 피부 구획에서 반자동 세포 및 핵 검출을 위한 오픈 소스 피부 분할 매크로

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