Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Trójwymiarowe ilościowe obrazowanie fazowe w celu scharakteryzowania podtypów limfocytów

833 wyświetleń

8 lipca 2025

W tym artykule

Streszczenie

Źródło: Yoon, J. et al. Bezznacznikowa identyfikacja podtypów limfocytów przy użyciu trójwymiarowego ilościowego obrazowania fazowego i uczenia maszynowego. J. Vis. Exp.(2018)

Ten film demonstruje bezznacznikową identyfikację morfologii i biochemii limfocytów za pomocą ilościowego obrazowania fazowego 3D. Technika ta pozwala na dokładną analizę limfocytów, odkrywanie ich wewnętrznych struktur i właściwości bez konieczności stosowania procedur znakowania.

Protokół

1. Cytometria przepływowa i sortowanie podtypów limfocytów

UWAGA: Sortowanie limfocytów w zależności od typu komórki jest niezbędne do ustalenia podstawowych (tj. prawidłowych) etykiet typów komórek do trenowania i testowania klasyfikatora typów komórek w nadzorowanym uczeniu. Cytometria przepływowa, złoty standard, służy do identyfikacji i separacji limfocytów.

  1. Przygotować mieszaninę przeciwciał barwiących markery powierzchniowe w 100 μl świeżej pożywki RPMI-1640 [z 10% FBS, 0,1 μg CD3e (17A2), CD8a (53-6,7), CD19 (1D3), CD45R (B220, RA3-6B2) i NK1.1 (PK136)] oraz 0,25 μg przeciwciał CD4 (GK1,5) do docelowych limfocytów T, B, CD4+ i CD8+
  2. .
  3. Dodać 100 μl mieszaniny przeciwciał do zawiesiny komórek.
  4. Inkubować przez 25 minut na lodzie.
  5. Przemyć komórki, dodając 5 ml PBS i dwukrotnie odwirowując przy 400 x g przez 5 minut w temperaturze 4 °C.
  6. Zawiesić osad komórkowy w 5 ml świeżej pożywki RPMI-1640 z 10% FBS i 2,5 μg DAPI (4',6-diamidino-2-fenyloindol).
  7. Zebrać każdy typ limfocytów oddzielnie za pomocą cytometrii przepływowej, używając poziomów fluorescencji markerów opisanych powyżej. Jednocześnie wykluczaj martwe komórki za pomocą sygnałów DAPI.

2. 3D Ilościowe obrazowanie fazowe

  1. Trzymaj posortowane limfocyty na lodzie przez cały czas trwania procedur obrazowania, które powinny zostać zakończone w ciągu 5 godzin (od momentu izolacji limfocytów od myszy), aby uniknąć uszkodzenia komórek i zmian biochemicznych.
  2. Wybierz posortowany typ komórek (spośród limfocytów T B, CD4+ i limfocytów T CD8+) i rozcieńczyć próbkę do 180 komórek/μl pożywką RPMI, aby uzyskać optymalne warunki obrazowania (tj. jedna komórka na pojedyncze pole widzenia).
  3. Załadować 120 μl rozcieńczonej próbki do komory obrazowania przez powolne wstrzykiwanie. Dokładnie sprawdzić obecność pęcherzyków w komorze obrazowania z próbką. Jeśli są bąbelki, ostrożnie je usuń, ponieważ pogorszą jakość pomiarów.
  4. Uzyskaj tomogramy 3D RI za pomocą komercyjnego ilościowego mikroskopu fazowego 3D lub holotomografii oraz oprogramowania do obrazowania.
    UWAGA: Szczegółowe informacje na temat konfiguracji eksperymentalnej można znaleźć w oryginalnym rękopisie.
    1. Umieść kroplę wody destylowanej na soczewce obiektywu mikroskopu.
    2. Umieść komorę obrazowania z próbką na stoliku translacyjnym mikroskopu i dostosuj jej położenie tak, aby próbka zrównała się z soczewką obiektywu.
    3. Dostosuj pozycje osiowe soczewek obiektywu i kondensora, klikając odpowiednio Ostrość i Powierzchnia na karcie "Kalibracja" perspektywy "Mikroskop" w oprogramowaniu do obrazowania.
    4. Wyrównaj soczewki obiektywu i kondensatora, klikając przycisk Auto Mode (Tryb automatyczny). Możesz też skorzystać z trybu skanowania i ręcznie wyregulować soczewki tak, aby wzorce oświetlenia były zlokalizowane w centralnym obszarze pola widzenia.
    5. Wróć do trybu normalnego i dostosuj etap translacji, aby zlokalizować komórkę w polu widzenia.
    6. Znajdź płaszczyznę ogniskowej, regulując położenie osiowe soczewki obiektywu. Idealne ogniskowanie sprawia, że granica próbki wizualizowana na ekranie jest prawie niewidoczna.
    7. Dostosuj etap tłumaczenia, aby znaleźć lokalizację bez komórki.
    8. Kliknij przycisk Kalibruj, aby zmierzyć wiele hologramów 2D o różnych kątach oświetlenia.
    9. Dostosuj etap translacji, aby zlokalizować komórkę w środku pola widzenia.
    10. Przejdź do zakładki "Akwizycja" i kliknij Migawka 3D, aby zmierzyć hologramy komórki o identycznych kątach oświetlenia, jak w kroku 2.4.8.
    11. Po przedstawieniu pozyskanych danych w panelu "Zarządzanie danymi" należy kliknąć prawym przyciskiem myszy na pozyskane dane i kliknąć Procesuj, aby zrekonstruować tomogram 3D RI z hologramów zmierzonych w krokach 2.4.8 i 2.4.10, przy użyciu algorytmu tomografii dyfrakcyjnej zaimplementowanego w oprogramowaniu do obrazowania.
    12. Powtórz kroki 2.4.5-2.4.11, aby zmierzyć więcej niż 100 komórek, aby zapewnić moc statystyczną dla uczenia maszynowego.
    13. Wszystkie obrazy, które są przetwarzane w kroku 2.4.11, mogą być wizualizowane. W panelu "Zarządzanie danymi" kliknij dane prawym przyciskiem myszy i kliknij polecenie Otwórz, aby je zwizualizować. Kliknij RI Tomogram w panelu "Menedżer danych". Na karcie "Preset" kliknij Załaduj i kliknij dwukrotnie "lymphocyte.xml", która jest predefiniowaną funkcją transferu dostarczaną przez oprogramowanie do obrazowania w celu wizualizacji tomogramu zgodnie z rozkładami RI 3D.
  5. Powtórz kroki 2.2-2.4, aby zmierzyć tomogramy 3D RI wszystkich podtypów limfocytów.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Nie stwierdzono konfliktu interesów.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Cytometria przepływowaBD Nauki biologiczneAria II lub III
Komora obrazowaniaTomocube, Inc.TomoDish
HolotomografiaTomocube, IncHT-1H
Oprogramowanie do obrazowania holotomografiiTomocube, Inc.TomoStudio (Pracownia Górnicza)
Oprogramowanie do przetwarzania obrazuMathWorks (Prace matematyczne)Matlab R2017b
Stożkowa rurka wirówkowa FalconThermoFisher Naukowy14-959-53A15 ml
Sól fizjologiczna buforowana fosforanamiSigma-Aldrich806544-500ML
Bufor lizujący chlorek amonu i potasuThermoFisher NaukowyA1049201
RPMI-1640 średniSigma-AldrichCzynnik R8758
Surowica bydlęca płoduThermoFisher Naukowy10438018
powiedział:

Tagi

Tomogram współczynnika załamania światłaurządzenie cyfrowych mikrolusterekalgorytm tomografii dyfrakcyjnejrekonstrukcja hologramuobrazowanie bez znakowaniaanaliza morfologii komórekcharakterystyka biochemicznaobrazowanie limfocytów