$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Standartlaştırılmış hazırlığın görüntüleme kalitesi üzerindeki etkisi
Cihazın hücre görüntü katmanını güvenilir bir şekilde konumlandırabilmesini sağlamak için plaka parametreleri yapılandırılmıştır. Orta düzeyde konfluensle tek bir hücre katmanı şeklinde hazırlanan örnekler, farklı objektif büyütmelerinde görüntü odaklamayı kolaylaştırmış, görüntü tanımayı ve kantitatif analizi geliştirmiştir. Standartlaştırılmış örnek hazırlama ve optimize edilmiş plaka parametreleri; kenar etkilerini, hücre örtüşmelerini ve düşük kaliteli görüntülemeye yol açan diğer faktörleri etkili bir şekilde minimize etmiştir (Şekil 1).
Görüntü hesaplama yöntemi fonksiyonlarının karşılaştırılması
Canlı ve ölü hücreleri ayırt etmek için PI/Hoechst 33342 çift boyama yöntemi kullanılmıştır. Çok Dalga Boylu Hücre Sayımı, Canlı-Ölü ve CME yöntemleri, nesneleri floresan yoğunluğuna ve nesne boyutuna göre tanımlayarak bu görüntüleri başarıyla işlemiş; ImageJ ise nesneleri gri tonlama değerlerine göre tanımlamıştır. Bu yöntemlerle elde edilen işaretleme sonuçları genel olarak karşılaştırılabilirdi (Şekil 3A–E).
Çok Dalga Boylu Hücre Sayımı yöntemi, tüm hücrelerin tanımlanması için nükleer boyama gerektirmiştir (Şekil 4A). Bu yöntem, 7 görüntüleme kanalına kadar işlem yapabilmekte ve hücre sayısı, alan ve optik yoğunluk dahil olmak üzere çeşitli parametreleri hesaplayabilmektedir.
Canlı-Ölü yöntemi, Çok Dalga Boylu Hücre Sayımı yöntemine göre daha esnekti. Her iki kanal da tüm hücreleri, canlı hücreleri veya ölü hücreleri tanımlamak için nükleer boyama, sitoplazmik boyama veya kombine nükleer-sitoplazmik boyama modülleri sunmaktadır. "Split touching objects" (birbirine değen nesneleri ayır) fonksiyonu, üst üste binen nesneleri ayırarak hücre sayısının, alanın ve optik yoğunluğun hesaplanmasına olanak tanır. Bununla birlikte, yalnızca çift kanallı verileri işlediği için, özellikle PI/Hoechst 33342 çift boyalı hücre canlılığı analizleri için oldukça uygundu (Şekil 4B).
CME yöntemi, kullanıcı tarafından tanımlanan görüntü işleme mantığına dayanıyordu. İşlenen kanal sayısı, elde edilen kanal sayısına karşılık geliyordu. Tanıma sonuçları; safsızlıkları ve diğer girişim kaynaklarını ortadan kaldırmak için Fill Holes, Invert Objects, Grow Objects, Shrink Objects, Logical Operations, Remove Border Objects, Keep Marked Objects, Grow Objects without Touching, Mark Object Centers, Watershed, Remove Marked Objects ve Filter Mask gibi fonksiyonlar kullanılarak rafine edildi. Bu yöntem aynı zamanda çok boyutlu analiz için birden fazla nesne parametresinin hesaplanmasına olanak sağladı.
ImageJ, çoklu kanalları eş zamanlı olarak işlemedi. Önemli düzeyde arka plan varyasyonuna sahip görüntü grupları için manuel işlem ve eşik ayarı gerekliliği, öznelliği artırarak tekrarlanabilirliği azalttı.
İşleme sonuçlarındaki farklılıkların analizi
Görüntü işleme yöntemlerinin karşılaştırmalı bir analizi; Çok Dalga Boylu Hücre Sayımı, Canlı-Ölü, CME, ImageJ ve geleneksel manuel sayım yöntemleri arasında 9 görüş alanı boyunca toplam hücre sayıları, ölü hücre sayıları veya ölü hücrelerin tüm hücrelere oranında anlamlı bir fark olmadığını göstermiştir (Şekil 5A–C, Ek Dosya 1).
Benzer şekilde; Çok Dalga Boylu Hücre Puanlaması, Canlı-Ölü, CME ve ImageJ yöntemleri arasında, ölü hücre alanının toplam hücre alanına oranı bakımından anlamlı bir fark gözlemlenmemiştir. Bununla birlikte, 81 görüş alanından elde edilen verilere dayanarak; Çok Dalga Boylu Hücre Puanlaması, Canlı-Ölü ve CME yöntemleri arasında, ölü hücrelerin ortalama floresan yoğunluğunun tüm hücrelerin yoğunluğuna oranı bakımından anlamlı bir fark gözlemlenmiştir (Şekil 5D–F).
Bu bulgulara dayanarak, Yüksek İçerikli Görüntüleme Sistemi için standartlaştırılmış bir iş akışı oluşturulmuştur (Şekil 6).

Şekil 1: Düşük kaliteli görüntüleme sonuçları. (A) Görüş alanı kuyucuk kenarına yakındır ve kuyucuk kenarından kaynaklanan gölgeler görülmektedir (bu durumda BV2 hücreleri). (B) a ve b okları, aşırı hücre konfluensinin olduğu, hatta ikinci bir tabakanın veya bazı yüzen hücrelerin bulunduğu DAPI kanalı ve TL kanalıyla hücrelerin örtüştüğünü göstermektedir. (C) Görüş alanında hücre yoktur; plaka parametreleri yanlıştır; odak hücre tabakasında değildir veya hücreler boyanmamıştır, bu nedenle bu görüş alanında görüntü oluşmamıştır. Ölçek çubuğu = 100 µm. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2: Görüntüleme parametre ayarları. (A) a oku, bit derinliği simgesini göstermektedir. (B) b oku, Shading Correction konumunu göstermektedir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3: Çeşitli yöntemlerle tanımlanan aynı görüş alanının sonuçları. (A) Çok Dalga Boylu Hücre Sayımı maske sonuçları: gri ve kırmızı alanlar DAPI kanalında tanımlanan tüm hücre çekirdeklerini, kırmızı alan ise Cy3 kanalında tanımlanan ölü hücre çekirdeklerini temsil eder. (B) Canlı-Ölü maske sonuçları: yeşil ve kırmızı alanlar DAPI kanalında tanımlanan tüm hücre çekirdeklerini, kırmızı alan ise Cy3 kanalında tanımlanan ölü hücre çekirdeklerini temsil eder. (C) CME maske sonucu: sarı ve mavi alanlar DAPI kanalında tanımlanan tüm hücre çekirdeklerini, mavi alan ise Cy3 kanalında tanımlanan ölü hücre çekirdeklerini temsil eder. (D) DAPI'de ImageJ maske sonucu. (E) Cy3'te ImageJ maske sonucu. Ölçek çubuğu = 100 µm. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 4: Kısmi parametre ayar sayfaları. (A) a ile belirtilen konum, Çok Dalga Boylu Hücre Puanlamasının ilk kanalının yalnızca çekirdeği seçebileceğini göstermektedir; (B) b ve c, Canlı-Ölü analizinin yalnızca iki kanalı işleyebileceğini, ölü ve canlı hücreler için PI/Hoechst 33342 çift boyamasını desteklediğini belirtmektedir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 5: Floresan görüntü işleme sonuçlarındaki farklılıklar. (A) Beş farklı işleme yöntemi arasındaki toplam hücre sayılarındaki farklılıklar. (B) Beş farklı işleme yöntemi arasındaki ölü hücre sayılarındaki farklılıklar. (C) Beş farklı işleme yöntemi arasındaki ölü hücrelerin toplam hücrelere oranındaki farklılıklar. (D) Dört farklı işleme yöntemi arasındaki ölü hücrelerin toplam hücrelere oranındaki farklılıklar. (E) Dört farklı işleme yöntemi arasındaki ölü hücre alanının toplam hücre alanına oranındaki farklılıklar. (F) Dört farklı işleme yöntemi genelinde ölü hücrelerin ortalama floresan yoğunluğunun tüm hücrelerin yoğunluğuna oranındaki farklılıklar. Grafiklerdeki tüm hata çubukları standart sapmaları temsil etmektedir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 6: Standartlaştırılmış işlem süreci. Numune hazırlama, floresan boyama, yüksek içerikli görüntüleme, görüntü işleme, görüntüyü dışa aktarma ve veri analizine yönelik standartlaştırılmış prosedürü özetleyen iş akışı. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Ek Dosya 1. Şekil 5'te sunulan hücre sayısı, alan ve floresan yoğunluk analizine ait ham veriler. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayınız.