Baculum diseksiyonu, mikroBT Tarama ve Morfometrik Analizleri
19 Mart 2017
Birçok biyolojik yapılar zor, modern morfometrik yöntemleri uygulamak için yapım, kolayca tanımlanabilir yerlerinden yoksundur. İşte biz boyutunu ölçmek ve varyasyonu şekillendirmek için kullanılan yarı işaretlerini belirlemek için hesaplama yöntemleri takip diseksiyon ve MikroBT'lerin tarama dahil fare baculum (penis bir kemik), çalışma yöntemleri göstermektedir.
Bu diseksiyon ve morfometrik analizinin genel amacı, fare penis kemiği gibi karmaşık şekillere sahip yapıların incelenmesinde morfometrik metodolojimizin dayanıklılığını göstermektir. Uzunluk ve genişlik boyutlarının alınması gibi mevcut bakulum varyasyon ölçüm yöntemlerinin, eğrilik ve şekil karmaşıklığına dair tüm bilgileri kaybettiğini fark ettiğimizde bu çalışma fikri ilk kez ortaya çıktı; bu nedenle, ilgilenilen herhangi bir kemiğin veya yapının boyut ve şekil varyasyonunu üç boyutta nicelleştirmek için bu yöntemi geliştirdik. Bu tekniğin temel avantajı, modern morfometriyi belirgin işaret noktaları (landmark) bulunmayan yapılara uygulamasıdır.
Bu çalışma, karmaşık yapıların tekrarlanabilirliğinin artırılmış ölçümlerini sağlayarak alanı geliştirmelidir. Ötanazi uygulanmış, cinsel olarak olgun bir erkek fareyi sırtüstü konumlandırın ve prepusyal açıklığın yan tarafına başparmakla baskı uygulayarak penisi dışarı çıkarın. Penis ortaya çıktıktan sonra, dokuyu prepusun içinden mümkün olduğunca ileriye doğru uzatın.
Ardından, makas kullanarak, baculumun bulunduğu bölgeden gland penis'in proksimalinden penis gövdesini kesin ve penisi ayırın. Daha sonra penisi, bir mikrosantrifüj tüpü içindeki yaklaşık 200 µL musluk suyuna tamamen daldırın. Dokuyu yumuşatmak için yaklaşık 50 °C'de üç ila beş gün boyunca inkübe edin.
Dokunun yumuşatılması, çıkarma işlemi sırasında kemiğin kırılma olasılığını azaltır. İnkübasyonun ardından, baculumu çevreleyen dokuların çoğunu uzaklaştırmak için bir diseksiyon mikroskobu ve pens kullanın. Kaba diseksiyon işleminden sonra, kalan dokuları itmek ve kemiği temizlemek için nazikçe %70 etanol püskürtün.
Ardından, diseke edilen baculumu yeni bir mikrosantrifüj tüpüne yerleştirin ve kapağı açık bırakarak kemiğin oda sıcaklığında kurumasını bekleyin. Başlamak için, kemiğin yerleştirileceği materyali hazırlayın. Bir CT tarama silindirik tutucusunu çiçekçi süngeri bloğuna bastırarak yerleştirin.
Ardından, oluşan köpük silindirini çıkarın ve iki ila beş santimetre kalınlığında köpük dilimleri kesin. Tarama sırasında oluşabilecek girişimleri en aza indirmek için, tek bir dilimin çevresine 10 ila 15 adet kurutulmuş bacula yerleştirin. Gelecekteki tanımlamalar için kemiğin kesin yönelimini not edin.
Ardından, köpük içindeki kemikleri dikkatlice mikro BT tutucuya yerleştirin ve tutucuyu bir mikro BT 50 tarayıcıya yükleyin. Mikro BT 50 tarayıcıyı şu şekilde ayarlayın. 90 kilovolt paskal, 155 angstrom voksel boyutu, 5 mililitre alüminyum filtre, 180 derece başına 750 projeksiyon ve 500 milisaniye pozlama süresi kullanın.
Ardından örneğin tarama işlemine geçin. Baculum kemikleri, açıklanan protokol kullanılarak diseke edildi, hazırlandı ve tarandı. Birçok kemik tek bir CT taramasına sığdırılabilir.
Görüntüler daha sonra metin protokolünde açıklandığı şekilde hesaplamalı geometri kullanılarak işlendi. Bu görüntüleme süreci, çok çeşitli kemiklerin ve ilgilenilen diğer konuların incelenmesinde uygulanabilir olmalıdır. Analiz, nesnenin temel özellik landmarkları hakkında ayrıntılı bilgi sağlar ve yüksek düzeyde otomatiktir.
Bu işlem, 369 baculum analiz edilirken yalnızca yaklaşık 10 manuel düzeltme gerektirmiştir. Heyecan verici olan nokta, yöntemlerimizin çok çeşitli karmaşık yapılara uygulanabilmesidir. Bu yöntemler, baculumun boyutunu ve şeklini üç boyutta nicelleştirmemize olanak sağlamıştır.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Genel Bakış
Bu çalışma, kolayca tanımlanabilir belirteçleri bulunmayan penis kemiği olan fare bakulumunu analiz etmek için sağlam bir morfometrik metodoloji sunmaktadır. Disseksiyon ve mikroBT taraması kullanan araştırma, yarı-belirteçler aracılığıyla boyut ve şekil varyasyonlarını nicelendirerek karmaşık biyolojik yapıların anlaşılmasını geliştirmektedir.
Temel Çalışma Bileşenleri
Bilim Alanı
- Nörobilim
- Biyoloji
- Morfometri
Arka Plan
- Fare bakulumu, karmaşık şekli nedeniyle zorluklar sunmaktadır.
- Geleneksel ölçüm yöntemleri, eğriliği ve şekil karmaşıklığını yakalamada yetersiz kalmaktadır.
- Modern morfometrik teknikler, ölçüm doğruluğunu artırabilir.
- Bu çalışma, morfometri alanını geliştirmeyi amaçlamaktadır.
Çalışmanın Amacı
- Fare bakulumundaki boyut ve şekil varyasyonunu nicelendirmek için bir yöntemi örneklendirmek.
- Diğer karmaşık biyolojik yapıların incelenmesi için bir çerçeve sunmak.
- Morfometrik ölçümlerde tekrarlanabilirliği ve doğruluğu artırmak.
Kullanılan Yöntemler
- Ötanazi uygulanmış, cinsel olarak olgun bir erkek fareden baculum diseksiyonu.
- Detaylı yapısal bilgileri elde etmek için MicroCT taraması.
- Analiz için yarı-landmarkların tanımlanmasına yönelik hesaplamalı yöntemler.
- Boyut ve şekil varyasyonunun üç boyutlu kantitatif analizi.
Temel Sonuçlar
- Metot, baculumun boyut ve şekil varyasyonlarını başarıyla nicelendirmiştir.
- Sonuçlar, geleneksel yöntemlerin gözden kaçırdığı belirgin bir eğrilik ve şekil karmaşıklığına işaret etmiştir.
- Bu yaklaşım, belirgin işaret noktaları bulunmayan diğer yapılara da uygulanabilir.
- Bulgular, morfometrik analizin daha iyi anlaşılmasına katkı sağlamaktadır.
Sonuçlar
- Çalışma, karmaşık biyolojik yapıların analizi için yeni bir yöntem sunmaktadır.
- Biyolojik araştırmalarda modern morfometrinin önemini vurgulamaktadır.
- Bu yaklaşım, çeşitli alanlardaki ölçümlerin doğruluğunu artırabilir.
Sıkça Sorulan Sorular
Yönetici Endüstriyel Uygunluğu
Fare baculumu gibi karmaşık biyolojik yapıların kantitatif morfometrik analizi, geleneksel işaret noktalarının bulunmadığı durumlarda hassas ölçüme olanak tanıyarak erken keşif süreçlerindeki kritik bir boşluğu doldurur. Bu yetenek, fenotipik taramalarda öngörü güvenini artırır ve tekrarlanabilir, yüksek çözünürlüklü şekil ve boyut verileri sağlayarak güçlü hedef doğrulamayı destekler. Bu yaklaşım, çeşitli biyolojik örnekler için standardize edilmiş, kantitatif morfolojik değerlendirmeler gerektiren Ar-Ge süreçleri için geniş ölçüde uygulanabilirdir.
Biyofarma Ar-Ge'sinde Stratejik Uygulamalar
Erken Keşif ve Hedef Doğrulama
- Belirgin işaret noktaları bulunmayan yapılardaki morfolojik varyasyonu nicelleştirerek titiz hipotez testlerine olanak tanır.
- Tekrarlanabilir, üç boyutlu şekil ve boyut ölçümleri aracılığıyla biyolojik risk azaltımını destekler.
- Geleneksel metriklerle tespit edilemeyen ince fenotipik farklılıkları yakalayarak fonksiyonel hedef doğrulamasını kolaylaştırır.
Tarama ve Assay Geliştirme
- Fenotipik tarama ve karşılaştırmalı çalışmalar gibi sonraki aşamalar için valide edilmiş 3B modeller hazırlar.
- Morfometrik veri toplamayı standartlaştırarak tekrarlanabilirliği ve analiz güvenilirliğini artırır.
- Yüksek kapasiteli analizler ve çalışmalar arası karşılaştırmalar için uygun nicel çıktılar üretir.
Translasyonel ve Preklinik Araştırmalar
- Şekil varyasyonunun hastalıkla ilgili olduğu durumlarda, morfolojik nicelendirmeyi translasyonel biyobelirteç keşfi ile uyumlu hale getirir.
- Tutarlı ölçüm protokollerini mümkün kılarak, erken keşif aşamasından preklinik doğrulamaya kadar sürekliliği sağlar.
- Detaylı yapısal veriler sağlayarak preklinik modellerdeki mekanistik belirsizliği azaltır.
İş Akışı ve Hattı Entegrasyonu
Bu morfometrik boru hattı, erken keşiften öncü bileşik tanımlamaya kadar olan süreci entegre ederek hem hipotez odaklı araştırmaları hem de ölçeklenebilir tarama iş akışlarını destekler.
- Keşif Biyolojisi: Geleneksel işaret noktaları olmadan karmaşık şekillerin ölçülmesini sağlayarak hipotez testlerini ve yolak netleştirmeyi geliştirir.
- Tarama: Güvenilir bileşik değerlendirmesi için tekrarlanabilir, kantitatif morfometrik veriler sunar.
- Analitik: Güçlü durum karşılaştırmaları için yüksek çözünürlüklü 3D ölçümler ve istatistiksel çıktılar sağlar.
- Translasyonel Araştırma: Morfolojik özellikler hastalık modelleriyle ilişkilendirildiğinde biyobelirteç uyumunu destekler.
- Kurumsal Yeniden Kullanım: İlk kullanım durumunun ötesinde, çeşitli biyolojik yapılar için geniş çapta uygulanabilir, otomatik bir iş akışı sunar.
Operasyonel ve Kurumsal Etki
- Bilimsel Değer: Morfolojik çalışmalarda öngörü güvenini artırır ve mekanistik belirsizliği azaltır.
- Operasyonel Değer: Morfometrik analizlerin standardizasyonunu, tekrarlanabilirliğini ve ölçeklenebilirliğini geliştirir.
- Stratejik Değer: Güçlü kantitatif veriler sağlayarak devam/tamamla karar verme sürecini ve sermaye verimliliğini iyileştirir.
- Portföy Etkisi: Keşif aşamasındaki varlıkların riskle uyumlu önceliklendirilmesini ve ilerletilmesini sağlar.
Uygulama Hususları
- Morfometri, hesaplamalı geometri ve mikroBT görüntüleme alanlarında uzmanlık gerektirir.
- mikroBT tarayıcılarına ve hesaplamalı analiz altyapısına erişim gerektirir.
- Landmark ve semi-landmark yerleştirme protokollerinin ekipler arası standardizasyonunu gerektirir.
- Uygun hesaplamalı düzenlemelerle çeşitli model sistemlerine uyarlanabilir.
- Manuel müdahale minimumdur ancak büyük veri setlerinde kalite kontrol için gerekli olabilir.
