Name: Pluripotent Kök Hücre Farklılaşmasını İzlemek için Canlı Hücre Görüntü Tabanlı Makine Öğrenimi Stratejisi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-10-04T13:30:00.000+00:00
Duration: 11 min 38 s
Description: Öğrenin, canlı hücre görüntüleme ve makine öğrenimi kullanarak pluripotent kök hücre farklılaşmasını gerçek zamanlı izleme ve optimize etme stratejisini. Bu yöntem, kardiyak hücre üretiminde tutarlılığı artırır.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

1. Hücre farklılaşması ve karakterizasyonu
<ol>
	<li>Kültür reaktiflerinin ve kültür plakalarının hazırlanması<ol>
		<li>48 mL bazal ortama 2 mL takviye ve% 0.2 Penisilin-Streptomisin ekleyerek PSC kültür ortamını hazırlayın. Eki alın ve -20 °C'de saklayın. Bu ortamı 4 °C'de 4 haftaya kadar saklayın.</li>
		<li>500 mL bazal ortama 1 mL takviye ve% 0.2 Penisilin-Streptomisin ekleyerek PSC hazırlama ortamını hazırlayın. Kullanırken, ortamı bir kerelik kullanım için önceden ısıtın ve ortamı 4 °C'de 3 haftaya kadar saklayın.</li>
		<li>RPMI 1640'a 1x B27 takviyesi eksi insülin ve% 1 Penisilin-Streptomisin ekleyerek CM farklılaşma ortamını hazırlayın. RPMI 1640'a 1x B27 takviyesi ve% 1 Penisilin-Streptomisin ekleyerek CM bakım ortamını hazırlayın. Bu iki tür besiyerini 4 °C'de 2 hafta saklayın.</li>
		<li>Matrigel'i buza batırın ve gece boyunca 4 °C'de tutun. Matrigel'in tamamen çözüldüğünden emin olun; daha sonra, daha sonra kullanmak üzere -80 ° C'de saklanan 1 mL alikotlara alikot yapın ve Matrigel çalışma çözeltisini hazırlamak için 4 ° C'de 49 mL DMEM / F12'ye 1 mL Matrigel ekleyin. 6 oyuklu bir kültür plakasının oyuğu başına 850 μL bu Matrigel çalışma solüsyonunu ekleyin ve plakayı 37 °C'de en az 30 dakika inkübe edin. CM farklılaşmasında kullanılan 96 oyuklu kültür plakası için, oyuk başına 35 μL Matrigel çalışma çözeltisi ekleyin. NOT: Matrigel'i her zaman buz üzerinde tutun; pipet uçları ve tüpleri 4 °C'de önceden soğutulmalıdır. Matrigel çalışma solüsyonu 4 ° C'de 2 hafta saklanabilir. Matrigel çalışma solüsyonunu pipetlerken kabarcıklardan kaçınma konusunda dikkatli olun.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>PSC bakımı ve geçişi<ol>
		<li>PSC'leri 6 oyuklu kültür plakalarında tutun. Hücre yoğunluğunu mikroskop altında onaylayın ve birleşme ~p'e ulaştığında geçişe hazırlanın (Şekil 2A).</li>
		<li>Hücreleri pas geçmek üzere sindirmek için EDTA kullanın. PSC kültür ortamını, PBS'yi ve EDTA'yı 37 ° C'lik bir su banyosunda ısıtın ve ortama 27632 μM'lik bir nihai konsantrasyona kadar Y5 ekleyin.</li>
		<li>PSC'leri 1 mL PBS ile yıkayın, oyuk başına 1 mL EDTA ekleyin ve plakayı 37 ° C'lik bir inkübatörde 3 dakika inkübe edin.</li>
		<li>Hücreler kültür plakasından ayrılmadan önce EDTA'yı aspire edin, ardından hücreleri yeniden süspanse etmek için kuyu 3-4x'in tabanını nazikçe durulamak için 1 mL PSC kültür ortamını kullanın. NOT: Bu, santrifüjleme adımını atlamamıza ve geçiş işlemlerinde hücre hasarını azaltmamıza olanak tanır.</li>
		<li>DMEM / F12'yi 6 oyuklu bir kültür plakasının Matrigel kaplı bir kuyusundan aspire edin ve oyuk başına 2 mL taze PSC kültür ortamı ekleyin (Y27632 eklendi). Hücre süspansiyonunu 1:6 ila 1:12 bölme oranıyla kuyucuklara ekleyin. Plakayı %5 CO2 içeren 37 °C inkübatöre yerleştirin.</li>
		<li>PSC kültür ortamını (Y27632 olmadan) geçtikten 12 ila 24 saat sonra değiştirin; Ardından, ortamı değiştirin ve hücre durumunu ve birleşmesini her gün kontrol edin.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>PSC'lerin Kardiyak Farklılaşması<ol>
		<li>CM farklılaşması için, PSC'leri PSC hazırlama ortamında (Y27632 eklendi) 96 oyuklu bir kültür plakasına tohumlayın. CM farklılaşması için, PSC'leri PSC hazırlama ortamında (Y27632 eklendi) 96 oyuklu bir kültür plakasına tohumlamak için yukarıdaki adımların aynısını izleyin (adım 1.2.2-1.2.6). NOT: Bu aşamada, EDTA tedavi süresi, PSC'leri yeterince ayırmak için uygun şekilde uzatılabilir (5 dakika veya daha fazla), böylece klonlar geçişten sonra daha küçük olabilir. Çalışmamız, aynı alan içinde daha küçük kolonilerin farklılaşmaya elverişli olduğunu göstermiştir.</li>
		<li> </li><li><li></ol></li><li><ol><li> </li><li><li><ol><li> </li></ol></li><li></ol></li></ol><ol><li><ol><li></li><li><li><li><li><li></li><li></li></ol></li><li><ol><li></li><li><li><li><li></li></ol></li></ol><ol><li><ol><li><li><li><li> </li></ol></li><li> <ol><li> </li><li><img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/66823/66823eq01.jpg" style="margin: auto;"><img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/66823/66823eq02.jpg" style="margin: auto;"> </li><li></li><li></li><li><li> </li><li> </li><li> </li></ol></li><li> <ol><li><li></li><li> </li><li></li><li> </li><li></li><li></li><li><img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/66823/66823eq03.jpg" style="margin: auto;"><img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/66823/66823eq04.jpg" style="margin: auto;"><img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/66823/66823eq05.jpg" style="margin: auto;"></li><li> </li><li><li><ol><li><li> </li></ol></li></ol></li><li> <ol><li></li><li></li><li><li></li><li></li><li></li><li> </li></ol></li><li> <ol><li></li><li><li><li><li></li><li></li><li><li></ol></li><li> <ol><li><li> </li><li> </li><li> </li><li></li><li> </li></ol></li></ol>

<meta charset="utf8"></head><body>Görüntü Tabanlı Makine Öğrenimi Stratejisi ile Pluripotent Kök Hücre Farklılaşmasının İzlenmesi

<ol><li>Yoshida, Y., Yamanaka, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Induced+pluripotent+stem+cells+10+years+later%3A+for+cardiac+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Circ+Res%22%5BJournal%5D)">Induced pluripotent stem cells 10 years later: for cardiac applications.</a> Circ Res. 120 (12), 1958-1968 (2017).</li>
<li>Shi, Y., Inoue, H., Wu, J. C., Yamanaka, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Induced+pluripotent+stem+cell+technology%3A+a+decade+of+progress%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Drug+Discov%22%5BJournal%5D)">Induced pluripotent stem cell technology: a decade of progress.</a> Nat Rev Drug Discov. 16 (2), 115-130 (2017).</li>
<li>Takahashi, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Induction+of+pluripotent+stem+cells+from+adult+human+fibroblasts+by+defined+factors%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Induction of pluripotent stem cells from adult human fibroblasts by defined factors.</a> Cell. 131 (5), 861-872 (2007).</li>
<li>Burridge, P. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemically+defined+generation+of+human+cardiomyocytes%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">Chemically defined generation of human cardiomyocytes.</a> Nat Methods. 11 (8), 855-860 (2014).</li>
<li>Mordwinkin, N. M., Burridge, P. W., Wu, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+of+human+pluripotent+stem+cell-derived+cardiomyocytes+for+high-throughput+drug+discovery%2C+cardiotoxicity+screening%2C+and+publication+standards%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cardiovasc+Transl+Res%22%5BJournal%5D)">A review of human pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes for high-throughput drug discovery, cardiotoxicity screening, and publication standards.</a> J Cardiovasc Transl Res. 6 (1), 22-30 (2013).</li>
<li>Vanden Berg, C. W., Elliott, D. A., Braam, S. R., Mummery, C. L., Davis, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differentiation+of+human+pluripotent+stem+cells+to+cardiomyocytes+under+defined+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">Differentiation of human pluripotent stem cells to cardiomyocytes under defined conditions.</a> Methods Mol Biol. 1353, 163-180 (2016).</li>
<li>Burridge, P. W., Holmström, A., Wu, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemically+defined+culture+and+cardiomyocyte+differentiation+of+human+pluripotent+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Protoc+Hum+Genet%22%5BJournal%5D)">Chemically defined culture and cardiomyocyte differentiation of human pluripotent stem cells.</a> Curr Protoc Hum Genet. 87, 1-15 (2015).</li>
<li>Li, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+pluripotent+stem+cell-derived+cardiac+tissue-like+constructs+for+repairing+the+infarcted+myocardium%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cell+Rep%22%5BJournal%5D)">Human pluripotent stem cell-derived cardiac tissue-like constructs for repairing the infarcted myocardium.</a> Stem Cell Rep. 9 (5), 1546-1559 (2017).</li>
<li>Smith, A. S. T., Macadangdang, J., Leung, W., Laflamme, M. A., Kim, D. -H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+iPSC-derived+cardiomyocytes+and+tissue+engineering+strategies+for+disease+modeling+and+drug+screening%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol+Adv%22%5BJournal%5D)">Human iPSC-derived cardiomyocytes and tissue engineering strategies for disease modeling and drug screening.</a> Biotechnol Adv. 35 (1), 77-94 (2017).</li>
<li>Sharma, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+human+induced+pluripotent+stem+cell-derived+cardiomyocytes+to+assess+drug+cardiotoxicity%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Protoc%22%5BJournal%5D)">Use of human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes to assess drug cardiotoxicity.</a> Nat Protoc. 13 (12), 3018-3041 (2018).</li>
<li>Mehta, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identification+of+a+targeted+and+testable+antiarrhythmic+therapy+for+long-QT+syndrome+type+2+using+a+patient-specific+cellular+model%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+Heart+J%22%5BJournal%5D)">Identification of a targeted and testable antiarrhythmic therapy for long-QT syndrome type 2 using a patient-specific cellular model.</a> Eur Heart J. 39 (16), 1446-1455 (2018).</li>
<li>Cahan, P., Daley, G. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Origins+and+implications+of+pluripotent+stem+cell+variability+and+heterogeneity%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Mol+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Origins and implications of pluripotent stem cell variability and heterogeneity.</a> Nat Rev Mol Cell Biol. 14 (6), 357-368 (2013).</li>
<li>Kim, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Epigenetic+memory+in+induced+pluripotent+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Epigenetic memory in induced pluripotent stem cells.</a> Nature. 467 (7313), 285-290 (2010).</li>
<li>Rouhani, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetic+background+drives+transcriptional+variation+in+human+induced+pluripotent+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Genet%22%5BJournal%5D)">Genetic background drives transcriptional variation in human induced pluripotent stem cells.</a> PLoS Genet. 10 (6), e1004432(2014).</li>
<li>Kim, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Donor+cell+type+can+influence+the+epigenome+and+differentiation+potential+of+human+induced+pluripotent+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Donor cell type can influence the epigenome and differentiation potential of human induced pluripotent stem cells.</a> Nat Biotechnol. 29 (12), 1117-1119 (2011).</li>
<li>Garitaonandia, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increased+risk+of+genetic+and+epigenetic+instability+in+human+embryonic+stem+cells+associated+with+specific+culture+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Increased risk of genetic and epigenetic instability in human embryonic stem cells associated with specific culture conditions.</a> PLoS One. 10 (2), e0118307(2015).</li>
<li>Engler, A. J., Sen, S., Sweeney, H. L., Discher, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Matrix+elasticity+directs+stem+cell+lineage+specification%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Matrix elasticity directs stem cell lineage specification.</a> Cell. 126 (4), 677-689 (2006).</li>
<li>Matoba, N., Yamashita, T., Takayama, K., Sakurai, F., Mizuguchi, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimal+human+iPS+cell+culture+method+for+efficient+hepatic+differentiation%5BTitle%5D)+AND+%22Differentiation%22%5BJournal%5D)">Optimal human iPS cell culture method for efficient hepatic differentiation.</a> Differentiation. 104, 13-21 (2018).</li>
<li>Volpato, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reproducibility+of+molecular+phenotypes+after+long-term+differentiation+to+human+iPSC-derived+neurons%3A+A+multi-site+omics+study%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cell+Rep%22%5BJournal%5D)">Reproducibility of molecular phenotypes after long-term differentiation to human iPSC-derived neurons: A multi-site omics study.</a> Stem Cell Rep. 11 (4), 897-911 (2018).</li>
<li>Anderson, N. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Balancing+serendipity+and+reproducibility%3A+Pluripotent+stem+cells+as+experimental+systems+for+intellectual+and+developmental+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cell+Rep%22%5BJournal%5D)">Balancing serendipity and reproducibility: Pluripotent stem cells as experimental systems for intellectual and developmental disorders.</a> Stem Cell Rep. 16 (6), 1446-1457 (2021).</li>
<li>Sepac, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+cardiomyogenic+potential+among+human+ESC+and+iPSC+lines%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Transplant%22%5BJournal%5D)">Comparison of cardiomyogenic potential among human ESC and iPSC lines.</a> Cell Transplant. 21 (11), 2523-2530 (2012).</li>
<li>Laco, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unraveling+the+inconsistencies+of+cardiac+differentiation+efficiency+induced+by+the+GSK3%CE%B2+inhibitor+CHIR99021+in+human+pluripotent+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cell+Rep%22%5BJournal%5D)">Unraveling the inconsistencies of cardiac differentiation efficiency induced by the GSK3β inhibitor CHIR99021 in human pluripotent stem cells.</a> Stem Cell Rep. 10 (6), 1851-1866 (2018).</li>
<li>Volpato, V., Webber, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Addressing+variability+in+iPSC-derived+models+of+human+disease%3A+guidelines+to+promote+reproducibility%5BTitle%5D)+AND+%22Dis+Model+Mech%22%5BJournal%5D)">Addressing variability in iPSC-derived models of human disease: guidelines to promote reproducibility.</a> Dis Model Mech. 13 (1), 042317(2020).</li>
<li>Hu, B. -Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+differentiation+of+human+induced+pluripotent+stem+cells+follows+developmental+principles+but+with+variable+potency%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+USA%22%5BJournal%5D)">Neural differentiation of human induced pluripotent stem cells follows developmental principles but with variable potency.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 107 (9), 4335-4340 (2010).</li>
<li>Huo, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+batch+variations+in+induced+pluripotent+stem+cell-derived+human+cardiomyocytes+from+2+major+suppliers%5BTitle%5D)+AND+%22Toxicol+Sci%22%5BJournal%5D)">Evaluation of batch variations in induced pluripotent stem cell-derived human cardiomyocytes from 2 major suppliers.</a> Toxicol Sci. 156 (1), 25-38 (2017).</li>
<li>Rostam, H. M., Reynolds, P. M., Alexander, M. R., Gadegaard, N., Ghaemmaghami, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Image+based+machine+learning+for+identification+of+macrophage+subsets%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Image based machine learning for identification of macrophage subsets.</a> Sci Rep. 7 (1), 3521(2017).</li>
<li>Christiansen, E. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+silico+labeling%3A+Predicting+fluorescent+labels+in+unlabeled+images%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">In silico labeling: Predicting fluorescent labels in unlabeled images.</a> Cell. 173 (3), 792-803 (2018).</li>
<li>Buggenthin, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prospective+identification+of+hematopoietic+lineage+choice+by+deep+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">Prospective identification of hematopoietic lineage choice by deep learning.</a> Nat Methods. 14 (4), 403-406 (2017).</li>
<li>Smith, Z. D., Nachman, I., Regev, A., Meissner, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+single-cell+imaging+of+direct+reprogramming+reveals+an+early+specifying+event%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Dynamic single-cell imaging of direct reprogramming reveals an early specifying event.</a> Nat Biotechnol. 28 (5), 521-526 (2010).</li>
<li>Fan, K., Zhang, S., Zhang, Y., Lu, J., Holcombe, M., Zhang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+machine+learning+assisted%2C+label-free%2C+non-invasive+approach+for+somatic+reprogramming+in+induced+pluripotent+stem+cell+colony+formation+detection+and+prediction%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">A machine learning assisted, label-free, non-invasive approach for somatic reprogramming in induced pluripotent stem cell colony formation detection and prediction.</a> Sci Rep. 7 (1), 13496(2017).</li>
<li>Kusumoto, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+deep+learning-based+system+to+identify+endothelial+cells+derived+from+induced+pluripotent+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cell+Rep%22%5BJournal%5D)">Automated deep learning-based system to identify endothelial cells derived from induced pluripotent stem cells.</a> Stem Cell Rep. 10 (6), 1687-1695 (2018).</li>
<li>Zhu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deep+learning-based+predictive+identification+of+neural+stem+cell+differentiation%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Deep learning-based predictive identification of neural stem cell differentiation.</a> Nat Commun. 12 (1), 2614(2021).</li>
<li>Qian, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Label-free+imaging+for+quality+control+of+cardiomyocyte+differentiation%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Label-free imaging for quality control of cardiomyocyte differentiation.</a> Nat Commun. 12 (1), 4580(2021).</li>
<li>Ounkomol, C., Seshamani, S., Maleckar, M. M., Collman, F., Johnson, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Label-free+prediction+of+three-dimensional+fluorescence+images+from+transmitted-light+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">Label-free prediction of three-dimensional fluorescence images from transmitted-light microscopy.</a> Nat Methods. 15 (11), 917-920 (2018).</li>
<li>Yang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+live-cell+image-based+machine+learning+strategy+for+reducing+variability+in+PSC+differentiation+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Discovery%22%5BJournal%5D)">A live-cell image-based machine learning strategy for reducing variability in PSC differentiation systems.</a> Cell Discovery. 9 (1), 53(2023).</li>
<li>Selvaraju, R. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Grad-CAM%3A+Visual+explanations+from+deep+networks+via+gradient-based+localization%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+IEEE+Int+Conf+Computer+Vision+%28ICCV%29%22%5BJournal%5D)">Grad-CAM: Visual explanations from deep networks via gradient-based localization.</a> Proc IEEE Int Conf Computer Vision (ICCV). , 618-626 (2017).</li>
<li>Isola, P., Zhu, J. -Y., Zhou, T., Efros, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Image-to-image+translation+with+conditional+adversarial+networks%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+IEEE+Conf+Computer+Vision+Pattern+Recognition+%28CVPR%29%22%5BJournal%5D)">Image-to-image translation with conditional adversarial networks.</a> Proc IEEE Conf Computer Vision Pattern Recognition (CVPR). , 5967-5976 (2017).</li>
<li>Zhang, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ResNeSt%3A+Split-attention+networks%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+IEEE%2FCVF+Conf+Computer+Vision+Pattern+Recognition+Workshops+%28CVPRW%29%22%5BJournal%5D)">ResNeSt: Split-attention networks.</a> Proc IEEE/CVF Conf Computer Vision Pattern Recognition Workshops (CVPRW). , 2735-2745 (2022).</li>
<li>Halabi, E. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dual-activatable+cell+tracker+for+controlled+and+prolonged+single-cell+labeling%29%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Chem.+Biol%22%5BJournal%5D)">Dual-activatable cell tracker for controlled and prolonged single-cell labeling).</a> ACS Chem. Biol. 15 (6), 1613-1620 (2020).</li>
<li>Hannan, N. R. F., Segeritz, C. -P., Touboul, T., Vallier, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+of+hepatocyte-like+cells+from+human+pluripotent+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Protoc%22%5BJournal%5D)">Production of hepatocyte-like cells from human pluripotent stem cells.</a> Nat Protoc. 8 (2), 430-437 (2013).</li>
<li>Zhang, H., Shen, M., Wu, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generation+of+quiescent+cardiac+fibroblasts+derived+from+human+induced+pluripotent+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">Generation of quiescent cardiac fibroblasts derived from human induced pluripotent stem cells.</a> Methods Mol Biol. 2454, 109-115 (2022).</li>
<li>Harding, M. J., McGraw, H. F., Nechiporuk, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+roles+and+regulation+of+multicellular+rosette+structures+during+morphogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Development%22%5BJournal%5D)">The roles and regulation of multicellular rosette structures during morphogenesis.</a> Development. 141 (13), 2549-2558 (2014).</li>
<li>Najm, F. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+and+robust+generation+of+functional+oligodendrocyte+progenitor+cells+from+epiblast+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">Rapid and robust generation of functional oligodendrocyte progenitor cells from epiblast stem cells.</a> Nat Methods. 8 (11), 957-962 (2011).</li>
<li>Hogrebe, N. J., Maxwell, K. G., Augsornworawat, P., Millman, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generation+of+insulin-producing+pancreatic+%CE%B2+cells+from+multiple+human+stem+cell+lines%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Protoc%22%5BJournal%5D)">Generation of insulin-producing pancreatic β cells from multiple human stem cell lines.</a> Nat Protoc. 16 (9), 4109-4143 (2021).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>%0.25 Tripsin-EDTA</td><td>Gibco</td><td>25200056</td><td>CPC ve CM sindirimi için seyreltilmiş digestler kullanıldı</td></tr><tr>PBS <td>KeyGEN BioTECH'te</td><td>%4 Paraformaldehit</td><td>KGIHC016</td><td></td></tr><tr><td>6 Kuyulu Hücre Kültürü Plakası</td><td>NEST</td><td>703001</td><td></td></tr><tr><td>96 Kuyulu Hücre Kültürü Plakası</td><td>NEST</td><td>701001</td><td></td></tr><tr><td>B27 Takviyesi</td><td>Gibco</td><td>17504044</td><td></td></tr><tr><td>B27 Takviyesi Eksi İnsülin</td><td>Gibco</td><td>A1895601</td><td></td></tr><tr><td>Sığır serum albümini (BSA)</td><td>GPC BIOTECH</td><td>AA904-100G</td><td></td></tr> Celldiscoverer 7 <tr><td></td><td>Selleck Selleck</td><td>S1263</td><td></td></tr><tr><td>DMEM/F12</td><td>Gibco</td><td></td> CHIR99021 farklılaşma ve son cTnT görüntüleri boyunca parlak alan görüntüleri almak için kullanılan Zeiss Aletleri 12634010 <td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Eşek anti-Fare IgG (H + L) Yüksek Çapraz Adsorbe Edilmiş İkincil Antikor, Alexa Fluor 488</td><td>Thermo</td><td>A-21202</td><td>İkincil Antikor</td></tr><tr><td>FACSAria III</td><td>BD Biosciences</td><td></td><td>Akış sitometrisi sıralayıcı</td></tr><tr><td>Fetal Sığır Serumu (FBS)</td><td>VISTECH</td><td>SE100-B</td><td></td></tr><tr><td>Hoechst 33342</td><td>YEASEN</td><td>40732ES03</td><td></td></tr><tr><td>İnsan Pluripotent Kök Hücre Kimyasal Tanımlı Ortam</td><td>Cauliscell Inc</td><td>400105</td><td>PSC hazırlama ortamının bazal ortamı</td></tr><tr><td>iPS-18</td><td>TaKaRa</td><td>Y00300</td><td></td></tr><tr><td>iPS-B1</td><td>Cellapy</td><td>CA4025106</td><td></td></tr><tr><td>iPS-F</td><td>Nuwacell</td><td>RC01001-B</td><td></td></tr><tr><td>iPS-M</td><td>Nuwacell</td><td>RC01001-A</td><td></td></tr><tr><td>IWR1-1-endo</td><td>Selleck</td><td>S7086</td><td>IWR1</td></tr><tr><td>Jupyter Notebook</td><td>N/ A</td><td>Sürüm 6.4.0</td><td><a href="https://jupyter.org/">https://jupyter.org/</a</td></tr><tr><td>>MATLAB</td><td>MathWorks</td><td>Sürüm R2020a</td><td>Bilimsel hesaplama ve görüntü açıklaması için yazılım</td></tr><tr><td>Matrigel Matrix</td><td>Corning</td><td>354230</td><td>Matrigel</td></tr><tr><td>Fare monoklonal IgG1 anti-cTnT</td><td>Thermo</td><td>MA5-12960</td><td>cTnT birincil antikor</td></tr><tr><td>Normal Eşek Serum</td><td>Jackson</td><td>017-000-121</td><td></td></tr><tr><td>ORCA-Flash 4.0 V3 dijital CMOS kamera</td><td>Hamamatsu</td><td>C13440-20CU</td><td>Celldiscoverer7</td></tr><tr><td>PBS</td><td>NEB</td><td>21-040-CVR</td><td></td></tr><tr><td>Penisilin-Streptomisin</td><td>Gibco</td><td>15140-122</td><td></td></tr><tr><td>Pluripotency Growth Mater 1 bazal orta</td><td>Cellapy</td><td>CA1007500-1</td><td>PSC bazal ortamı kültür ortamı</td></tr><tr><td>Pluripotency Growth Mater 1 takviyesi</td><td>Cellapy</td><td>CA1007500-2</td><td>PSC kültür ortamının takviyesi</td></tr><tr><td>Prism</td><td>Graphpad</td><td>Sürüm 8/9</td><td>İstatistiksel analiz ve çizim için istatistiksel yazılım</td></tr><tr><td>Python</td><td>N/A</td><td>sürüm 3.6</td><td>Python 3 ortamı, bilimsel hesaplama için pytorch (1.9.0), numpy, scipy, pandas, visdom, scikit-learn, scikit-image, Bilimsel hesaplama ve görüntü açıklaması için opencv-python ve matplotlib yazılımı.</td></tr><tr><td>RPMI 1640</td><td>Gibco</td><td>11875176</td><td></td></tr><tr><td>Takviyesi hPSC-CDM (500x)</td><td>Cauliscell Inc</td><td>00015</td><td>PSC hazırlama ortamı</td></tr><tr><td>TiE</td><td>Nikon'un</td><td></td> takviyesi <td>Bölge selevtifi saflaştırma için ters çevrilmiş bir floresan mikroskobu (modifikasyonlu)</td></tr><tr><td>Triton&nbsp; X-100</td><td>Amresco</td><td>9002-93-1</td><td></td></tr><tr><td>Versene Çözeltisi</td><td>PSC sindirimi için</td><td>Thermo</td><td>15040066</td> EDTA çözümü</tr><tr><td>Y27632</td><td>Selleck</td><td>S6390</td><td></td></tr><tr><td>Zen</td><td>Zeiss</td><td>Sürüm 3.1</td><td>Görüntü elde etme, işleme ve analiz için Celldiscoverer7'nin destekleyici bir yazılımı</td></tr></tbody></table>

pluripotent kök hücre farklılaşmasını İzlemek için canlı hücre görüntü tabanlı makine Öğrenimi stratejisi

A Live-cell Image-Based Machine Learning Strategy to Monitor Pluripotent Stem Cell Differentiation

Parlak alan görüntüleme ve makine öğrenimine dayalı olarak, genel farklılaşma süreci akıllı bir şekilde izlenebilir ve optimize edilebilir. PSC aşamasında, farklılaşmayı başlatmak için en uygun veya uygun zaman noktasını belirlemek için ilk PSC kolonilerinin morfolojik özelliklerine göre nihai farklılaşma verimliliğini tahmin edebilen bir makine öğrenimi modeli geliştirdik (Şekil 4A,B). Rastgele orman modeli tarafından tahmin edilen farklılaşma verimliliği, gerçek farklılaşma verimliliği ile yüksek oranda ilişkilidir (Pearson'ın r = 0.76, P &lt; 0.0001) (Şekil 4B). Eğitilen model, farklılaşma için en önemli olan özellikleri de vurgular. Tüm koloni morfolojik özellikleri arasında, merkez kontur mesafelerinin (CCD) standart sapması, minimum ve min/maks oranı ile çevre, alan, alan/çevre oranı, dışbükeylik ve dairesellik en önemli ağırlığa sahip 8 özelliktir. Bu özellikler ve nihai verimlilik arasındaki ilişki, orta alana ve daha uzun, düzensiz periferilere sahip ilk PSC kolonilerinin daha yüksek farklılaşma verimliliğine sahip olma eğiliminde olduğunu göstermektedir (Şekil 4A), bu da bize daha uzun, daha düzensiz sınırlara sahip daha küçük koloniler elde etmek için sindirim çözeltisinin işlem süresini artırarak farklılaşma verimliliğini artırmamız için ilham vermektedir (bakınız Protokol adımı 1.3.1). PSC kolonilerinin makine öğrenimi tabanlı izlenmesi ve optimize edilmiş hücre pasaj işlemleri, ilk hücre durumunun optimizasyonunu gerçekleştirir.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66823/66823fig01.jpg"> <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66823/66823fig01large.jpg" target="_blank"></a><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66823/66823fig02.jpg"> <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66823/66823fig02large.jpg" target="_blank"></a><img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66823/66823fig03.jpg"> <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66823/66823fig03large.jpg" target="_blank"></a><img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66823/66823fig04.jpg"> <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66823/66823fig04large.jpg" target="_blank"></a><img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66823/66823fig05.jpg"> <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66823/66823fig05large.jpg" target="_blank"></a><table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td colspan="2"></td><td colspan="4"></td><td colspan="5"></td></tr><tr><td colspan="2"></td><td colspan="4"> </td><td colspan="5"> </td></tr><tr><td colspan="2"></td><td colspan="4"></td><td colspan="5"> </td></tr><tr><td colspan="2"></td><td colspan="4"> </td><td colspan="5"> </td></tr><tr><td colspan="2"></td><td colspan="4"> </td><td colspan="5"> </td></tr><tr><td colspan="2"></td><td colspan="4"> </td><td colspan="5"> </td></tr><tr><td colspan="2"></td><td colspan="4"> </td><td colspan="5"> </td></tr></tbody></table>

Pluripotent Kök Hücre Farklılaşmasını İzlemek için Canlı Hücre Görüntü Tabanlı Makine Öğrenimi Stratejisi

Pluripotent stem cell (PSC) technologies have been widely used in drug discovery, disease modeling, and regenerative medicine.&#160;However, available ...

a-live-cell-image-based-machine-learning-strategy-to-monitor

Research

JoVE Journal

Biology

Biyoloji

Source: Gómez-Villafuertes, R., et. al., canlı görüntüleme ve ardından hücre biyolojisini ve çoklu nöral popülasyonların soy ilerlemesini izlemek için tek hücre izleme. J. Vis. Exp. (2017) Video, hücresel çalışmayı incelemek için yetişkin nöral kök hücreleri gerçek zamanlı olarak hazırlama, görüntüleme ve izleme sürecini göstermektedir bölme ve farklılaşma dahil olmak üzere davranışlar.

 Yetişkin Nöral Kök Hücrelerde Nöral Kökeni İzlemek için Canlı Görüntüleme ve Tek Hücreli İzleme

Bu çalışmada sunulan protokol analizi akış sitometrisi kullanılarak, pozitif ve negatif pluripotent kök hücresi belirleyicilerinin kinetik ölçümleri ile yeniden programlama ilerlemesi gerçek zamanlı izleme için yöntemler tarif etmektedir. protokol aynı zamanda iPSC oluşturma sırasında morfolojisi ve işaretleyici veya muhabir ifade görüntüleme bazlı değerlendirmesini içerir.

Somatik yeniden programlanması Kinetik Ölçümü ve Gerçek Zamanlı Görselleştirme

Sinirsel nüfus tarafından hızlandırılmış video mikroskobu esaslı bilgisayar yazılımı Post-processing takip izlemek için sağlam bir protokol açıklanmıştır. Bu yöntem canlı görüntüleme deneyler sırasında seçili bir popülasyondaki biyolojik olayları tanımlamak için güçlü bir araç temsil eder.

Tek hücreli Monitor hücre biyolojisi ve birden çok sinir nüfus Lineage ilerlemesini izleme ve ardından görüntüleme yaşamak

İnsan kaynaklı pluripotent kök hücre (hiPSC) kültürlerinin otomasyonu ve otomatik görüntüleme ve analiz ile uyumlu nöronal farklılasyonlar gösteriyoruz.

Entegre Canlı Hücre İzleme ile İnsan Kaynaklı Pluripotent Kök Hücre Kaynaklı Kortikal ve Dopaminerjik Nöronların Otomatik Üretimi

Biz küçük bir molekül tabanlı oligodendrosit öncü hücreler (OPC) içine fare embriyonik kök hücreleri farklılaşma için protokol açıklar. Bu protokol, 30 gün farklılaşma, yüksek verimlilik ile Olig2 + NG2 + OPC üretir. Ayrıca, aksiyon potansiyelleri ateş "spike" OPC oluşturmak için bir yöntem açıklanmaktadır.

Embriyonik Kök Hücreler farklılaşma oligodendrosit Öncüleri

Bu kağıt kültürü canlı hücreleri mekanik uyarılması için entegre bir atom operasyon okuyucu kuvvet optik görüntüleme mikroskop öğretmeyi hedefliyor. Bir adım-adım protokol sunulmuştur. Mekanik stimülasyonu canlı hücre yanıtı gösteren bir temsilci veri seti sunulmaktadır.

Tümleşik Optik ve Atomik Kuvvet Mikroskobu eğitimi Mekanik Uyarım Canlı Hücre Tepki

Genetik modifikasyon alanında son gelişmelere rağmen, insan embriyonik kök hücreleri (hESC) aktarılmasının kaprisli bir süreç olmaya devam etmektedir. Bildiğimiz kadarıyla, insan kaynaklı pluripotent kök hücreler (iPSCs) transfekte etmek için sistematik ve etkili bir yöntem bildirilmemiştir. Burada, biz verimli transfekte ve insan iPSCs nucleofect sağlam protokoller açıklanmaktadır.

İnsan İsteyerek Pluripotent Kök Hücreler transfekte ve Nucleofecting

OCT4 bir retrovirüs-aracılı ektopik ifadesi ile insan kaynaklı hücreler pluripotent kök (iPSCs) üretmek için bir yöntem olup, SOX2, KLF4 ve MYC tarif edilmektedir. GFP dayanarak insan iPSC koloniler tespit etmek pratik bir yolu da tartışılmaktadır.

GFP Retroviral Vector kullanarak İsteyerek Pluripotent Kök Hücrelerinin (iPSCs) içine İnsan somatik hücreleri yeniden programlama

Pluripotent kök hücreler, embriyonik veya uyarılmış pluripotent kök (iPS) hücreleri ya, kardiyomiyositler dahil olmak üzere insan farklılaşmış hücrelerin, değerli bir kaynak oluşturmaktadır. Burada, bir embriyoid organları tabanlı protokol ile fonksiyonel insan kardiyomiyositlerin elde etmek için bunları nasıl kullanacağınızı gösteren, iPS hücrelerin kalp indüksiyon üzerinde durulacak.

İnsan kardiyomiyositleri Üretimi: Besleyici-ücretsiz İnsan Bağlı Pluripotent Kök Hücre A Farklılaşma Protokolü

Floresan etiketli otofaji belirteçlerin zaman atlamalı mikroskopi yüksek temporal çözünürlük ile dinamik otofaji yanıt izleme sağlar. 3 farklı renklerin bir kombinasyonu belirli Otofaji ve organel belirteçleri kullanarak, güçlü bir mekansal ve zamansal bağlamda autophagosome oluşumuna bir protein katkısı takip edebilir.

Erken Otofaji Etkinlikler Hücre Görüntüleme Canlı: Omegasomes ve Ötesi

Öğrenin, canlı hücre görüntüleme ve makine öğrenimi kullanarak pluripotent kök hücre farklılaşmasını gerçek zamanlı izleme ve optimize etme stratejisini. Bu yöntem, kardiyak hücre üretiminde tutarlılığı artırır.

Pluripotent Kök Hücre Farklılaşmasını İzlemek için Canlı Hücre Görüntü Tabanlı Makine Öğrenimi Stratejisi

Daha fazla video keşfet