上皮生長動(dòng)力學(xué)量化分析系統(tǒng)

背景及該系統(tǒng)重要性：

多細(xì)胞組織以復(fù)雜和動(dòng)態(tài)的方式生長和發(fā)育。終的組織大小和結(jié)構(gòu)由細(xì)胞分裂、細(xì)胞死亡、細(xì)胞形狀變化和細(xì)胞重排的協(xié)調(diào)決定. 

了解這些過程如何在時(shí)間和空間上整合的動(dòng)態(tài)性質(zhì)對(duì)于理解組織生長和形態(tài)發(fā)生至關(guān)重要。

上皮細(xì)胞生長并進(jìn)行廣泛的重排以達(dá)到其終大小和形狀。 隨著延時(shí)顯微鏡的，現(xiàn)在可以對(duì)組織生長和形態(tài)發(fā)生的動(dòng)態(tài)進(jìn)行成像，但對(duì)其復(fù)雜性的真正理解受到自動(dòng)圖像分析提取定量數(shù)據(jù)的限制。 為了克服這些限制，我們引進(jìn)銷售歐美進(jìn)口的該裝置上皮生長動(dòng)力學(xué)量化分析系統(tǒng)。  

系統(tǒng)簡述：

該上皮生長動(dòng)力學(xué)量化分析系統(tǒng)以高時(shí)間和細(xì)胞分辨率捕捉組織生長和形態(tài)發(fā)生的動(dòng)態(tài)過程，并進(jìn)行高通量、準(zhǔn)確的自動(dòng)量化分析大的延時(shí)數(shù)據(jù)集圖像。

該系統(tǒng)提供了用戶友好的圖形用戶界面，用于準(zhǔn)確分割和跟蹤從 4D 共聚焦成像獲得的細(xì)胞膜信號(hào)的輪廓，進(jìn)行自動(dòng)化的細(xì)胞分割和細(xì)胞跟蹤，以及定量描述動(dòng)態(tài)細(xì)胞行為的分析。

該系統(tǒng)是一個(gè)新的上皮組織圖像分析工具平臺(tái)。該裝置目前針對(duì)上皮細(xì)胞中膜標(biāo)記細(xì)胞的二維（2D）細(xì)胞輪廓分割和跟蹤進(jìn)行了優(yōu)化，初使用共聚焦顯微鏡以4D（x，y，z，time）數(shù)據(jù)集的形式獲得。面向廣泛的用戶群體，特別是幾乎沒有受過計(jì)算機(jī)科學(xué)培訓(xùn)的生物學(xué)家，其設(shè)計(jì)易于安裝和使用，提供了一個(gè)有指導(dǎo)的分析環(huán)境，但具有模塊化和可擴(kuò)展性。已經(jīng)確保圖像分割和特征提取模塊之間的接口基于簡單的標(biāo)準(zhǔn)格式，這樣，如果需要，可以很容易地使用現(xiàn)有的解決方案。

該上皮生長動(dòng)力學(xué)量化分析系統(tǒng)用于從上皮組織中提取膜信號(hào)并借助計(jì)算機(jī)視覺對(duì)其進(jìn)行分析。開發(fā)靈感來自分析生長中的果蠅成蟲盤的延時(shí)的挑戰(zhàn)。折疊形態(tài)、小的頂端細(xì)胞表面

和長時(shí)間序列需要新的自動(dòng)細(xì)胞識(shí)別來準(zhǔn)確研究生長動(dòng)力學(xué)。

使用該裝置能夠充分利用體外培養(yǎng)和活體成像的力量，揭示動(dòng)態(tài)生長組織的新特性，這些特性以前被忽視了。我們揭示了細(xì)胞區(qū)域和細(xì)胞形狀（多邊形）分布如何隨著上皮細(xì)胞的發(fā)育在不同細(xì)胞群中發(fā)生變化，以及細(xì)胞分裂方向如何受細(xì)胞形狀調(diào)節(jié)的新見解。我們還系統(tǒng)地分析了翼盤中細(xì)胞鄰域關(guān)系的空間和時(shí)間模式，并揭示了以前被認(rèn)為缺乏細(xì)胞重排的組織中細(xì)胞嵌入和流體樣連接動(dòng)力學(xué)的模式。

模塊化格式專為分割延時(shí)圖像和輸出細(xì)胞輪廓的數(shù)字化骨架和量化分析而設(shè)計(jì)，旨在利用光學(xué)顯微鏡的新進(jìn)展來生成上皮組織形態(tài)發(fā)生的定量描述；

先是圖像處理應(yīng)用程序，用于從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中提取膜輪廓，其特點(diǎn)是：

• 自適應(yīng)表面投影
  

• 一種選擇性播種的區(qū)域生長分割算法

• 專家輸入的輔助種子校正

• 用于指導(dǎo)和可重復(fù)分析的 GUI

二個(gè)用于生物成像平臺(tái) icy 的插件集合，用于交互式分析骨架文件，其特點(diǎn)是：

• 基于網(wǎng)絡(luò)的 java 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來語義描述組織

• 自動(dòng)提取和顯示開發(fā)功能，包括：

• 分裂和消除

• 結(jié)重排 (T1,T2)

• 細(xì)胞伸長模式

• 眾多導(dǎo)出選項(xiàng)，包括電子表格、GraphML 和矢量圖形

• 估計(jì)的 3D gridfit 表面的可視化和測量

• 基于輔助通道的克隆檢測