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      干細胞發(fā)育的清晰觀點
      
			
      
				2019-06-15 14:47:28
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      今天，追蹤單個細胞的發(fā)育并在顯微鏡下發(fā)現(xiàn)相關(guān)因素并不罕見。但是，陰影或背景變化等損傷會使數(shù)據(jù)解釋復雜化?，F(xiàn)在，慕尼黑工業(yè)大學(TUM)和HelmholtzZentrumMünchen的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種軟件，可以校正圖像，使迄今為止隱藏的開發(fā)步驟可見。
      

      關(guān)于干細胞發(fā)育的清晰觀點
      

      當干細胞發(fā)育成特化細胞時，會發(fā)生多個步驟。但是，在發(fā)展道路上的決定性分支中哪些調(diào)節(jié)蛋白是活躍的?使用所謂的延時顯微鏡，研究人員可以在非常高的時間分辨率下觀察單個細胞，并且使用熒光標記，他們可以精確識別這些蛋白質(zhì)在細胞中出現(xiàn)的位置。
      

      一旦確定了干細胞，就可以使用細胞跟蹤軟件在幾天內(nèi)密切觀察干細胞。然而，這種“監(jiān)視工作”經(jīng)常變得困難。“成像數(shù)據(jù)經(jīng)常受到不規(guī)則亮度和褪色背景的影響，”HeltholtzZentrumMünchen計算生物學研究所(ICB)工作組定量單細胞動力學博士Carsten Marr博士解釋道。“當細胞選擇特定的發(fā)育方向時，這就很難或不可能檢測出決定性的蛋白質(zhì)，即所謂的轉(zhuǎn)錄因子。”
      

      存在濾除這些偽像的算法，但它們需要專門準備的參考圖像，每個數(shù)據(jù)集的許多圖像或復雜的手動調(diào)整。此外，現(xiàn)有方法都沒有改變背景隨時間的改變，這妨礙了單個細胞的定量。
      

      算法消除了背景變化
      

      現(xiàn)在，慕尼黑Helmholtz Zentrum的Carsten Marr博士團隊成員彭廷英博士和慕尼黑工業(yè)大學計算機輔助醫(yī)療程序和增強現(xiàn)實主席Nassir Navab教授介紹了一種算法，該算法僅使用一個修正這些文物。每個數(shù)據(jù)集的圖像很少。
      

      該軟件名為“BaSiC”，可免費使用。它與生物成像中常用的許多圖像格式兼容，包括從許多較小的圖像拼湊在一起的馬賽克，并用于例如渲染大的組織區(qū)域。“然而，與其他程序相反，”彭博士解釋說，“BaSiC可以糾正延時視頻背景的變化。這使得它成為干細胞研究人員的一個有價值的工具，他們希望盡早發(fā)現(xiàn)特定轉(zhuǎn)錄因子的外觀。 “。
      

      將重要細節(jié)帶入光明
      

      新的圖像校正程序如何改善科學家用血液干細胞的延時視頻證明的個體干細胞發(fā)育步驟的分析。他們錄制了視頻，以便在六天的時間跨度內(nèi)觀察細胞。在該觀察期間的某一點，未分化的前體細胞在兩種可能的發(fā)育粘性之間進行選擇，這導致形成不同的成熟血細胞。
      

      在使用BaSiC校正的圖像中，研究人員可以確定兩種細胞系之一中特定轉(zhuǎn)錄因子強度的顯著增加，而其他細胞系中蛋白質(zhì)的量保持不變。沒有圖像校正，差異無法確定。
      

      “使用BaSiC，我們能夠看到重要的決定因素，否則會被噪音淹沒，”Nassir Navab說。“這項研究的長期目標是以有針對性的方式促進影響干細胞的發(fā)育，例如為熱攻擊患者培養(yǎng)新的心肌細胞。新的觀察可能性使我們更接近這一點目標。”
      
			

			
        
      
			
      
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