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MIBI(Multiplexed Ion Beam Imaging)는 조직 마이크로어레이와 바둑판식으로 배열된 인접 조직 영역을 이미징하는 데 자주 사용되지만, 이러한 실험을 설정하기 위한 현재 소프트웨어는 번거롭습니다. 타일/SED/어레이 인터페이스는 MIBI 실행 설정을 획기적으로 단순화하고 가속화하기 위해 개발된 직관적인 대화형 그래픽 도구입니다.
MIBI(Multiplexed Ion Beam Imaging)는 조직 조직에서 단백질 발현에 대한 40+ plex 이미지를 생성하는 차세대 질량 분석 기반 현미경 기술로, 세포 표현형 및 조직 구조 조직을 자세히 해부할 수 있습니다. 작동 중 주요 병목 현상은 사용자가 이미징을 위해 조직의 물리적 위치를 선택할 때 발생합니다. MIBI 실험의 규모와 복잡성이 증가함에 따라 제조업체에서 제공하는 인터페이스 및 타사 도구는 대형 조직 마이크로어레이 및 타일 조직 영역을 이미징하는 데 점점 더 다루기 어려워졌습니다. 따라서 웹 기반의 인터랙티브한 WYSIWYG(what-you-see-is-what-you-get) 그래픽 인터페이스 계층인 TSAI(tile/SED/array Interface)는 사용자가 드래그 앤 드롭, 클릭 앤 드래그 및 폴리곤 드로잉과 같은 친숙하고 직관적인 마우스 제스처를 사용하여 이미징 위치를 설정할 수 있도록 개발되었습니다. 최신 웹 브라우저에 이미 내장된 웹 표준에 따라 작성되었으므로 외부 프로그램, 확장 프로그램 또는 컴파일러를 설치할 필요가 없습니다. 현재 수백 명의 MIBI 사용자가 관심을 갖고 있는 이 인터페이스는 크고 복잡한 MIBI 실행의 설정을 획기적으로 단순화하고 가속화합니다.
MIBI(Multiplexed Ion Beam Imaging)는 최대 250nm 해상도 1,2,3에서 조직 조직 절편에서 40+ 단백질을 동시에 이미징하는 기술입니다. 동위원소적으로 순수한 원소 금속으로 태그된 항체를 사용하여 조직학적 조직 절편을 염색한 후, MIBI 기기는 2차 이온 질량 분석법을 수행하여 조직의 개별 지점에서 모든 동위원소와 모든 40+ 항원의 발현을 동시에 정량화합니다. 수백만 개의 스폿 그리드에서 수행된 단백질 발현의 결과 40+ 플렉스 이미지를 통해 공간 컨텍스트 1,2,3,4를 보존하면서 세포 경계를 묘사하고 특정 세포 유형을 식별할 수 있습니다. 이 기술은 종양에 대한 면역 반응, 감염원에 의한 조직 염증, 치매의 신경 병리학 및 임신 중 면역 내성을 조사하는 일환으로 수십 가지 조직 유형의 세포 구성, 대사 프로필 및/또는 구조를 연구하기 위해 약 20개 사이트에서 수백 명의 사용자가 사용했습니다 5,6,7,8,9, 10,11.
MIBI 기기 작동의 주요 병목 현상은 이미징을 위해 시야(FOV)를 설정하는 것입니다(200 x 200 μm2 - 800 x 800 μm2 조직 영역). MIBI는 최대 800 x 800μm2까지 한 번에 하나의 FOV를 이미징하므로 더 넓은 영역을 이미징하려면 여러 FOV를 함께 스티칭해야 합니다. 조직 마이크로어레이(예: 그림 1A의 8개의 원형 조직)를 이미징하려면 여러 FOV를 간격을 두고 배치해야 합니다. FOV를 설정하기 위해 제조업체 인터페이스는 1) 지정된 이미징 좌표와 대략적으로 일치하는 십자선이 있는 슬라이드의 광학 카메라 이미지(그림 1A) 및 2) 좌표의 정확한 면적을 보여주는 2차 전자 검출기(SED) 이미지(그림 1B)를 제공합니다. 먼저 사용자는 광학 이미지를 사용하여 단일 FOV를 대략적으로 배치합니다. 이미지 해상도가 픽셀당 약 60μm에 불과하기 때문에 배치가 두 픽셀(픽셀당 2픽셀 x 60μm) 꺼지면 표준 400μm FOV가 30% 꺼집니다. 따라서 사용자는 SED 이미지를 사용하여 위치를 미세 조정해야 하며, 이는 여러 팝업 창을 포함하고, 텍스트 상자에 좌표를 입력하고, 방향 제어 버튼으로 SED를 천천히 움직이고, 종종 종이에 좌표를 기록하는 지루한 시퀀스입니다(보충 그림 1). 이 과정은 100+ 핵심 조직 마이크로어레이(TMA)의 각 지점에 대해 반복해야 합니다. 일부 타사 도구는 초기 대략적인 위치 지정12에 도움이 될 수 있습니다. 그러나 여전히 약간의 프로그래밍 지식이 필요하며 최종 포지셔닝은 여전히 12단계 프로세스를 통해 수행됩니다. 또한 인접한 FOV의 그리드를 배치하는 것도 매우 번거로운 작업이며, 이는 나중에 타일링된 파노라마 이미지로 함께 연결됩니다.
따라서 TSAI(Tile/SED/Array Interface)는 사용자가 직관적인 대화형 그래픽 인터페이스를 사용하여 많은 수의 FOV를 빠르게 배치할 수 있도록 하는 것을 목표로 개발되었습니다. TSAI는 1) TMA 포인트 및 조직 타일을 빠르게 배치하기 위한 웹 기반 그래픽 사용자 인터페이스(웹 UI)와 2) 타일 SED 이미지를 생성하고 FOV 위치를 조정하기 위한 MIBI 사용자 제어 인터페이스에 통합의 두 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다. 광학 이미지만 사용하는 경우 많은 FOV를 대략적으로 배치한 다음 FOV 탐색/조정 도구를 사용하여 빠르게 조정할 수 있습니다(그림 2, TSAI, 왼쪽 분기). 그러나 SED 타일링을 수행하면 SED 모드에서 추가 조정을 할 필요 없이 바둑판식 SED 이미지에 FOV를 정확하게 배치할 수 있습니다(그림 2, TSAI, 오른쪽 분기). 현재 수백 명의 MIBI 사용자가 일반적으로 관심을 갖고 있는 이 도구를 사용하면 초보자도 타일링 및 TMA 포지셔닝을 매우 간단하게 할 수 있으며 복잡한 MIBI 실행 설정을 몇 시간에서 수십 분으로 줄일 수 있습니다.
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1. TSAI 로딩
2. MIBI 슬라이드 로드 및 템플릿 파일 만들기
3. 광학 이미지-스테이지 모터 동시 정합
4. 바둑판식 SED 스캔
5. 조직 마이크로어레이(TMA)
6. 영역/다각형 타일
7. FOV 탐색 및 조정
8. JSON 파일 생성 및 가져오기
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TSAI는 FOV를 설정하는 두 가지 방법을 제공합니다(그림 2). 하나는 기존의 다른 방법과 유사하게 광학 이미지(그림 2, TSAI, 왼쪽 분기)만 사용합니다. 두 번째 방법인 바둑판식 SED 이미지 생성은 TSAI에 고유한 방법입니다(그림 2, TSAI, 오른쪽 분기). TSAI는 이 이미지에 FOV를 정확하게 그리므로 제조업체 인터페?...
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MIBI(Multiplexed Ion Beam Imaging)는 상세한 세포 표현형 및 조직 조직 구조를 해부하기 위한 강력한 기술입니다 5,6,7,8,9,10,11. MIBI를 둘러싼 계산 작업은 주로 이미징 후 데이터를 처리하는 데 중점을 두었...
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저자는 이해 상충이 없음을 선언합니다.
H. Piyadasa는 Canadian Institutes of Health Research(CIHR) Fellowship(MFE-176490)의 지원을 받았습니다. B. Oberlton은 NSF(National Science Foundation) Fellowship(2020298220)의 지원을 받았습니다. A. Tsai는 Damon Runyon Cancer Research Foundation(DRCRF) Fellowship(DRG-118-16), Stanford Department of Pathology, Annelies Gramberg Fund 및 NIH 1U54HL165445-01의 지원을 받았습니다. 또한 프로그램 테스트 및 디버깅에 도움을 준 Avery Lam 박사, Davide Franchina 박사, Mako Goldston에게도 감사의 인사를 전합니다.
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Name | Company | Catalog Number | Comments |
MIBI computer | Ionpath | ||
MIBIcontrol (software) | Ionpath | ||
MIBIscope | Ionpath | Multiplexed Ion Beam Imaging (MIBI) microscope | |
MIBIslide | Ionpath | 567001 | Conductive slide for MIBI |
Tile/SED/Array Interface (TSAI) (software) | https://github.com/ag-tsai/mibi_tsai/ |
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