Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Мультиплексная ионно-лучевая визуализация (MIBI) часто используется для визуализации тканевых микрочипов и мозаичных, смежных областей тканей, но нынешнее программное обеспечение для постановки этих экспериментов является громоздким. Интерфейс tile/SED/array — это интуитивно понятный интерактивный графический инструмент, разработанный для значительного упрощения и ускорения настройки MIBI.
Мультиплексная ионно-лучевая визуализация (MIBI) — это метод микроскопии нового поколения, основанный на масс-спектрометрии, который генерирует 40+ плексных изображений экспрессии белка в гистологических тканях, что позволяет детально препарировать клеточные фенотипы и гистоархитектурную организацию. Ключевым узким местом в работе является, когда пользователи выбирают физические места на ткани для визуализации. По мере увеличения масштаба и сложности экспериментов MIBI интерфейс, предоставляемый производителем, и инструменты сторонних производителей становятся все более громоздкими для визуализации больших тканевых микрочипов и мозаичных участков тканей. Таким образом, был разработан интерактивный веб-слой интерактивного графического интерфейса «что видишь, то и получаешь» (WYSIWYG) — интерфейс тайлов/SED/массива (TSAI) — для того, чтобы пользователи могли задавать местоположения изображений с помощью знакомых и интуитивно понятных жестов мыши, таких как перетаскивание, перетаскивание и рисование полигонов. Написанный в соответствии с веб-стандартами, уже встроенными в современные веб-браузеры, он не требует установки внешних программ, расширений или компиляторов. Этот интерфейс, представляющий интерес для сотен нынешних пользователей MIBI, значительно упрощает и ускоряет настройку больших и сложных прогонов MIBI.
Мультиплексная ионно-лучевая визуализация (MIBI) — это метод одновременной визуализации 40+ белков на срезах гистологических тканей с разрешением до 250 нм 1,2,3. После окрашивания участка гистологической ткани антителами, меченными изотопно чистыми элементарными металлами, прибор MIBI выполняет масс-спектрометрию вторичных ионов для одновременного количественного определения всех изотопов и, следовательно, экспрессии всех 40+ антигенов в отдельных точках ткани. Полученные 40+ изображений экспрессии белка, выполненные по сетке из миллионов точек, позволяют очертить границы клеток и идентифицировать конкретные типы клеток, сохраняя при этом пространственный контекст 1,2,3,4. Этот метод был использован сотнями пользователей примерно в 20 центрах для изучения клеточного состава, метаболических профилей и/или архитектуры десятков типов тканей в рамках изучения иммунного ответа на опухоли, воспаления тканей, вызванного инфекционными агентами, невропатологии деменции и иммунной толерантности при беременности 5,6,7,8,9. 10,11.
Ключевым узким местом в работе прибора MIBI является настройка полей зрения (FOV) - от 200 x 200 μm2 до 800 x 800 μm2 участков ткани - для визуализации. MIBI визуализирует по одному полю зрения за раз, до 800 x 800мкм2, поэтому для визуализации больших областей требуется сшивание нескольких полей зрения вместе. Визуализация тканевого микрочипа (например, восьми круглых тканей на рисунке 1A) включает в себя размещение нескольких полей зрения, расположенных на расстоянии друг от друга. Для настройки поля зрения интерфейс производителя предоставляет 1) изображение предметного стекла с оптической камеры с перекрестием, которое примерно соответствует заданной координате изображения (рисунок 1A) и 2) изображение вторичного электронного детектора (SED), которое показывает точную область в точке координаты, как сообщается, с точностью до 0,1 мкм (рисунок 1B). Во-первых, пользователь грубо позиционирует один угол обзора с помощью оптического изображения. Поскольку разрешение изображения составляет всего около 60 мкм на пиксель, если размещение смещено на два пикселя (2 пикселя x 60 мкм на пиксель), стандартный угол обзора 400 мкм будет смещен на 30%. Таким образом, пользователь должен использовать изображение SED для тонкой настройки положения - утомительная последовательность из дюжины шагов, включающая несколько всплывающих окон, ввод координат в текстовые поля, медленное подталкивание SED с помощью кнопок управления направлением и часто даже запись координат на бумаге (дополнительный рисунок 1). Этот процесс необходимо повторить для каждой точки 100+ ядра тканевого микрочипа (ТМА). Некоторые сторонние инструменты могут помочь с первоначальным черновым позиционированием12. Тем не менее, они все еще требуют некоторых знаний в программировании, а окончательное позиционирование по-прежнему осуществляется с помощью процесса из дюжины шагов. Кроме того, очень сложно расположить сетки смежных полей зрения, которые позже будут сшиты в мозаичное панорамное изображение.
Таким образом, интерфейс тайлов/SED/массива (TSAI) был разработан с целью дать пользователям возможность быстро позиционировать большое количество FOV с помощью интуитивно понятного интерактивного графического интерфейса. TSAI состоит из двух основных компонентов: 1) Графический веб-интерфейс пользователя (Web UI) для быстрого размещения точек TMA и тканевых плиток и 2) Интеграция в пользовательский интерфейс управления MIBI для создания мозаичного изображения SED и корректировки положения поля зрения. Если использовать только оптическое изображение, многие поля зрения можно приблизительно расположить, а затем быстро отрегулировать с помощью инструментов навигации/настройки поля зрения (Рисунок 2, TSAI, левая ветвь). Однако, если выполняется мозаичное SED, FOV могут быть точно расположены на мозаичном изображении SED без необходимости дальнейшей настройки в режиме SED (Рисунок 2, TSAI, правая ветвь). Представляя общий интерес для сотен текущих пользователей MIBI, эти инструменты делают тайлинг и позиционирование TMA очень простыми даже для новичков и сокращают сложные настройки MIBI с нескольких часов до нескольких десятков минут.
1. Загрузка ЦАИ
2. Загрузка слайда MIBI и создание файла шаблона
3. Корегистрация мотора оптического изображения и столика
4. Мозаичное сканирование SED
5. Тканевый микрочип (ТМА)
6. Площадная/полигональная плитка
7. Навигация и настройка FOV
8. JSON создание и импорт файлов
TSAI предоставляет два метода настройки FOV (рисунок 2). Используется только оптическое изображение (рис. 2, ЦАИ, левая ветвь), как и в других существующих методах. Второй метод - создание мозаичного образа SED - уникален для TSAI (Рисун...
Мультиплексная ионно-лучевая визуализация (MIBI) является мощным методом для анализа детальных клеточных фенотипов и гистоархитектуры тканей 5,6,7,8,9,10,11.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
H. Piyadasa была поддержана стипендией Канадского института исследований в области здравоохранения (CIHR) (MFE-176490). Б. Оберлтон был поддержан стипендией Национального научного фонда (NSF) (2020298220). А. Цай был поддержан стипендией Фонда исследования рака Деймона Раньона (DRCRF) (DRG-118-16), Стэнфордским отделением патологии, Фондом Аннелиз Граммберг и NIH 1U54HL165445-01. Выражаем благодарность доктору Эйвери Ламу, доктору Давиде Франчине и Мако Голдстону за помощь в тестировании и отладке программы.
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/ |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены