细胞pose作为一种可靠的方法,用于单细胞细分自光显微镜图像的单细胞细分
Jeremiah M Riendeau1,2, Amani A Gillette2, Emmanuel Contreras Guzman2
1University of Wisconsin, Madison, Department of Biomedical Imaging, Madison, WI, USA.
bioRxiv : the preprint server for biology
|June 25, 2024
概括
细胞位置深度学习在低信号自光显微镜图像中准确地对细胞进行细分. 这种自动化方法提高了可复制性,并捕获了功能性细胞变化,优于手动细分.
科学领域:
- 生物光子学和成像技术
- 计算生物学 计算生物学
- 细胞的新陈代谢
背景情况:
- 自流光显微镜提供无标签的细胞对比度,但其信号噪声比率 (SNR) 较低.
- 现有的细胞细分工具,针对高SNR图像进行优化,在自光数据上表现不佳.
- 新的细分方法对于分析自光显微镜图像至关重要.
研究的目的:
- 为了验证Cellpose深度学习网络在自光显微镜图像中对单细胞进行细分.
- 评估Cellpose在NAD的多光子强度图像上的性能.
- 为了比较Cellpose衍生细分与NAD,P) H和FAD光寿命成像显微镜 (FLIM) 数据的手动细分.
主要方法:
- 经过训练的Cellpose模型使用从NAD的自光图像中手动分割的核面具.
- 应用训练有素的Cellpose模型来细分PANC-1细胞和患者衍生的癌症器官.
- 通过Cellpose的细分面罩和使用Dice分数和对光学氧化还原比 (ORR) 和FLIM参数的相关性分析进行手动方法的比较.
主要成果:
- 细胞pose的可复制性明显高于手动细分 (子分数,p<0.0001).
- 在Cellpose和手动口罩之间观察到ORR,NAD(P) H寿命和FAD寿命的高相关性 (R2>0.9).
- 细胞位和手动细分在不同治疗条件下产生了可比的ORR和FLIM参数的平均值,差异和效果大小.
结论:
- Cellpose提供了一种快速,可靠和可复制的方法,用于在自光显微镜中对单细胞进行细分.
- 经过验证的Cellpose模型准确地捕捉了2D和3D培养中的功能细胞变化.
- 细胞pose提高了吞吐量,并减少了基于自光的细胞分析中的偏差.


