强化微生理模型的高通量高内容分析:用于微血管形成和细胞入侵的自动图像分析的开源软件
Noah Wiggin1, Carson Cook2, Mitchell Black1
1School of Electrical Engineering and Computer Science, Oregon State University, Corvallis, OR USA.
Cellular and molecular bioengineering
|November 8, 2024
概括
本研究介绍了开源的Python软件,用于在微生理学模型中自动分析3D细胞行为. 该工具可以快速,高通量评估内皮管形成和癌症入侵,帮助药物敏感性研究.
科学领域:
- * 细胞和分子生物工程
- * 生物医学工程 * 生物医学工程
- * 计算生物学 * 计算生物学
背景情况:
- * 在微生理学模型中分析动态细胞行为的现有工具通常是不可访问的或专有的.
- *对内皮管形成和细胞入侵的高通量分析对于药物发现至关重要.
- *非聚焦显微镜是一种广泛使用的成像技术,可以从先进的分析工具中获益.
研究的目的:
- * 开发基于Python的开源软件,用于使用非聚焦显微镜在微生理学模型中自动分析动态细胞行为.
- * 解决可访问工具的缺口,用于对内皮管形成和细胞入侵的高通量分析.
- * 促进快速评估体外药物敏感性.
主要方法:
- *注释了超过1000个癌症和内皮细胞共同培养模型的Z堆.
- * 训练有素的机器学习模型 (ResNet-50,U-Net Xception式) 用于细胞覆盖范围,入侵深度和微血管动态量化.
- * 利用焦点堆叠,高斯混合模型,DisPerSE算法和图形分析来进行全面的特征提取.
主要成果:
- *开发的软件准确地测量了细胞覆盖范围,癌症入侵深度和微血管长度.
- * 达到药物敏感性IC50值,保证值为95%,可与手动计算相比较.
- * 显著减少了图像处理时间,从几周减少到几个小时,证明了高通量能力.
结论:
- * 这个免费的开源软件提供了一个自动化解决方案,用于在微生理学模型中使用非聚焦显微镜量化3D细胞行为.
- *为生物工程界提供了标准共聚焦显微镜和专有软件的多功能替代方案.
- *软件在GitHub上提供,促进可访问性和进一步开发.
