빠른 크로스

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 11623(2022) 이 기사 인용

1079 액세스

1 인용

측정항목 세부정보

여러 단백질 발현 및 조직 형태 패턴의 공동 분석은 질병 진단, 치료 계획 및 약물 개발에 중요하며 여러 면역조직화학 및 조직병리학 슬라이드의 교차 염색 정렬이 필요합니다. 그러나 단일 셀 정밀도로 거대한 기가픽셀 전체 슬라이드 이미지(WSI)의 교차 염색 정렬은 어렵습니다. WSI의 거대한 데이터 차원 외에도 슬라이드 준비로 인한 형태학적 변형과 함께 다양한 염색에 걸쳐 세포 모양과 조직 형태에 큰 변화가 있습니다. 본 연구의 목표는 조직병리학적 및 면역조직화학적 현미경 슬라이드의 기가픽셀 WSI의 교차 염색 정렬을 위한 이미지 등록 프레임워크를 구축하고 임상 적용성을 평가하는 것입니다. 저자가 아는 한, 이는 40× 및 20× 대물렌즈 배율로 WSI의 실시간 완전 자동 교차 염색 정렬을 수행한 최초의 연구입니다. 제안된 WSI 등록 프레임워크는 신속한 글로벌 이미지 등록 모듈, 실시간 대화형 시야(FOV) 위치 파악 모델 및 실시간 전파 다단계 이미지 등록 모듈로 구성됩니다. 본 연구에서 제안된 방법은 43개의 헤마톡실린 및 에오신(H&E) WSI와 43개의 면역조직화학(IHC) CK(AE1/ AE3) WSI, 그리고 30개의 H&E WSI, 30개의 IHC CK18 WSI 및 30개의 IHC HMCK WSI를 포함하는 삼중 염색 전립선암 데이터 세트. 평가에서는 정합 정확도뿐만 아니라 계산 시간도 기준으로 정합 성능을 측정합니다. 결과는 제안된 방법이 삼중 염색 전립선암 데이터 세트에 대해 각각 0.833 ± 0.0674, 이중 염색 유방암 데이터 세트에 대해 0.931 ± 0.0455의 높은 정확도를 달성했으며, WSI 등록당 평균 4.34초 밖에 걸리지 않음을 보여줍니다. 또한, 30.23%의 데이터에 대해 제안하는 방법은 WSI 등록에 1초 미만이 소요된다. 벤치마크 방법과 비교하여 제안된 방법은 등록 정확도 및 계산 시간에서 우수한 성능을 보여 의사가 임상 실습에서 암 조직을 식별하고 암 단계를 결정하는 데 도움을 줄 수 있는 큰 잠재력을 가지고 있습니다.

다중 모드 분자 및 세포 상호 작용, 종양 성장 및 조직 형태의 모니터링은 암 진단, 약물 개발 및 생물학적 연구에 중요하며 일반적으로 다양한 염색이 적용된 여러 개의 현미경 슬라이드를 동시에 분석하여 수행됩니다. 이는 세포 형태를 평가하기 위한 헤마톡실린 및 에오신(H&E) 슬라이드와 단일 세포 현미경 해상도에서 다양한 단백질 발현 패턴을 함께 모니터링하기 위한 다중 면역조직화학(IHC) 슬라이드의 공동 분석입니다1. 실제로 H&E 염색은 조직 형태를 분석하기 위한 표준으로 채택됩니다. 한편, IHC 염색은 암 조직에서 발견되는 세포와 같은 비정상 세포의 진단에서 항원, 즉 단백질을 검출하는 데 널리 활용되어 생물학자 및 의사가 생물학적 조직의 여러 부분에서 단백질의 분포를 관찰할 수 있게 해줍니다. 신경과학에서 IHC를 통해 과학자들은 특정 뇌 구조 내의 단백질 발현을 면밀히 검사할 수 있습니다2,3,4. 약물 개발에서 IHC는 특정 단백질 발현을 모니터링하고 질병 표적의 활성 수준을 분석하여 약물 효능을 테스트하는 데 적용되었습니다5,6. 임상 진단에서 종양 표지자 및 IHC 도구에 대한 지식을 바탕으로 의료 전문가와 과학자는 종양을 양성 또는 악성으로 진단하고, 암 단계를 결정하고, 전이 부위를 찾기 위해 세포 유형과 전이 기원을 식별할 수 있습니다. 원발성 종양.