高內(nèi)涵在心肌細(xì)胞表型分析中的應(yīng)用

 

心肌細(xì)胞通過(guò)收縮和舒張來(lái)維持心臟的供血功能，處于不同狀態(tài)工作下的細(xì)胞形態(tài)有著很大區(qū)別，此外其形態(tài)也在很大程度上受到血流動(dòng)力、血液成分的影響，因此對(duì)心肌細(xì)胞各種生理、病理狀態(tài)下的形態(tài)學(xué)分析，可以為心血管相關(guān)疾病的發(fā)病機(jī)制、藥物研發(fā)等方面提供非常重要的幫助。

一

在對(duì)多能干細(xì)胞分化成心肌細(xì)胞 (PSC-CM)的研究中，通過(guò)高內(nèi)涵對(duì)不同排列方式培養(yǎng)基質(zhì)（Flat/Random/Align）內(nèi)生長(zhǎng)的心肌細(xì)胞進(jìn)行成像并計(jì)算簡(jiǎn)單形態(tài)學(xué)參數(shù)（細(xì)胞圓度和寬長(zhǎng)比），數(shù)據(jù)結(jié)果顯示不同模式培養(yǎng)的hiPS-CMs形態(tài)存在顯著差異，Align模式的基質(zhì)上的hiPS-CMs呈細(xì)長(zhǎng)棒狀，并沿纖維方向分布，而在其他兩種模式上培養(yǎng)的hiPS-CMs呈不規(guī)則形狀和隨機(jī)分布。

二

在心肌肥大疾�。℉CM）的體外細(xì)胞疾病模型構(gòu)建研究中，使用免疫熒光對(duì)細(xì)胞內(nèi)的病理標(biāo)志物進(jìn)行標(biāo)記和成像，并通過(guò)高內(nèi)涵分析軟件構(gòu)建算法量化：

1）多核細(xì)胞；

2）細(xì)胞肌節(jié)紊亂程度

3）心肌肥大標(biāo)志物BNP的表達(dá)量

從而建立一個(gè)簡(jiǎn)單而直接的體系可用于體外 HCM 表型分析，加快高通量藥物篩選。

多核細(xì)胞定義算法

細(xì)胞肌節(jié)紊亂程度量化計(jì)算

BNP表達(dá)量分析

三

在心力衰竭相關(guān)分子改變的研究中，使用高內(nèi)涵對(duì)基因敲除后的心臟成纖維細(xì)胞進(jìn)行成像，計(jì)算細(xì)胞內(nèi)微管相關(guān)蛋白的熒光強(qiáng)度、STAR形態(tài)學(xué)參數(shù)和Texture紋理參數(shù)，并結(jié)合PhenoLOGIC機(jī)器自學(xué)習(xí)功能，自動(dòng)區(qū)分不同處理組中的成纖維細(xì)胞和活化的肌成纖維細(xì)胞，從而評(píng)估心肌細(xì)胞的成纖維化轉(zhuǎn)化現(xiàn)象與疾病之間的相關(guān)性。

STAR形態(tài)學(xué)參數(shù)，Texture紋理參數(shù)，PhenoLOGIC機(jī)器自學(xué)習(xí)功能相關(guān)介紹可回顧“普通的細(xì)胞核染色，遠(yuǎn)比你看到的要豐富”推送內(nèi)容

參考文獻(xiàn)

1. Li J, Lee JK, Miwa K, et al. Scaffold-Mediated Developmental Effects on Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes Are Preserved After External Support Removal. Front Cell Dev Biol. 2021;9:591754. Published 2021 Feb 15. doi:10.3389/fcell.2021.591754

2. Mosqueira D, Lis-Slimak K, Denning C. High-Throughput Phenotyping Toolkit for Characterizing Cellular Models of Hypertrophic Cardiomyopathy In Vitro. Methods Protoc. 2019;2(4):83. Published 2019 Oct 26. doi:10.3390/mps2040083

3. Chaffin, M., Papangeli, I., Simonson, B. et al. Single-nucleus profiling of human dilated and hypertrophic cardiomyopathy. Nature 608, 174–180 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-04817-8