혈액-뇌 장벽을 통한 면역 세포 유출 전체 다단계 과정을 분석할 수 있는 Under-Flow Migration Tracker

Konsep Inti

Under-Flow Migration Tracker 프레임워크는 생리학적 유동 조건 하에서 뇌 미세혈관 내피 세포 단층에 대한 면역 세포의 다단계 유출 과정 전체를 자동으로 분석할 수 있다.

Abstrak

본 연구에서는 Under-Flow Migration Tracker(UFMTrack) 프레임워크를 개발하였다. 이 프레임워크는 생리학적 유동 조건 하에서 1) 1차 마우스 뇌 미세혈관 내피 세포(pMBMEC) 단층에 대한 T 세포의 세그멘테이션 및 추적, 2) T 세포의 다단계 유출 과정(부착, 크롤링, 투과) 분석을 수행한다.
T 세포 세그멘테이션과 투과 영역 예측은 2D+T U-Net 신경망 모델을 사용하여 수행하였다. 유동으로 인한 급격한 T 세포 이동을 고려하는 새로운 추적 알고리즘을 개발하였다. 이를 통해 T 세포의 크롤링, 탐침, 투과, 가속 이동 등 다양한 행동 양상을 정량화할 수 있었다.
UFMTrack은 기존 수동 분석 대비 분석 시간을 5배 단축하면서도 정확도와 객관성을 높였다. 또한 다양한 세포 유형(CD4+ T 세포, CD8+ T 세포, 대식세포, 말초혈액단핵구)과 BBB 모델(마우스, 인간 유래)에 적용 가능함을 보였다. 이를 통해 면역 세포 유출 기전 연구의 확장성과 효율성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

Statistik

T 세포 검출 효율은 90% 이상
CD4+ T 세포의 크롤링 속도는 자극 조건에 따라 유의미한 차이를 보임
CD8+ T 세포의 크롤링 속도 분포는 수동 분석 대비 자동 분석이 더 정확함

Kutipan

"UFMTrack은 기존 수동 분석 대비 분석 시간을 5배 단축하면서도 정확도와 객관성을 높였다."
"UFMTrack은 다양한 세포 유형(CD4+ T 세포, CD8+ T 세포, 대식세포, 말초혈액단핵구)과 BBB 모델(마우스, 인간 유래)에 적용 가능함을 보였다."

Wawasan Utama Disaring Dari

UFMTrack: Under-Flow Migration Tracker enabling analysis of the entire multi-step immune cell extravasation cascade across the blood-brain barrier in microfluidic devices

by Vladymyrov,M... pada www.biorxiv.org 01-06-2023

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.01.04.522827v2

Pertanyaan yang Lebih Dalam

면역 세포 유출 과정에서 세포 분열 이벤트를 고려하는 방법은 무엇일까?

면역 세포 유출 과정에서 세포 분열 이벤트를 고려하기 위해서는 현재 개발된 분석 프레임워크에 새로운 모듈을 추가해야 합니다. 세포 분열은 드물게 발생하지만 중요한 이벤트이므로 이를 식별하고 분석하는 것이 필요합니다. 새로운 모듈은 세포 분열 이벤트를 감지하고 세포 분열 후의 세포들을 식별하고 추적할 수 있어야 합니다. 이를 위해 세포 분열을 감지하는 알고리즘과 세포 분열 후의 세포들을 추적하는 알고리즘을 개발해야 합니다. 또한 세포 분열 이벤트가 발생할 때의 세포 상호작용과 이에 따른 변화를 분석하는 방법을 도입해야 합니다.

세포 유출 과정에서 세포 간 상호작용이 미치는 영향은 어떻게 분석할 수 있을까?

세포 유출 과정에서 세포 간 상호작용이 미치는 영향을 분석하기 위해서는 각 세포의 동적 상호작용을 실시간으로 모니터링하고 분석해야 합니다. 이를 위해 현재 개발된 분석 프레임워크를 사용하여 세포 간 상호작용을 추적하고 각 단계별로 세포의 행동을 분류하고 측정할 수 있습니다. 세포 간 상호작용이 유출 과정에 미치는 영향을 이해하기 위해 각 세포의 이동 속도, 이동 경로, 상호작용 패턴 등을 분석하여 세포 간 상호작용이 유출 과정의 성공에 미치는 영향을 파악할 수 있습니다.

생리학적 유동 조건 하에서 면역 세포의 유출 과정을 실시간으로 모니터링하고 제어할 수 있는 방법은 무엇일까?

생리학적 유동 조건 하에서 면역 세포의 유출 과정을 실시간으로 모니터링하고 제어하기 위해서는 고급 이미징 기술과 자동화된 분석 프레임워크를 활용해야 합니다. 먼저, 면역 세포와 세포 간 상호작용을 실시간으로 관찰할 수 있는 현미경 시스템을 사용하여 세포의 이동과 상호작용을 실시간으로 모니터링합니다. 그런 다음, 개발된 자동화된 분석 프레임워크를 사용하여 이미지 데이터를 실시간으로 처리하고 세포의 행동을 추적하고 분석합니다. 이를 통해 생리학적 유동 조건 하에서 면역 세포의 유출 과정을 실시간으로 모니터링하고 제어할 수 있습니다. 이러한 방법을 통해 면역 세포의 유출 과정을 더 깊이 이해하고 생리학적 조건에서의 세포 상호작용을 연구할 수 있습니다.