使用iMaris研究β细胞的全器3D分布案例分析

细胞生物学

此imaris等索曲面渲染显示来自健康的C57BL / 6鼠标（脾瓣）的选项胰腺。植物胰岛素的胰岛素胰岛是假的，以说明IMARIS对交叉参考体积和空间数据的能力。每种颜色对应于具有已知体积和空间X，Y，Z坐标的胰岛。试样约为1.4厘米。

Umeå大学ULF Ahlgren领导的研究人员在瑞典使用具有光学投影断层扫描（OPT）的Imaris软件，以比较糖尿病小鼠胰腺胰腺的β细胞分布与正常小鼠的胰腺癌。新的工作不仅揭示了这些小鼠中的胰腺病理生理学的从未看过，还提供了新的综合记录，这些胰岛素的细胞如何分布在鼠胰腺中。

β细胞分布的3D成像

胰腺是一种混合的内分泌和外分泌腺，在维持血糖稳态中起着枢轴作用。组织进入兰科斯胰岛的内分泌组分，仅构成总胰腺质量的1％至2％，并且在整个腺体中散落。产生胰岛素的β细胞是Langerhans胰岛中最突出的细胞类型。

研究人员对在胰腺中制定更好的β细胞分布的更好的图像，以充分了解糖尿病和代谢应激的动物模型的病理生理学。Although beta cell distribution has been studied using stereological approaches, these methods rely on the extrapolation of two-dimensional data and are, therefore, limited for examining changes in the number of beta-cells in the pancreas, particularly if the changes aren’t the same throughout the organ.

研究人员以前开发了一系列选择性协议，可以在整个完整的啮齿动物胰腺的体积中提取各个分子标记物体的定量数据和空间坐标。将它们的选择与Imaris进行分析结合，允许研究人员在整个器官规模上研究瘦蛋白缺陷（OB / OB）小鼠的β细胞分布。这种表现出肥胖和胰岛素抵抗的鼠标模型被广泛用于研究导致2型糖尿病的代谢紊乱。

“iMaris从我们的选择从我们的选择中提取组合的体积和3D空间信息的能力在许多研究中对我们来说是一个宝贵的资产，”Ahlgren说。“特别是，交叉参考体积和空间数据的可能性使我们能够对我们调查的模型系统中影响某些大小类别的植物中的病例进行详细评估。”

分析光投影断层扫描数据

在获取小鼠Pancreata的Opt图像之后，研究人员通过使用Imaris来定量β细胞体积，以产生细胞的3D异螺段。这表明内部胰岛病变通常在瘦素缺陷的小鼠中形成。然后，研究人员创建了病变的3-D等气面，以量化其体积。

“尽管有数千篇之前的论文描述了这种鼠标模型，但这些病变被忽视了，”Ahlgren说。“使用用imaris创建的3D异度摘要，我们证明这些病变可以构成胰腺中总体胰岛体积的15％。”

一旦他们创建了ISOSurfaces，研究人员将基于其体积和空间X，Y，Z坐标和根据小型，介质和大体积尺寸类别的Pseudolor胰岛β细胞使用Imaris。这允许观察某些类别的胰岛类别，与其大小或空间分布有关的胰腺疾病的影响是胰腺中的糖尿病疾病进展的影响。这种类型的分析将使用现有方法极其具有挑战性。

基于他们的研究结果，研究人员假设在瘦蛋白缺乏小鼠中，高血糖状态增加对胰岛素的需求，这导致血流量增加，血管扩张和改变血管结构。反过来，这导致红细胞/等离子体从胰岛中的血管泄漏。渗透的红细胞然后凝结并形成纤维蛋白网，在胰岛核心内产生病变，其可能影响胰岛功能（科学报告2016）。

综合数据集

研究人员在相关论文中详细说明了它们的断层数据和Imaris文件（科学数据2017）。公布的数据集包括肥胖OB / OB小鼠组中胰腺体积的全部分布，并在4至52周之间的瘦对照。还包括有关各个胰岛β单元卷的信息，包括它们的三维坐标和形状。

“这些新的数据集包括鼠标中β细胞质量分布的最全面的公共记录，”Ahlgren说。“他们可以作为规划各种体内或离体实验的强大参考，包括计算建模和统计分析，涉及啮齿动物胰腺。”

据研究人员介绍，数据集还提供了一种强大的工具，用于通过在β细胞分布的内部和依义 - 侧卵叶内缩小来规划立体学抽样评估。

调查报告：parween。S.，Kostromina，E.，Nord，C.，Eriksson，M.，Lindström，P.，Ahlgrgren，U. 2016. ob / ob小鼠中β细胞大规模膨胀中的胰岛内病变和小叶变化完整胰腺的成像。科学报告6，物品编号：34885。

Parween，S.，Eriksson，M.，Nord，C.，Kostromina，E.＆Ahlgren，U. 2017.瘦毒性胰腺β细胞分布的空间和定量数据集。科学数据4，物品编号：170031。