JP4355832B2 - コメットアッセイ解析方法およびコメットアッセイ画像解析装置およびコメットアッセイ解析装置 - Google Patents
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Description
コメットアッセイ法は、遺伝毒性物質の検出、抗酸化成分や環境汚染物質の定量および放射線の影響の評価に公知の評価方法として用いられている。単一細胞ゲル電気泳動法とも呼ばれ、DNAの損傷度合いを評価するために、遺伝毒性物質など上記評価する物質や影響度を評価する放射線などのストレスを(以下被検体という)、特定の単離した細胞に接触あるいは暴露した後、その細胞をアガースゲル中に封入して、細胞膜および核酸を溶解した後、電気泳動を行う。そして、その標本をDNAと反応することによって蛍光発光する蛍光染色試薬で染色し、蛍光染色試薬に対応した励起光を照射することで、蛍光発光させ、その波長に対応した光を蛍光顕微鏡などで観察することによって、DNA損傷の影響を確認することができる。また、その蛍光発光した光をCCDなどで画像して撮影すると、DNAの損傷が生じた核から断片化したゲノムDNAがすい星(コメット)のように尾を引くように泳動するため、すい星状の所謂コメット画像を得ることができ、そのコメット画像から各種指標を算出して、被検体の細胞に対する影響度などを評価することができる。
面積比および高輝度部分の個数で1つの細胞のコメット画像であるかを判断することで、従来、人の目視で判断していたものをなくすことができるため、得られた複数のコメット画像1から、市販あるいは公知の画像処理ソフトあるいはそのソフトを搭載した装置で、簡単におよび自動的にコメットアッセイの各評価指標を算出することができる。その処理フローであるコメット画像判断工程6の処理フローの一例を図4に示す。
こともできるが、ピントなどの撮像状態により、コントラストが低い画像などがあるため、得られたコメット画像1から個数を実験条件毎に決めても良い。また、高輝度図形の個数だけでなく、フローには示していないが、高輝度図形の形状特徴量である外接長方形図形面積比、複雑度、円形度、モーメント特徴量や包絡線などを用いて更に厳密に1つの細胞のコメット画像1である判断するための数式や論理を用いても良い。高輝度判断工程9としては、上記フローにしたがってプログラムされたマイコンによる処理工程などがある。
2 ヘッド画像
3 テール画像
4 外接長方形
5 高輝度部分
6 コメット画像判断工程
7 コメット画像判断手段
8 面積比判断工程
9 高輝度判断工程
10 ヘッド画像抽出手段
11 ヘッド重心算出手段
12 テール画像抽出手段
13 テール重心算出手段
14 評価指標算出手段
15 光源
16 励起光分光フィルタ
17 検査台
18 台座
19 標本
20 プリズム
21 レンズ
22 受光分光フィルタ
23 光電変換素子
24 撮影部
25 パソコン
Claims (9)
- コメットアッセイ法によって作成した標本の画像から、DNA損傷の度合いを評価するための各評価指標を算出するコメットアッセイ解析方法において、1つまたは複数のコメット画像を含んだ前記画像の中から1つの細胞からなるコメット画像であると判断するコメット画像判断工程を含み、前記コメット画像判断工程は、前記コメット画像の形状から形状特徴量を算出してその形状特徴量から1つの細胞のコメット画像と判断する工程と、前記コメット画像の相対的な高輝度部分を求めその高輝度部分の個数が1つであれば1つの細胞のコメット画像と判断する高輝度判断工程を備え、前記両工程により1つの細胞のコメット画像と判断することを特徴としたコメットアッセイ解析方法。
- コメットアッセイ法によって作成した標本の画像から、DNA損傷の度合いを評価するための各評価指標を算出するコメットアッセイ解析方法において、1つまたは複数のコメット画像を含んだ前記画像の中から1つの細胞からなるコメット画像であると判断するコメット画像判断工程を含み、前記コメット画像判断工程は、前記コメット画像に対して外接長方形を求め前記コメット画像の面積と前記外接長方形の面積から面積比を求め前記面積比が所定の範囲であるときに1つの細胞のコメット画像と判断する面積比判断工程と前記コメット画像の相対的な高輝度部分を求めその高輝度部分の個数が1つであれば1つの細胞のコメット画像と判断する高輝度判断工程の両方を備え、前記両工程により1つの細胞のコメット画像と判断することを特徴としたコメットアッセイ解析方法。
- 高輝度判断工程は高輝度部分の形状特徴量から1つの細胞のコメット画像と判断することを併用することを特徴とした請求項1または2記載のコメットアッセイ解析方法。
- コメットアッセイ法によって作成した標本の画像から、DNA損傷の度合いを評価するための各評価指標を算出するコメット画像のコメットアッセイ画像解析装置において、請求項1乃至3のいずれかに記載のコメット画像判断工程によって1つの細胞と判断したコメット画像に対して、元の核の部分であるヘッド画像を抽出するヘッド画像抽出手段と損傷を受けて流れたDNAの部分であるテール画像を抽出するテール画像抽出手段と抽出したヘッド画像の画像の濃淡から重心を算出するヘッド重心算出手段と抽出したテール画像の濃淡から重心を算出するテール重心算出手段と算出したヘッド画像の重心とテール画像の重心からコメットアッセイの各評価指標を算出する評価指標算出手段とを備えたコメットアッセイ画像解析装置。
- 請求項1乃至3のいずれかに記載のコメットアッセイ解析方法を行うための装置であって、コメットアッセイ法で作成した標本を蛍光染色試薬で染色し、前記蛍光染色試薬の励起波長に対応した光源と、前記蛍光染色試薬の蛍光波長に対応した光を受光する撮影部と、1つの細胞のコメット画像であるかを判断するコメット画像判断手段と前記ヘッド画像抽出手段と前記テール画像抽出手段と前記ヘッド重心算出手段と前記テール重心算出手段と前記評価指標算出手段とを備えた画像処理部とを備えたコメットアッセイ解析装置。
- 前記コメット画像判断手段が面積比判断工程および高輝度判断工程であることを特徴とした請求項5記載のコメットアッセイ解析装置。
- 前記面積比判断工程および前記高輝度判断工程において、面積比および/または高輝度部分の輝度値および/または形状特徴量の設定を任意に可変できることを特徴とした請求項6記載のコメットアッセイ解析装置。
- 2本鎖DNAと反応して蛍光発光する蛍光染色試薬とした請求項5〜7いずれか記載のコメットアッセイ解析装置。
- 400nm以上の励起波長に対応した前記蛍光染色試薬と光源であることを特徴とした請求項5〜8いずれか記載のコメットアッセイ解析装置。
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