JP7343215B2 - 生物学的試料の大規模な多重の空間分解データをクラスタリングする方法及びコンピュータプログラム - Google Patents
生物学的試料の大規模な多重の空間分解データをクラスタリングする方法及びコンピュータプログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP7343215B2 JP7343215B2 JP2021500193A JP2021500193A JP7343215B2 JP 7343215 B2 JP7343215 B2 JP 7343215B2 JP 2021500193 A JP2021500193 A JP 2021500193A JP 2021500193 A JP2021500193 A JP 2021500193A JP 7343215 B2 JP7343215 B2 JP 7343215B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cluster
- images
- image
- pixel
- clusters
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 88
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 title claims description 51
- 238000004590 computer program Methods 0.000 title claims description 12
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 30
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 18
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 15
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 14
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 claims description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 11
- 238000007636 ensemble learning method Methods 0.000 claims description 10
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 7
- 230000027455 binding Effects 0.000 claims description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 5
- 238000010828 elution Methods 0.000 claims description 3
- 239000012149 elution buffer Substances 0.000 claims description 3
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000011176 pooling Methods 0.000 claims description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 74
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 15
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 10
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 8
- 230000022131 cell cycle Effects 0.000 description 6
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 6
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 6
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 5
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 5
- 108010026552 Proteome Proteins 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 4
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 4
- 230000001086 cytosolic effect Effects 0.000 description 4
- 238000010569 immunofluorescence imaging Methods 0.000 description 4
- 230000001537 neural effect Effects 0.000 description 4
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 4
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000003064 k means clustering Methods 0.000 description 3
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000007637 random forest analysis Methods 0.000 description 3
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 3
- 230000010190 G1 phase Effects 0.000 description 2
- 230000010337 G2 phase Effects 0.000 description 2
- 108010003723 Single-Domain Antibodies Proteins 0.000 description 2
- 208000034188 Stiff person spectrum disease Diseases 0.000 description 2
- 229920010524 Syndiotactic polystyrene Polymers 0.000 description 2
- -1 and p (X Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 2
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 2
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 2
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 2
- 238000002224 dissection Methods 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 208000012112 ischiocoxopodopatellar syndrome Diseases 0.000 description 2
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 2
- 210000003470 mitochondria Anatomy 0.000 description 2
- 230000009871 nonspecific binding Effects 0.000 description 2
- 210000003463 organelle Anatomy 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 238000004393 prognosis Methods 0.000 description 2
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 2
- 230000008521 reorganization Effects 0.000 description 2
- 230000001846 repelling effect Effects 0.000 description 2
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 2
- 238000002490 spark plasma sintering Methods 0.000 description 2
- 210000000952 spleen Anatomy 0.000 description 2
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 2
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 2
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 2
- 102100020973 ATP-binding cassette sub-family D member 3 Human genes 0.000 description 1
- 241001270131 Agaricus moelleri Species 0.000 description 1
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 102000006303 Chaperonin 60 Human genes 0.000 description 1
- 108010058432 Chaperonin 60 Proteins 0.000 description 1
- 108010060385 Cyclin B1 Proteins 0.000 description 1
- 102000003909 Cyclin E Human genes 0.000 description 1
- 108090000257 Cyclin E Proteins 0.000 description 1
- 102100032340 G2/mitotic-specific cyclin-B1 Human genes 0.000 description 1
- 108090000288 Glycoproteins Proteins 0.000 description 1
- 102000003886 Glycoproteins Human genes 0.000 description 1
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 101000783770 Homo sapiens ATP-binding cassette sub-family D member 3 Proteins 0.000 description 1
- 101001117010 Homo sapiens Pericentrin Proteins 0.000 description 1
- 101000837849 Homo sapiens Trans-Golgi network integral membrane protein 2 Proteins 0.000 description 1
- 108060003951 Immunoglobulin Proteins 0.000 description 1
- 108010021625 Immunoglobulin Fragments Proteins 0.000 description 1
- 102000008394 Immunoglobulin Fragments Human genes 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 101710135898 Myc proto-oncogene protein Proteins 0.000 description 1
- 102100038895 Myc proto-oncogene protein Human genes 0.000 description 1
- 102100024315 Pericentrin Human genes 0.000 description 1
- 101710192597 Protein map Proteins 0.000 description 1
- 102100028621 Trans-Golgi network integral membrane protein 2 Human genes 0.000 description 1
- 102000040945 Transcription factor Human genes 0.000 description 1
- 108091023040 Transcription factor Proteins 0.000 description 1
- 101710150448 Transcriptional regulator Myc Proteins 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 210000004102 animal cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000002981 blocking agent Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 1
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 description 1
- 210000003793 centrosome Anatomy 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000003436 cytoskeletal effect Effects 0.000 description 1
- 238000011157 data evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000799 fluorescence microscopy Methods 0.000 description 1
- 210000002288 golgi apparatus Anatomy 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 102000018358 immunoglobulin Human genes 0.000 description 1
- 210000005061 intracellular organelle Anatomy 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000002438 mitochondrial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 210000002569 neuron Anatomy 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 238000012634 optical imaging Methods 0.000 description 1
- 230000000858 peroxisomal effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000007781 signaling event Effects 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000002759 z-score normalization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V20/00—Scenes; Scene-specific elements
- G06V20/60—Type of objects
- G06V20/69—Microscopic objects, e.g. biological cells or cellular parts
- G06V20/695—Preprocessing, e.g. image segmentation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/30—Staining; Impregnating ; Fixation; Dehydration; Multistep processes for preparing samples of tissue, cell or nucleic acid material and the like for analysis
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F18/00—Pattern recognition
- G06F18/20—Analysing
- G06F18/23—Clustering techniques
- G06F18/232—Non-hierarchical techniques
- G06F18/2323—Non-hierarchical techniques based on graph theory, e.g. minimum spanning trees [MST] or graph cuts
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
- G06V10/70—Arrangements for image or video recognition or understanding using pattern recognition or machine learning
- G06V10/762—Arrangements for image or video recognition or understanding using pattern recognition or machine learning using clustering, e.g. of similar faces in social networks
- G06V10/7635—Arrangements for image or video recognition or understanding using pattern recognition or machine learning using clustering, e.g. of similar faces in social networks based on graphs, e.g. graph cuts or spectral clustering
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F18/00—Pattern recognition
- G06F18/20—Analysing
- G06F18/21—Design or setup of recognition systems or techniques; Extraction of features in feature space; Blind source separation
- G06F18/213—Feature extraction, e.g. by transforming the feature space; Summarisation; Mappings, e.g. subspace methods
- G06F18/2137—Feature extraction, e.g. by transforming the feature space; Summarisation; Mappings, e.g. subspace methods based on criteria of topology preservation, e.g. multidimensional scaling or self-organising maps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Evolutionary Biology (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Discrete Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Image Processing (AREA)
Description
a)複数の画像を登録するステップであり、前記画像はそれぞれ、生物学的試料の画像ピクセル又はボクセルから構成され、前記複数の画像は、例えば、所定の染色剤で標識化され、標的化される生物学的試料の異なる実在物を有する画像から構成される、前記ステップ;
b)前記複数の特に登録された画像において空間的に対応する画像ピクセルを決定し、かつ特に、前記空間的に対応する画像ピクセルに、画像の座標を割り当てるステップ;
c)例えば、前記空間的に対応する画像ピクセルをピクセルプロファイルに結び付けることによって関連付けるステップであり、各ピクセルプロファイルは、前記空間的に対応するピクセルのピクセル値から構成され、前記ピクセルプロファイルは、前記空間的に対応するピクセルのそれぞれの画像の座標に関連付けられる、前記ステップ;
d)プール化、特に、類似の値を有する特に類似のピクセルプロファイルを決定するように構成されたクラスタリング方法によってピクセルプロファイルをグループ化して、それにより、類似のピクセル値を有するピクセルプロファイルをそれぞれ含む複数のクラスタを生成するステップ;
e)各クラスタについて、特に単一のクラスタ値を、前記クラスタが構成するピクセルプロファイルの画像の座標に割り当て、それにより、前記空間的に対応する画像ピクセルの画像の座標を有するクラスタピクセルを有するクラスタ画像を生成するステップ;
f)特に、クラスタ画像をディスプレイデバイス上に、又はディスプレイデバイスを使用して表示するステップ。
i)前記クラスタ画像における各クラスタピクセルについて、前記クラスタ画像における特に直接的に隣接するクラスタピクセルのクラスタ値は、複数のクラスタ値のペアを提供するように決定され、それにより、各クラスタ値のペアについて、隣接の確率が決定されるステップ;
ii)少なくとも1つの無作為化されたクラスタ画像を生成するステップであり、前記少なくとも1つの無作為化されたクラスタ画像におけるクラスタピクセルの画像の座標は、無作為に交換される、前記ステップ、
iii)前記少なくとも1つの無作為化されたクラスタ画像における各クラスタピクセルについて、前記無作為化されたクラスタ画像における特に直接的に隣接するクラスタピクセルのクラスタ値が決定され、それにより、各クラスタ値のペアについて、無作為な隣接の確率が決定され、無作為な隣接の確率は、無作為化されたクラスタ画像の全てについて決定されるステップ;
iv)隣接の確率と無作為な隣接の確率との間の差などの偏差を計算することによって、調整された隣接の確率を決定するステップ;
v)相互作用マップを生成する、特にディスプレイするステップであり、クラスタが互いに距離を置いて配置され、この距離が、調整された隣接の確率の絶対値を示す、前記ステップ。
- アンサンブル学習法、特にランダムフォレストクラスタリング又はk平均(k-mean)クラスタリング、及び/又は
- 人工ニューラルネットワーク、特に成長ニューラルガス(growing neural gas)又は自己組織化マップ法、及び/又は
- フェノグラフなどのグラフベースの方法、
を実行し、クラスタを決定する。
- アンサンブル学習法、特にランダムフォレストクラスタリング又はk平均クラスタリング、及び/又は
- -人工ニューラルネットワーク、特に成長ニューラルガス又は自己組織化マップ法、
を実行し、及び/又は前記クラスタリング方法は、第2のステップにおいて:
- アンサンブル学習法、特にランダムフォレストクラスタリング又はk平均クラスタリング、及び/又は
- 人工ニューラルネットワーク、特に成長ニューラルガス又は自己組織化マップ法、及び/又は
- フェノグラフなどのグラフベースの方法、
を実行し、前記第2のステップのアンサンブル学習法、人工ニューラルネットワーク及び/又はグラフベースの方法は、前記第1のステップのアンサンブル学習法及び/又は人工ニューラルネットワーク、特に自己組織化マップの結果をさらに処理して、クラスタを決定する。
- 生体試料を染色剤で標識化するステップであり、前記染色剤が特に第1の抗体に結合しており、前記染色剤が特に蛍光色素である、前記ステップ、
- ブロッキング緩衝液を使用して生物学的試料の非特異的結合部位をブロッキングするステップであり、生物学的試料の前記非特異的結合部位が前記ブロッキング緩衝液を含むブロッキング剤によって覆われる、前記ステップ、
- イメージング緩衝液において、試料からの複数の画像のうちの少なくとも1つの画像を取得するステップ、
- 溶出緩衝液を用いて、生物学的試料から染色剤を溶出させるステップ。
- 疎水性結合部位に非特異的に結合可能なブロッキング化合物、スルフヒドリル反応性化合物、及び緩衝成分を含むブロッキング緩衝液;
- チオール含有化合物を含み、pHが7.2~7.6のイメージング緩衝液;
- 還元剤、水素結合を破壊する少なくとも1つの化合物、緩衝成分を含み、pHが4未満(<4)の溶出緩衝液、
を含む。
本発明者らは、細胞周期の異なる段階におけるMCUの存在度及び細胞間の空間的相互作用を比較した(図2A、B)。予想のとおり、細胞周期マーカーを含有するMCUは強い違いを示した。サイクリンB1(MCU17)について富化された細胞質のMCUは、G2の細胞にはるかに多く存在し、一方、サイクリンE(MCU20)について富化された核内のMCUは、G1の細胞にはるかに多く存在している。これはまた、c-Myc、ホスホ4EBp1、及びYAPの特定の組み合わせを含有し、G2の細胞においてより多く存在する他の核のMCU(MCU9、10、及び13)を同定する。同様に、それはホスホS6が富化される細胞質のMCU(MCU3及び29)は、G2の細胞においてより多く存在すると同定する。これは、シグナル伝達活性及び転写因子へのその下流の影響が細胞周期(34~37)に適応していることを反映している。印象的なことに、これはまた、数ピクセルをカバーする8個のMCUによってのみ表される単一の細胞の間の重要な機能的な違いであるゴルジ複合体マーカー(38)(TGN46、GM130)(MCU27)の存在度の同時に起こる増加と同様に、G2におけるセントロソーム(PCNT)の重複を正確に同定した。これらすべてのMCUを特定の単一細胞においてハイライト表示することで、その精度及び感度を強調する。本発明者らは、低又は高の局所細胞密集を経験する単一細胞を比較した場合(図2C、D)、様々な細胞内位置にある複数の内細胞小器官のマーカーを含有するMCU(MCU12、14、15、19、22、37)が、高い密集を経験する細胞ではより多く存在することが観察された。対照的に、ミトコンドリア(HSP60)及びペルオキシソーム(ABCD3)のマーカーを含有するMCU(MCU6、16、25、28、29)は、低い密集を経験する細胞においてより多く存在する。このことは、異化と生合成とに関与する小器官の単一細胞が成長するために利用可能な空間への全域的な逆適応を示している。
[1]P.J.Thulら、「A subcellular map of the human proteome」Science 356、(2017)
[2]Levine,Jacob H.ら、「Data-Driven Phenotypic Dissection of AML Reveals Progenitor-like Cells that Correlate with Prognosis」Cell,Volume 162、Issue 1、184~197、doi:10.1016/j.cell.2015.05.047
Claims (16)
- 生物学的試料の多重画像データを処理する方法であって、前記方法は、以下のステップ:
a)生物学的試料の複数の画像を登録するステップであり、前記複数の画像は、所定の染色剤で標的化される前記生物学的試料の異なる存在物を有する画像から構成される、前記ステップ;
b)前記登録された複数の画像において、空間的に対応する画像ピクセルを決定するステップ;
c)前記空間的に対応する画像ピクセルをピクセルプロファイルに関連付けるステップであり、各ピクセルプロファイルは、前記空間的に対応するピクセルのピクセル値を含み、前記ピクセルプロファイルは、前記空間的に対応するピクセルのそれぞれの画像の座標に関連付けられる、前記ステップ;
d)類似の値を有するピクセルプロファイルを決定するように構成されたクラスタリング方法によって前記ピクセルプロファイルをプール化し、それにより類似のピクセル値を有するピクセルプロファイルをそれぞれ含む複数のクラスタを生成するステップ;
e)各クラスタについて、クラスタ値を前記クラスタに含まれるピクセルプロファイルの画像の座標に割り当て、それによりクラスタピクセルを有するクラスタ画像を生成するステップ、
を含み、
i)前記クラスタ画像における各クラスタピクセルについて、前記クラスタ画像における隣接するクラスタピクセルのクラスタ値が決定され、それによって各クラスタ値のペアについて隣接の確率が決定されること;
ii)少なくとも1つの無作為化されたクラスタ画像を生成することであり、前記少なくとも1つの無作為化されたクラスタ画像における前記クラスタピクセルの画像の座標は、無作為に交換されること;
iii)前記少なくとも1つの無作為化されたクラスタ画像における各クラスタピクセルについて、前記無作為化されたクラスタ画像における隣接するクラスタピクセルの前記クラスタ値が決定され、それにより各クラスタ値のペアについて、無作為な隣接の確率が決定されることであり、前記無作為な隣接の確率は、無作為化されたクラスタ画像の全てに対して決定されること;
iv)前記隣接の確率と前記無作為な隣接の確率との間の偏差を計算することによって、調整された隣接の確率を決定すること;
を含む、前記方法。 - v)相互作用マップを生成することであり、クラスタは、互いに距離を置いて配置され、距離は、前記調整された隣接の確率の絶対値を示すこと、
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記相互作用マップにおける各クラスタが幾何学的形状として表示され、前記幾何学的形状のサイズは、他のクラスタの発生に対するクラスタの相対的な発生を示し、及び/又は前記幾何学的形状は線で結ばれ、負の調整された確率は、第1の線の色で反映され、正の調整された確率は、第2の線の色で反映される、請求項2に記載の方法。
- 前記クラスタは、分散確率的隣接埋め込み(tSNE)法の次元削減法によって相互作用マップに配置される、請求項2又は3に記載の方法。
- 前記複数の画像は、第1の画像のセット及び第2の画像のセットを含み、前記第1の画像のセットは、対照条件の第1の実験条件下での生物学的試料の画像を含む、又はそれからなり、かつ前記第2の画像のセットは、第2の実験条件下での生物学的試料の画像を含む、又はそれからなり、前記第1の画像のセット及び前記第2の画像のセットは、同じ染色で標的化された生物学的試料の同じ存在物を有する生物学的試料から登録される対応する画像を含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記クラスタの相対的な発生は、前記第1の画像のセット及び前記第2の画像のセットから決定され、幾何学的形状の色は、前記クラスタの相対的な発生が前記第1の実験条件と比較して前記第2の実験条件の下でより小さくなったかどうか、又はより大きくなったかどうかを示す、請求項3を引用する請求項5に記載の方法。
- 前記クラスタリング方法は、アンサンブル学習法、及び/又は人工ニューラルネットワーク、及び/又はフェノグラフのグラフベースの方法を実行し、クラスタを決定する、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記クラスタリング方法は、第1のステップにおいて、アンサンブル学習法、及び/又は人工ニューラルネットワークを実行し、及び/又は前記クラスタリング方法は、第2のステップにおいて、アンサンブル学習法、及び/又は人工ニューラルネットワーク、及び/又はフェノグラフのグラフベースの方法を実行し、前記第2のステップの前記アンサンブル学習法、前記人工ニューラルネットワーク及び/又は前記グラフベースの方法は、前記第1のステップのアンサンブル学習法及び/又は人工ニューラルネットワークの結果をさらに処理して、クラスタを決定する、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1のステップでは、2~2000個のクラスタを含む、又は生成する、請求項8に記載の方法。
- 前記生物学的試料は、複数の生物学的細胞を含む、請求項1~9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数の画像は、少なくとも5種の異なる染色剤で標的化される生物学的試料から構成される、請求項1~10のいずれか一項に記載の方法。
- 3次元画像データは、前記試料から取得され、画像ピクセルは、ボクセルである、請求項1~11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記生物学的試料は、対象から得られる単一の細胞のみからなる、又は前記生物学的試料は対象から得られる組織試料である、請求項1~12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ピクセルプロファイルは、少なくとも20個のクラスタにプール化される、請求項1~13のいずれか一項に記載の方法。
- - 疎水性結合部位に非特異的に結合することができるブロッキング化合物、スルフヒドリル反応性化合物及び緩衝成分を含むブロッキング緩衝液;
- チオール含有化合物を含み、かつpHが7.2~7.6の間であるイメージング緩衝液;
- 還元剤、水素結合を破壊する少なくとも1つの化合物、緩衝成分を含み、かつpHが4より低い(<4)溶出緩衝液;
を含む緩衝液のセットが、生物学的試料のブロッキング及びイメージングのために、並びに染色剤の溶出のために、複数の画像を生成する後段のイメージングステップの間に使用される、請求項1に記載の方法。 - プログラムがコンピュータによって実行される場合に、請求項1に記載の方法をコンピュータに実行させる命令を含むコンピュータプログラム。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP18182243.8 | 2018-07-06 | ||
EP18182243 | 2018-07-06 | ||
EP19154219.0A EP3591574A3 (en) | 2018-07-06 | 2019-01-29 | Method and computer program for clustering large multiplexed spatially resolved data of a biological sample |
EP19154219.0 | 2019-01-29 | ||
PCT/EP2019/068181 WO2020008071A1 (en) | 2018-07-06 | 2019-07-05 | Method and computer program for clustering large multiplexed spatially resolved data of a biological sample |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021529964A JP2021529964A (ja) | 2021-11-04 |
JP7343215B2 true JP7343215B2 (ja) | 2023-09-12 |
Family
ID=62947935
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021500193A Active JP7343215B2 (ja) | 2018-07-06 | 2019-07-05 | 生物学的試料の大規模な多重の空間分解データをクラスタリングする方法及びコンピュータプログラム |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11989959B2 (ja) |
EP (2) | EP3591574A3 (ja) |
JP (1) | JP7343215B2 (ja) |
WO (1) | WO2020008071A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11846702B2 (en) * | 2019-07-18 | 2023-12-19 | Nec Corporation | Image processing device and image processing method |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016201186A1 (en) | 2015-06-11 | 2016-12-15 | University Of Pittsburgh-Of The Commonwealth System Of Higher Education | Systems and methods for finding regions of interest in hematoxylin and eosin (h&e) stained tissue images and quantifying intratumor cellular spatial heterogeneity in multiplexed/hyperplexed fluorescence tissue images |
JP2018509591A (ja) | 2014-12-03 | 2018-04-05 | ベンタナ メディカル システムズ, インコーポレイテッ | 不均一なバイオマーカー分布を定量的に分析するための方法、システム及び装置 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7035740B2 (en) * | 2004-03-24 | 2006-04-25 | Illumina, Inc. | Artificial intelligence and global normalization methods for genotyping |
US8335360B2 (en) * | 2007-05-14 | 2012-12-18 | Historx, Inc. | Compartment segregation by pixel characterization using image data clustering |
US10619195B2 (en) * | 2010-04-06 | 2020-04-14 | Massachusetts Institute Of Technology | Gene-expression profiling with reduced numbers of transcript measurements |
CN103703015B (zh) * | 2011-08-25 | 2019-07-05 | 霍夫曼-拉罗奇有限公司 | 阳离子和阴离子交换层析法 |
WO2013192351A1 (en) * | 2012-06-20 | 2013-12-27 | Bio-Rad Laboratories, Inc. | Stabilized droplets for calibration and testing |
CN109526227A (zh) * | 2016-01-25 | 2019-03-26 | 生物辐射欧洲有限公司 | 数字微生物学 |
US10948484B2 (en) * | 2016-04-11 | 2021-03-16 | Veravas, Inc. | Sample depletion and enrichment to improve the quality of diagnostic test results |
US11198118B2 (en) * | 2017-03-29 | 2021-12-14 | Princeton Biochemicals, Inc. | Integrated modular unit containing one or more analyte concentrator-microreactor devices to be coupled to a cartridge-cassette and methods of operation |
US10423820B2 (en) * | 2017-09-13 | 2019-09-24 | General Electric Company | Systems and methods for automatic generation of training sets for machine interpretation of images |
EP4038546A1 (en) * | 2019-10-01 | 2022-08-10 | 10X Genomics, Inc. | Systems and methods for identifying morphological patterns in tissue samples |
EP4285321A1 (en) * | 2021-02-01 | 2023-12-06 | Pathai, Inc. | Systems and methods for classifying biomedical image data using a graph neural network |
-
2019
- 2019-01-29 EP EP19154219.0A patent/EP3591574A3/en not_active Withdrawn
- 2019-07-05 JP JP2021500193A patent/JP7343215B2/ja active Active
- 2019-07-05 WO PCT/EP2019/068181 patent/WO2020008071A1/en unknown
- 2019-07-05 US US17/257,959 patent/US11989959B2/en active Active
- 2019-07-05 EP EP19739236.8A patent/EP3818470A1/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018509591A (ja) | 2014-12-03 | 2018-04-05 | ベンタナ メディカル システムズ, インコーポレイテッ | 不均一なバイオマーカー分布を定量的に分析するための方法、システム及び装置 |
WO2016201186A1 (en) | 2015-06-11 | 2016-12-15 | University Of Pittsburgh-Of The Commonwealth System Of Higher Education | Systems and methods for finding regions of interest in hematoxylin and eosin (h&e) stained tissue images and quantifying intratumor cellular spatial heterogeneity in multiplexed/hyperplexed fluorescence tissue images |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Michael J. Gerdes et al,Highly multiplexed single-cell analysis of formalin-fixed, paraffin-embedded cancer tissue,PNAS,2013年07月16日,vol.110, no.29,pp.11982-11987,& Supporting Information pp.1-15 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021529964A (ja) | 2021-11-04 |
EP3818470A1 (en) | 2021-05-12 |
EP3591574A3 (en) | 2020-01-15 |
EP3591574A2 (en) | 2020-01-08 |
US11989959B2 (en) | 2024-05-21 |
WO2020008071A1 (en) | 2020-01-09 |
US20210224510A1 (en) | 2021-07-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20200279125A1 (en) | Systems and methods for finding regions of interest in hematoxylin and eosin (h&e) stained tissue images and quantifying intratumor cellular spatial heterogeneity in multiplexed/hyperplexed fluorescence tissue images | |
JP5602717B2 (ja) | 高密度細胞集団の自動セグメンテーション方法およびシステム | |
EP1922695B1 (en) | Method of, and apparatus and computer software for, performing image processing | |
CN105122308B (zh) | 用于使用连续染色组织上的单细胞划分的多路生物标志定量的系统和方法 | |
JP2021503666A (ja) | 単一チャネル全細胞セグメンテーションのためのシステム及び方法 | |
Megjhani et al. | Population-scale three-dimensional reconstruction and quantitative profiling of microglia arbors | |
US20200300763A1 (en) | Methods for analysis of single molecule localization microscopy to define molecular architecture | |
WO2017109860A1 (ja) | 画像処理装置 | |
Lehmussola et al. | Synthetic images of high-throughput microscopy for validation of image analysis methods | |
Kittisopikul et al. | Quantitative analysis of nuclear lamins imaged by super-resolution light microscopy | |
JP7343215B2 (ja) | 生物学的試料の大規模な多重の空間分解データをクラスタリングする方法及びコンピュータプログラム | |
Herold et al. | Automated detection and quantification of fluorescently labeled synapses in murine brain tissue sections for high throughput applications | |
Fishman et al. | Practical segmentation of nuclei in brightfield cell images with neural networks trained on fluorescently labelled samples | |
Hyun et al. | Recent development of computational cluster analysis methods for single-molecule localization microscopy images | |
Sáez et al. | Neuromuscular disease classification system | |
Hajiyan et al. | Multi-scale local explanation approach for image analysis using model-agnostic Explainable Artificial Intelligence (XAI) | |
Chang et al. | Graphical methods for quantifying macromolecules through bright field imaging | |
JP6999118B2 (ja) | 画像処理装置 | |
Strömblad et al. | Using Systems Microscopy To Understand The Emergence Of Cell Migration From Cell Organization | |
Edwards et al. | TDAExplore: quantitative image analysis through topology-based machine learning | |
Qidwai et al. | Color-based fuzzy classifier for automated detection of cancerous cells in histopathological analysis | |
Zhang et al. | SwinCell: a transformer-based framework for dense 3D cellular segmentation | |
Khater | Machine learning and network analysis for macromolecular structure determination from super-resolution microscopy | |
Grimes | Image processing and analysis methods in quantitative endothelial cell biology | |
Faezi et al. | Multi-Spectral Source-Segmentation using Semantically-Informed Max-Trees |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220704 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230328 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230411 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230626 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230815 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230824 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7343215 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |