ImageJ实用技巧——自动图片拼接(基本功能篇)

ImageJ实用技巧——自动图片拼接(基本功能篇)

Treasure琛

北漂4年,沪漂ing

通常在拍摄大型的,例如脑片、免疫组化等样本时,会遇到显微镜视野太小,需要多次拍摄的情况。

为了解决显微镜视野太小的问题,一般会使用电动平移台移动样品,对整个样品进行平铺扫描。然而由于精确性的原因,往往图像和图像之间存在位移或者重叠。这时候就需要对图片进行拼接,以获得完整图像。

这篇文章会针对图像拼接的各种情况,介绍ImageJ中不同的自动图像拼接方法。

官网对图像拼接的说明如下:

Image Stitchingimagej.net

自动图像拼接大概可以分为以下三种情况:

一、图片无重叠

二、图片有规律重叠

三、图片无规律重叠

下面会针对这三种情况,介绍不同的解决方案。

一、图片无重叠

这种情况并不多见,通常运用于理想情况下,图片无重叠分割后,重新拼接

(1)对于无重叠的两张图片(Stack),如下图所示

图片拼接方法(Image -> Stacks -> Tools -> Combine)

这里的情况需要横向拼接,如果要纵向拼接,可以勾选Combine vertically,拼接结果:

(2)对于无重叠的平铺扫描的一系列图片,如下图所示:

图片拼接方法(Plugins -> Stitching -> Grid/Collection stitching)

进行平铺扫描的图片拼接时,必须要知道扫描的方式(Type),方向(Order),这里的扫描方式是由左到右,由上到下,所以选择Grid: row-by-row,Right&Down

以及这组图片在x、y上的Grid size,即每行每列有几张图,这里总共有98张图片x轴上每行14张图片,y轴上每列7张图片。初始化窗口如下:

重点注意红框中的参数:

Directory:定义图片文件夹路径,待拼接的图片需要放入一个文件夹。

First file index i:定义i的初始值,这里定义i的初始值为1。

File name for tiles:读取命名为tile_{i}.tif的图片,这里的{i}是可变参数。

不要勾选Compute overlap,因为图片之间没有重叠。

拼接结果:

二、图片有规律重叠

这种情况是最常见的,特别是在平铺扫描的情况下,每张图片在x、y方向都可能有部分的重叠,且有一定的规律。

(1)对于有重叠的两张图片(Stack),如下图所示

图片拼接方法(Plugins -> Stitching -> Pixelwise Stitching of Images)

选择需要拼接的两张图片,弹出初始化窗口:

这里需要注意红框中的参数:

Subpixel accuracy:如果勾选,可以提高拼接的正确率,但会增加计算时间。

Registration channel image:选择拼接时参照的channel。这里的图片为8-bit只有一个通道,所以不用考虑,如果是RGB图片的拼接,需要选择最好的Channel来进行拼接。

该插件可以自动探测图片的重叠区域,并进行拼接,拼接结果:

如果拼接效果不佳,可以用矩形框选工具,先框选出特征区域,再进行拼接。

(2)对于有重叠的平铺扫描的一系列图片,如下图所示:

图片拼接方法与第一种情况一样(Plugins -> Stitching -> Grid/Collection stitching)

但唯一的不同是,在初始化窗口需要勾选Compute overlap,因为图片有重叠,拼接结果如下所示:

三、图片无规律重叠

这种情况也比较常见,比如手动拍摄的图片拼接,图片与图片的位置关系没有明显的规律,例如下图果蝇的图片:

图片拼接方法(Plugins -> Stitching -> Grid/Collection stitching)

但因为图片的位置关系位置,所以Type选择Unknown position。

初始化窗口就简单很多了,只需要确定文件夹路径等参数:

初始化窗口

确认需要拼接的图片

这种模式会自动检测图片的重叠部分,并通过重叠确定图片之间的位置关系,拼接结果如下:

拼接结果

如果上述所有方法都拼不好,建议直接用TrakEM2手动拼接:

TrakEM2imagej.net

如果对于ImageJ使用有什么问题可以私信我,或者给我发邮件:zhaoyc9@163.com

更多教程可以关注我的专栏:

ImageJ实用教程zhuanlan.zhihu.comImageJ开发教程zhuanlan.zhihu.com

希望对大家有帮助~

编辑于 04-02

ImageJ

图像处理

科研

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玩转GO和KEGG富集因子图的N种姿势: 3种数据处理(含在线筛选条目),3种排序方式,本地交互图片

玩转GO和KEGG富集因子图的N种姿势: 3种数据处理(含在线筛选条目),3种排序方式,本地交互图片

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适用场景

富集性分析是各组学进行数据分析的必备分析项,其中,尤以GO和KEGG富集因子图最为常见,见封面图。这张图非常经典,相比于其他富集分析结果,它包含了基因数目、p值和富集因子三个维度的信息量,更全面,更能辅助下结论。

得到这张图有两种方式:

1. 从挑选基因开始做富集性分析,做完一套分析得到此图;

针对这个需求,出门左转,请使用【通用版富集分析】

通用版富集性分析www.omicstudio.cn

2. 在富集性分析的基础上进行调整,包括基于这个结果重新选择数据绘制(一般默认绘制p值最小的前20项),数据在图中的排布方式,以及颜色字号调整等美化方案:

KEGG富集因子图www.omicstudio.cn

本文主要基于第二种方式,关于第一种方式,刚刚进行了全面更新上线,增加了大量在线个性化调整的控件,后续会发文详细介绍,敬请期待哦。

3种数据处理方式

这张图的数据处理方案不是唯一的:比如默认是按p值从小到大前20项,那如果我关心的条目排位在第21个,是不是就不能画了呢?比如我不想按照p值来进行筛选,是否可以只画我关心的条目,即使他们的统计学条件并不显著?比如除了p值,就不能用富集因子来进行筛选了么?

基于以上问题,本工具提供了3种数据处理方案:

1.按输入顺序绘制;

2.按阈值筛选:p值和富集因子;

3.自定义通路:即在线筛选条目

在实际应用场景中,如果想要绘制特定通路,自己整理数据是一个比较麻烦的过程,在这个云工具中省力很多,只要上传全表,在线填写您关注的条目,即可自行筛选绘制。

更详细内容的看视频即可:

重新播放

00:40 / 03:26

画中画

全屏

KEGG富集因子图的3种数据处理方式(在线)

OmicStudio的视频

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3种排序方式

排序方式看个人喜好和想表达的观点。本工具提供按p值排序(左)、按富集因子排序(右)和自定义排序三种方式。

按p值排序的话,点的颜色按渐变方式排布;按富集因子排序的话,点的坐标轴位置是规整排布的。一般来说,p值比富集因子更重要一些,所以默认按p值排布。以富集因子排布也没问题,两张图所呈现的信息量是相同的,详细内容见视频。

01:28

KEGG富集因子图的3种排序方式

OmicStudio的视频

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本地交互图片

此工具有在线互动图,点击图中【互动版】即可。如图,此模式下鼠标悬停可以看到点的更多信息。

当然,考虑到每次想用互动版的时候都要用云工具重新作图非常不方便,这里也提供了本地互动模式:在下载的结果中找到html文件,无需联网也可互动。

上图是在线互动版,下图是本地互动版(下载结果中的html文件),看浏览器地址,与云平台无关,可离线调试:

这个模式的推荐打开方式是把所有通路都画出来。

一般作为论文图片的要求,我们只能绘制部分主要结果,而在实际科研过程中,我们是先探索数据,有了结论最后再画图的。本地交互模式非常适合用于探索数据:数据太多可以缩放浏览器页面(Ctrl+滚动鼠标滚轮)进行调整,想看清局部数据可选中一块矩形区域,会自行放大,双击恢复。详细内容见视频。

本地互动版,推荐绘制所有数据

06:24

KEGG富集因子图-本地交互图片

OmicStudio的视频

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【病例分享】根管治疗后的死髓牙漂白术_患者

【病例分享】根管治疗后的死髓牙漂白术

病例记录|根管治疗后的死髓牙漂白术

作者|陈希医生

今天的病例正好是上期更新的病例中患者的朋友。上期那位患者就诊的时候他陪她一起来的,顺便咨询了一下中切牙变色的问题。

他说之前医生的建议都是让他做烤瓷牙,但是他不想磨自己的牙齿,又不疼,又没肿,只是颜色不好看。当时和他沟通了一下,如果条件合适可以行根管治疗后的漂白术,如果漂白效果满意就可以省去做冠这一步了。

患者很感兴趣,过了一段时间就过来要求治疗了,那咱么还是按照要求,术前的照片和根尖片走起~

☟☟☟

由于患者本身没有明显症状,所以第一次处理的内容就是上障后开髓,根管预备。

前牙由于根管粗大,拔髓很容易带出完整的牙髓,大家也可以看到牙髓已经坏死变色了,这也是导致牙体变色的主要原因。

由于根管粗大,所以常规的机用挫预备是不够的,不过没关系,我们备好了0450的大号挫了~~~加上次氯酸钠和EDTA,也可以很好地达到根管预备的要求了~

在完成预备后,用皓齿的氢氧化钙配合专用的输送头,标记好工作长度后封入根管全长。皓齿的输送头用起来非常方便,就是比较费头子,不过只要病人能得到好的效果,咱们就得用~~

第一张根尖片是一周后处理前拍片,根管内是氢氧化钙,阻射性很高,易于辨认。前牙根管粗大,所以试尖必须比后牙更谨慎,右侧的试尖片出来以后我觉得还需要继续修整主尖。

说到修整主尖,要强调两点:

❶必须用刀片切而不能用剪。因为剪刀剪的话会导致牙胶变形,影响充填效果;

❷必须用专用工具修整。用登士伯的牙胶尖锥度尺将牙胶尖修整到55号后,开始根管充填~

这是充填后的效果,主尖修整的还行,少许的糊剂超填,影响不大,上部采用热牙胶连续波充填完成。

紧接着要做的,就是将牙胶去除至颈部以下2MM,然后用玻璃离子充填,以隔绝后边的漂白剂材料~

待玻璃离子稍凝固后,就可以注射皓齿专用的死髓牙漂白剂,其成分主要为35%的过氧化氢,一般封药3~5天,如效果不佳可考虑重复封药。

但是请大家注意次数,漂白对牙体强度是有一定影响的,而且有些情况下单纯内漂还无法达到完美的效果,需要配合外漂白~~

漂白剂放置好以后,放一薄层棉球后用流体树脂封闭开髓孔,医嘱患者按时复诊的必要性~

3天后患者非常高兴地来复诊了,漂白3天的效果患者已经非常满意了,3天后患者非常高兴地来复诊了,漂白3天的效果患者已经非常满意了,在漂白治疗结束2周以后进行树脂充填。这里需要提示的是——漂白后建议不要马上树脂充填,必须在各种漂白治疗结束2周以后再应用粘接修复材料,因为残留的氧会妨碍树脂的粘接力,此时,可应用氢氧化钙或过氧化氢酶来中和或失活可能渗入根管内的过氧化物。延缓修复保证了氧残留物从牙本质中的释放。

这里特别要提示一下:在我个人微信公众号“根管Go陈希”中此处有误,为避免误导,所以进行了一些改正。感谢同行在后台的鼓励和建议~~~

超声干净髓腔内的封药后树脂充填,告知患者定期复诊检查~~~

对于这样的病例,总结了大致有以下几点个人经验可以与您分享——

❶很多患者本身对牙科治疗有恐惧,加上医生要求全冠修复患者需要磨除大量的自身牙体,又需要在种类繁多的全冠种类中选择,价格会让很多患者纠结;

❷单纯变色的前牙本身做全冠也有很多缺点,材料种类的选择可能会影响最终的修复效果,单颗中切牙的修复,明度,饱和度掌握不好都很容易出问题;

❸另外,这样做也不符合微创的要求。所以大家在遇到这类的病例时,可以参考本病例的处理方法,当然我的操作步骤也许还有不足,欢迎大家指正!

先行谢过了~~~

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怎么从生信的免费数据库中挖取LncRNA研究线索?

怎么从生信的免费数据库中挖取LncRNA研究线索?

2017-03-13巴傲得科研顾问

解读原文为:LincRNAFEZF1-AS1 represses p21 expression to promote gastric cancer proliferation through LSD1-Mediated H3K4me2 demethylation (Liu et al. Molecular Cancer (2017)  DOI 10.1186/s12943-017-0588-9 )

一句话解释:组蛋白修饰有啥用?

基因转录发生的第一步是染色质从紧密变为松散,即染色质的开放程度提高,这样后续的转录因子才能结合到DNA上,而组蛋白修饰就是调控染色质松紧的关键因素。

LncRNA在转录前、过程中和结束后的作用是?

转录前:在DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑、基因印记等表观遗传调控中发挥作用。

转录中:转录通过与蛋白编码基因碱基互补配对,掩盖启动子等区域,或者通过抑制RNA聚合酶Ⅱ活性、介导染色质重塑、组蛋白修饰的方式干扰下游基因的转录表达; 通过与蛋白编码基因转录物形成互补链,影响mRNA活性,或是作为miRNA的前体分子转录,从而影响miRNA的表达。

转录后:与特定的蛋白质结合形成核酸蛋白复合体,改变蛋白质的细胞定位以调节其活性。

文章概述:

作者报道了一条长度为2564bp长度的lncRNA FEZF1-AS1,该分子在胃癌中是高表达的,并且跟临床预后相关。ChIP实验表明去甲基化酶LSD1能直接结合到P21启动子区。通过RIP、RNA-pulldown实验证实FEZF1-AS1通过LSD1提升组蛋白去甲基化作用,表观抑制P21蛋白的表达。

下面我们来分析一下文章的思路:

1、作者是怎么找到这条LncRNA的?

作者通过GEO(GEO是个公开的芯片数据库,可以免费下载数据)下载的芯片数据,以及lncrnamap在线数据库(同样可以免费下载数据),分析了胃癌及癌旁样本中差异表达lncRNA,发现肿瘤样本中FEZF1-AS1的表达在两组数据库中均显著上升,且上调倍数最高,并且通过小样本量验证,表达差异结果与数据库非常一致。同时,通过ROC曲线数据表明,在胃癌中FEZF1-AS1可作为一个潜在的标志物。

左侧是典型的热图,右侧是典型的高低表达的分析图。

最右侧是生存曲线图。

也就是说,作者是从公开的免费数据库中发现这条线索的,这是不是对我们大家的实验研究很有启发呢?

2、通过体外实验验证FEZF1-AS1的功能

敲减FEZF1-AS1能抑制胃癌细胞的增殖、克隆形成,过表达FEZF1-AS1则能提升胃癌细胞的生长。小鼠成瘤实验表明,干扰掉FEZF1-AS1能抑制肿瘤的生长。实验表明FEZF1-AS1具有非常强的致瘤性,以及促进胃癌的生长。

流式细胞实验结果表明:在胃癌细胞中FEZF1-AS1通过诱导细胞周期进程,从而促进细胞增殖,抑制细胞凋亡。

3、FEZF1-AS1调控细胞进程,怎么富集基因呢,又有一个生物信息学工具GSEA!

通过GESA基因富集分析GEO53137胃癌病人的基因特征数据,对比FEZF1-AS1高或低表达病人的差异基因,发现FEZF1-AS1调控的基因跟细胞周期进程相关。

P21是P53下游的靶基因,通过抑制周期素依赖激酶CDKs复合物活性,协调细胞周期、DNA复制与修复之间的关系,从而将肿瘤抑制作用与细胞周期控制过程紧密相连。p21基因的发现、克隆及其在细胞周期控制与肿瘤发生中有重要作用。

4、FEZF1-AS1的调控机制

通过UCSC Genome Browser(又是一个生物信息学工具!免费的!)查看组蛋白修饰轨道,发现P21启动子区有大量的H3K4me2。由于lncRNA的功能很大程度上跟其定位有密切的关联,作者发现FEZF1-AS1主要定位于细胞核,因此FEZF1-AS1很可能存在转录调控的功能。

通过RIP、RNA pulldown发现FEZF1-AS1能与LSD1结合。

5、胃癌细胞中FEZF1-AS1上调表达的原因

这里作者加了一部分上游内容。通过JASPAR预测了FEZF1-AS1启动子结合的蛋白,发现预测SP-1与FEZF1-AS1启动子区有结合位点。

实验确定,SP-1能调控FEZF1-AS1的表达,并且ChIP实验证明SP-1与FEZF1-AS1基因启动子区结合。

是不是熟悉的配方?熟悉的味道?从海量的免费生物信息学数据中找到研究线索,可能成就一篇好文章!学好生物信息学,走遍天下都不怕!

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肿瘤微环境你真的了解么——微观视界探秘

肿瘤微环境你真的了解么——微观视界探秘

2016-07-23 MedSci

导语:肿瘤微环境就像是一个小的生态环境,与其中的肿瘤细胞有着密切的联系。因此,不论从生物学还是哲学的角度来分析,对肿瘤微环境的研究都是必不可少的。

肿瘤微环境,即肿瘤细胞产生和生活的内环境,其中不仅包括了肿瘤细胞本身,还有其周围的成纤维细胞、免疫和炎性细胞、胶质细胞等各种细胞,同时也包括附近区域内的细胞间质、微血管以及浸润在其中的生物分子。早在100多年以前,Stephen Paget基于乳腺癌的器官特异性转移中的临床观察,提出了著名的“种子与土壤”的概念。

然而,这一假说在当时并未受到足够的重视,将治疗思路仅仅局限于肿瘤细胞本身,导致人类的抗击肿瘤之路走得异常艰难。直到最近,才有越来越多的科学家开始意识到肿瘤与肿瘤微环境是一个不可分割的整体。肿瘤微环境就像是一个小的生态环境,与其中的肿瘤细胞有着密切的联系。因此,不论从生物学还是哲学的角度来分析,对肿瘤微环境的研究都是必不可少的。

1 肿瘤微环境的特点

肿瘤微环境在理化性质方面与人体正常内环境存在着许多不同的地方,比较显著的是其低氧、低PH以及高压的特点。正是因为这样一些特点,才使得肿瘤微环境中存在大量的生长因子、细胞趋化因子和各种蛋白水解酶所产生的免疫炎性反应,这种特性都十分利于肿瘤的增殖、侵袭、粘附、血管生成以及抗放射化疗,促使恶性肿瘤产生。

1.1 低氧环境

Thomlinson在1955就已经注意到了许多恶性肿瘤组织中存在的缺氧状态。缺氧区域内常常出现坏死现象,更容易发生肿瘤的扩散和转移。肿瘤细胞新陈代谢旺盛、生长迅速、繁殖能力强的特点就决定了其对能量需求高,因此其对氧气以及葡萄糖等能量物质的消耗比正常细胞高出许多。

然而,随着肿瘤本身的体积不断增大,肿瘤组织因膨胀而远离了含营养和氧气充足的血管,这种供血不足导致了肿瘤微环境缺氧情况的进一步加深。利用单克隆抗体进行免疫组化的技术,全世界已经有许多研究发现有一种缺氧诱导因子即HIF-1α(hypoxia-inducible factor-1α)在这些缺氧的肿瘤组织中处于高表达状态。它在肿瘤细胞的侵袭、转移、永生化、肿瘤血管生成等方面都扮演重要角色。如Kell等在心肌缺血研究中发现,HIF-1α是调节血管生成的重要因子,控制着多种血管生成生长因子的表达,这与HIF-1α对促进血管内皮生长因子VEGF(vascular endothelial growth factor)的表达有关。

又如Guber在有关乳腺癌的研究中发现HIF-1α处于高表达。另外,还有关于少突神经胶质细胞瘤、子宫、口咽、卵巢癌的研究显示,HIF-1α的过度表达对病人的死亡率有显著的影响。由此可见,HIF-1α的肿瘤表达相当广泛,这也使其成为目前重要的抗肿瘤靶点之一。

1.2 低PH环境

以前大部分科学家认为,肿瘤微环境的低PH主要是由肿瘤细胞的无氧代谢决定的。在缺氧而大量进行葡萄糖分解的情况下,糖酵解就产生了大量的乳酸而引起了PH的下降。然而,有实验证明即使在乳酸产量低或者人工提高肿瘤组织氧分压或供血量的情况下,依然存在低PH的情况,这至少证明无氧代谢不是肿瘤微环境产生酸的唯一机制。

实际上,肿瘤细胞的膜系统上存在着多种离子交换体,在建立肿瘤微环境的酸性环境中起着重要的作用。其中最典型的是V-ATPases,它是一个由13个亚单位组成的靠水解ATP功能的质子运输通道,分布于某些器官、组织或细胞的囊泡、溶酶体、内质网等细胞器上,功能是将质子从胞内泵到胞外,或者从内层膜泵到膜间层。正是V-ATPases的存在,肿瘤细胞才能将代谢中产生的大量H+运输到细胞外,维持细胞质的中性和胞外的酸性环境,以免造成自身的酸中毒。这些被排到肿瘤细胞外的H+就会随浓度梯度进入正常细胞组织内并大量积聚,激活酶级联反应而导致细胞坏死或凋亡,而这更有利于肿瘤的扩散与转移。

另外,还有研究证明肿瘤微环境的酸性环境能诱导溶酶体的分泌增加和活化,激活蛋白水解酶来促进细胞外基质ECM(extracellular matrix)的降解和重构,这都有助于肿瘤的侵袭和转移。由此可见,如V-ATPases等这类靠维持细胞外酸性微环境和腔内酸性pH的能力来促进肿瘤恶变的蛋白载体也是值得我们注意的目标靶点。

1.3 高压环境

肿瘤微环境中的另一个重要特点就是较正常细胞而言呈现组织高压。我们知道正常组织中淋巴系统对调节体液平衡有重要作用。Diresta等在实验中发现如果将人工淋巴系统植入肿瘤,可有效降低肿瘤细胞间质的压力水平,说明肿瘤组织中缺乏这种功能性淋巴系统。

更多的研究发现,肿瘤血管不同于一般血管,具有血管形成不均匀分布、毛细血管间距变大、动静脉短路、内皮细胞不完整以及基底膜中断等特点。正是这些超微结构的区别,使肿瘤血管舒缩性能降低、管壁易受损、血管阻力增大,还会出现血液浓缩、间质内液体增多、血细胞外渗粘性增大等现象,导致血管高渗,最终造成肿瘤间质高压。值得注意的是,肿瘤血管高渗的这种特点是随着肿瘤组织所在位置,肿瘤发展阶段不同而改变的。这给科学家的研究带来了更大的麻烦。

1.4 肿瘤细胞对特殊环境的适应

对于低氧、低PH和高压这些与正常环境不相符的理化特点,肿瘤细胞却能够通过各种生物学调整对之很好地适应,并且肿瘤细胞的这种适应往往会导致恶性循环。从基因的角度上来说,不正常的环境增加了肿瘤细胞基因组的不稳定性和异质性,从而更具抵抗性的肿瘤变异体被选择了。肿瘤细胞通过存活和繁殖,进一步加剧了肿瘤微环境中的缺氧状态,这又进一步增加了基因组的不稳定性。再以低氧条件为例,肿瘤细胞通过上调低HIF-1α在低氧环境中存活下来,并且适应了糖酵解的产乳酸环境。大量乳酸的产生在加上肿瘤组织周围不完整的脉管系统,使分解代谢产物累积,促成了微环境中的低PH环境。

另一方面,缺氧引起的HIF-1α高表达又使得肿瘤细胞表面向内皮细胞分泌一种转运VEGF的小囊泡,并且PH越低越有利于小囊泡对于VEGF的摄取。还有一个临床实例即转移癌细胞所致的骨破坏和骨形成所构成的骨重建。这时,转移癌细胞与破骨细胞、成骨细胞、内皮细胞、骨基质等相互作用,形成了一个自我持续的恶性循环。这个循环一方面不断驱使恶性肿瘤细胞的发展,另一方面进一步促进骨破坏与骨重建。

2 肿瘤微环境中的调控因子

之所以称肿瘤微环境为一个复杂的系统,不仅仅是因为其组成复杂,更是因为其中存在着多种重要的调控因子,包括核转录因子-κB(NF-κB),诱生型一氧化氮合酶(iNOS),环氧化酶-2(COX-2),肿瘤坏死因子-α(TNF-α),缺氧诱导因子-1α(HIF-1α),信号转导和转录激活因子3(STAT3),核因子-E2相关因子-2(Nrf2)等,它们是联系微环境与肿瘤细胞的关键靶点。正是这些调控因子,将肿瘤微环境与肿瘤细胞联系在一起,对整个肿瘤的发生与发展起着重要的调控作用。

其中比较重要的一个调节因子是NF-κB,它在炎症反应中有关键作用,负责调节炎症分子如细胞因子和粘附因子的基因表达。在血管内皮细胞中,NF-κB激活化学增活素(Chemokines)和基质金属蛋白酶(MMPs)的表达来导致血管生成和细胞外基质的降解;而巨噬细胞中,激活NF-κB可以促使iNOS表达,从而促进肿瘤的发展。以NF-κB为靶点的研究目前非常活跃,许多药物都已经进入临床阶段。

与NF-κB相似的还有信号转导和转录激活因子3(STAT3),它接受生长因子、细胞因子细胞外信号或炎症微环境的刺激而被激活上调,其调节的基因产物不但可以促进肿瘤细胞的增殖,抑制其凋亡,而且可作用于微环境,促进血管生成和免疫逃避,与多种恶性肿瘤的发生与发展都密切相关。由此可见,这些调控因子是在肿瘤微环境中,作用于肿瘤细胞的关键枢纽。

3 肿瘤微环境与慢性炎症

在人们研究肿瘤的过程中,发现了两个与以往经验所不相符的现象。

一是以往认为,炎症与癌症是互不相干的独立事件,然而流行病学专家多年研究慢性炎症与肿瘤的关系,发现在结肠癌、胃癌、膀胱癌、肝癌、胰腺癌等多种癌症中会联合出现慢性炎症。

二是经典免疫学认为,通过免疫活性细胞及其分子执行的免疫监视的本来含义是帮助机体对抗有害的入侵者,从而也能发挥有效的抗肿瘤功能。但在肿瘤实际的发展过程中,一些免疫细胞常常从内环境的“保护者”变为了肿瘤细胞的“帮凶”,促进并滋养了肿瘤的发展。

要解释这两个现象,离不开肿瘤微环境这个重要概念。实际上,当肿瘤发生恶变时,有许多炎性免疫细胞被释放到肿瘤微环境中参与和调节,其中起着重要作用的是来自骨髓的巨噬细胞、中性粒细胞、肥大细胞等。它们释放出的化学趋化因子、血管生长因子和基质降解酶等,对肿瘤的生长和侵袭十分有利。

此类例子很多,如乳腺癌及膀胱癌中,趋化因子配体2(CCL2)的表达与预后不良呈正相关;近研究发现炎性细胞中,中性粒细胞对于诱导肿瘤血管生成的作用最强,可以通过分泌基质金属蛋白酶9(MMP9)和基质金属蛋白酶13(MMP13)的方式降解重塑基底膜发挥作用。

再如上文提到的核因子-κB,其的作用极其重要,研究表明,它参与细胞受到各种各样的应激刺激时众多基因的活化,是炎症、天然免疫、后天免疫过程中的中心协调者。这些因子在炎症的促癌功能及对肿瘤的存货发挥着枢纽作用。另外,这些免疫细胞也能通过产生活性氧和活性氮类化合物,来产生过氧亚硝酸盐这种极易引起基因突变的细胞DNA损伤剂。反过来说,肿瘤也会维持甚至加剧这种不稳定的慢性炎症状态。慢性炎症与肿瘤之间的这种无序的微环境在某种意义上成为“无法愈合的伤口”。

4 治疗肿瘤的新思路

前已述及,以前人类大部分治疗癌症的努力都是只着点于肿瘤细胞本身,但是在我们认识到肿瘤微环境对整个肿瘤的发生与发展的重要影响之后,治疗肿瘤的理念正在逐步改变。

1)在了解整个微环境对肿瘤的发生、发展、转移的各种影响方式之后,着手于切断肿瘤微环境与肿瘤细胞之间的联系,我们有了更多可能更有效的药物靶点,比如前文所说的HIF-1α、NF-κB、STAT3等调控因子。

2)弄清楚微环境如何建立对肿瘤有利的条件的机制之后,我们可以选择更合适的手段,设计新的药物破坏这种条件的形成,如质子泵抑制剂(proton pump inhibitor,PPI)能有效阻止V-ATPases的反应,阻断PH梯度的形成,达到抑制肿瘤生长的目地,且因其本身需在低PH的条件才能起作用的特性而对正常细胞的毒性很小。

3)肿瘤的发病机制如此复杂,可想而知再好的单靶向作用的治疗手段必然不能兼顾到细胞中或细胞间生物大分子的互相影响,以及整个肿瘤微环境的信号网络的互相联系。而且单靶向药物通常有强烈的抑制或激活靶点效果,若该靶点承担某些生理功能,改药物极易引起不良反应。因此,基于肿瘤微环境这样一个复杂的系统,我们更应该设计多靶点的药物,不仅要考虑作为“种子”的肿瘤细胞,更要考虑作为“土壤”的肿瘤微环境,从整体上把握,才可能取到更好的治疗效果和更低的毒副作用。

大量研究已证实肿瘤干细胞是肿瘤耐药、复发和转移的根源,慢性炎症与肿瘤的发生和发展密切相关。肿瘤炎性微环境中的IL-6、IL-8、EGF等炎性因子和生长因子激活了肿瘤干细胞内NF-κB/Stat3信号通路,维持肿瘤干细胞的自我更新能力,从而促进肿瘤的生长和转移。深入研究肿瘤炎性微环境对肿瘤干细胞的调控机制,可以使我们找到潜在的治疗靶点,为攻克肿瘤带来新的思路和手段。

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循环冻融和不同的保存条件对肿瘤样本组织中RNA、DNA和蛋白质质量的影响

循环冻融和不同的保存条件对肿瘤样本组织中RNA、DNA和蛋白质质量的影响

2015-12-01

摘要:

背景:高质量的肿瘤样本组织对实验研究尤其是分子实验至关重要。根据实验室的条件,通常选用不同的存储方法来保证样本组织的质量。但是不同的存储方法对样本组织中RNA、DNA和蛋白质的影响尚不清楚,尤其是针对DNA甲基化程度和蛋白质溶解现象。

方法:我们采用了RNALater稳定液、生理盐水、冰冻切片包埋剂、不加保护剂的速冻(对照组)四种存储方法。在配对组织样本中分析了RNA的质量(包括RIN测定、mRNA表达量测定)、DNA的质量(包括DNA扩增检测、RASSF1a基因甲基化程度测定),以及蛋白质的质量。除此以外,我们还分析了经过三次循环冻融后样本中RNA的质量。

结果:RNALater稳定液处理组在正常情况下和三次循环冻融后均表现出良好的RNA质量(RIN>8)。但是速冻样本组织显示结果较差,一次循环冻融后RIN>7,三次循环冻融后RIN>6。生理盐水和冰冻切片包埋处理组的结果也不甚理想,一次循环冻融后RIN>7,两侧循环冻融后RIN>6。不同的存储方法对DNA扩增的影响非常小,但对DNA甲基化程度和蛋白质的质量还是存在影响。冰冻切片包埋处理组相较于其他两组似乎更加安全稳定,其实验结果与对照组非常相近。

结论:在预算和效率的双重考量下,我们建议冰冻切片包埋剂作为最佳存储方法,它不但可以在循环冻融的的情况下很好的保存RNA, 也可以保证DNA和蛋白质的安全稳定。

作者:Wang Y, et al.【West China Hospital,Sichuan University,China】

编译:王晶,刘世建【上海儿童医学中心生物样本库】

校审:王耀賡【原文作者,四川大学华西医院】

原文出处:

Wang, Y., et al. (2015). "The Impactof Different Preservation Conditions and Freezing-Thawing Cycles on Quality ofRNA, DNA, and Proteins in Cancer Tissue." Biopreserv Biobank 13(5): 335-347.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26484573

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Nature:重大突破!揭示癌细胞穿过血管壁发生转移机制

Nature:重大突破!揭示癌细胞穿过血管壁发生转移机制

来源: 梅斯医学–生物谷  

作者:towersimper

很多癌症仅当在体内其他地方形成转移瘤时才变成致命的危险。当单个癌细胞从原发性肿瘤中脱落下来,通过血液运行到达体内较远的部位时,继发性肿瘤(即转移瘤)就会形成。为了做到这一点,它们不得不穿过小血管壁。

如今,在一项新的研究中,来自德国马克斯普朗克心脏与肺部研究所、法兰克福大学的研究人员证实肿瘤细胞杀死血管壁中的特定细胞。这能够让它们离开血管和建立转移瘤,而且这种过程是由一种被称作死亡受体6(DR6)的分子所促进的。相关研究结果发表在2016年8月11日那期Nature期刊上,论文标题为“Tumour-cell-induced endothelial cell necroptosis via death receptor 6 promotes metastasis”。

通过与来自德国科隆大学和海德堡大学的研究人员合作,马克斯普朗克心脏与肺部研究所药物学系主任Stefan Offermanns领导的一个研究团队成功地阐明了其背后的机制。研究人员首次利用体外培养的癌细胞开展实验,首先观察到单个肿瘤细胞如何杀死血管壁中的特定细胞,即血管内皮细胞。在实验室中,这种被称作坏死性凋亡(necroptosis)的过程能够让癌细胞穿过血管内皮细胞层。论文第一作者Boris Strilic说,“我们然后在小鼠体内开展的研究中证实同样的过程也在活的有机体中发生。”

研究人员也发现血管内皮细胞自身也释放出宣告它们自己死亡的信号:这些血管壁细胞(即血管内皮细胞)在它们的表面上含有受体分子DR6。Strilic解释道,“当癌细胞与DR6接触时,癌细胞表面上的蛋白APP激活它。这标志着癌细胞开始攻击血管壁,最终导致血管壁细胞发生坏死性凋亡。”

细胞膜上的死亡受体

Offermanns团队随后证实在经过修饰的让DR6不再发挥功能的小鼠体内,更少的血管内皮细胞发生坏死性凋亡,因而也就导致更少的肿瘤细胞转移。Strilic说,“在阻断DR6或癌细胞蛋白APP后,也会发现这种效果,因而证实了我们之前的观察结果。”

然而,仍然并不完全清楚的是癌细胞是否直接通过血管壁中形成的空隙迁移出去,或者存在一种间接作用:“我们有证据证实当血管壁细胞死亡时,有更多的分子释放出来,这些分子使得癌细胞更容易从周围的区域渗透出去”,Offermanns说道。

Offermanns说,“这种机制可能是治疗或阻止所形成的转移瘤的一个大有希望的起点。”然而,首先还必需确定阻断DR6是否产生不想要的副作用。而且还必需确定这些观察结果在多大程度上适用于人体。

原始出处:doi:10.1038/nature19076

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咬合纸的厚度你会选吗?

咬合纸的厚度你会选吗?

全文738个字 | 建议阅读时间3分钟

咬合纸的厚度到底有多少种?看看下面这张表:

常见咬合纸品牌的种类(数据源自厂商提供的资料)

这么多的种类,一看到就头晕。到底该怎么选?且往下看:

▲ 咬合纸的厚度有什么意义?

只要有咬合纸的印迹,接触距离小于该咬合纸的厚度。(图1)

图1 咬合印迹指示的意义

但是,纸,不能做得太薄。

超薄的咬合纸实际上是由纤维或金属薄膜制成。(图2)

图2 厚薄咬合纸制作上的区别

  • 厚的咬合纸(如:200µm、100µm的厚度)一旦受压,就释放出染色剂,形成印迹;

  • 薄的咬合纸(如:8µm、12µm的厚度)则要有足够的压力,才能形成印迹。

1.两种咬合纸制作的差异,导致了染色原理的差异,如下图:

图3 厚薄咬合纸印迹染色结果的区别

  • 厚咬合纸的印迹往往是一片;

  • 薄咬合纸的印迹多是点和线,而且最好动一动,印迹才明显。

2. 咬合高点的检查主要依靠厚咬合纸:

图4 厚咬合纸对咬合接触点的显示

实际情况,厚薄两种咬合纸显示的印迹差异较大:

图5 200µm和8µm咬合纸印迹的对比,注意图中红圈标记的位置

3. 非正中咬合的调磨,需要配合使用厚薄两种咬合纸:

图6 厚薄咬合纸用于功能运动咬合的调磨

  • 使用两种不同颜色的咬合纸,区分正中咬合与功能运动

  • 功能运动的开始阶段,是最容易出现咬合干扰点的位置;用厚咬合纸进行调磨,能更好地消除咬合干扰。

可以实现功能运动的快速分离。

相比而言,薄咬合纸的印迹显示更为精细。

要实现均匀接触,咬合纸的使用遵循从厚到薄的顺序:

图7 顺次使用咬合纸厚度,以实现均匀接触

 综上,提出咬合纸厚度选择的建议:

  • ICP位咬合的调磨,厚度逐渐变薄,如:从200µm/100µm的厚度,过渡到40µm,最终到8µm

  • 功能运动咬合的调磨,ICP位用红色薄咬合纸(如:40µm),功能运动则用蓝色厚咬合纸(200µm/100µm厚度)

               

 

内容转载自公众号

咬合工作室

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