如何使用ImageJ進行運動粒子分析？
2019年9月Cell發表了一篇重磅研究【1】，該研究鑑定出定位於少突膠質細胞的高爾基體“前哨”細胞器的的特異性標記物TPPP（Tubulin polymerization promoting protein），揭示了TPPP在髓鞘形成等方面的重要功能以及微管組織方式的詳細分子機制。
作者透過Kymograph analysis發現少突膠質細胞具有均勻的微管極性，即85%–92%的微管遠離細胞胞體生長：
Kymograph analysis是用來分析粒子運動方向的方法，例如2017年Kononenko NL透過Kymograph analysis觀測囊泡的運動情況【2】。
今天就給大家分享使用ImageJ進行Kymograph analysis！
軟體準備及Macro安裝
ImageJ下載連結
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https：//
imagej。nih。gov/ij/
Fiji下載連結
：
http：//
fiji。sc/Fiji
KymographClear宏下載連結
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https：//
drive。google。com/file/d
/0B1Ea2O-bSM0naXdHdlBSVUczUGs/view
KymographClear宏的安裝，將下載好的KymographClear。txt放置於ImageJ macro toolset資料夾，重啟ImageJ軟體即可：
Kymograph analysis分析步驟
開啟ImageJ軟體的KymographClear宏，其選單如下：
2。 透過選單的第一個按鈕可以開啟影象序列，有兩種影象序列開啟方式：開啟影象序列並計算平均強度（快捷鍵F1）或開啟序列並計算最大強度影象（快捷鍵F2）：
以第二種方式開啟圖片序列：
然後選擇要開啟的影象範圍（如果要開啟整個序列，只需按OK）：
顯示的影象序列與最大強度顯示如下：
3。 定義kymograph分析軌跡
透過Segmented line tool（分段線工具，快捷鍵F3）追蹤需要進行分析的軌跡，可以透過Image –> Adjust –> Brightness/contrast調節對比度亮度以實現軌跡的最佳視覺化。
透過使用滑鼠重複單擊來建立與粒子軌跡重疊的分段線，完成後雙擊或右鍵單擊（請注意，線條的起點將是kymograph分析的原點）：
單擊宏工具集上的樣條線按鈕或鍵入快捷鍵F4來樣條化選擇的軌跡：
4。 Kymograph analysis
點選Kymograph按鈕或輸入F5快捷鍵：
Kymograph宏中可選擇生成kymograph線條的寬度，推薦寬度為5：
Kymograph analysis得到五個新的圖形，Kymograph可以顯示粒子運動或靜止情況：
前向運動（左）、後向運動（中心）和靜態粒子（右）的圖形如下：
RGB彩色影象紅色表示向前運動，綠色表示反向運動，藍色表示靜態粒子：
Kymograph位置是沿著水平的（定義軌跡的第一個點在左側），並且時間是沿著垂直的（時間零對應於頂部）：
5。 估計背景
為了估計絕對粒子強度，需要估計接近所選軌跡的影象背景。使用多邊形選擇工具（Polygon selections）在所選軌跡周圍新建多邊形選框：
點選Background button：
名為background。txt的檔案現在儲存在“kymograph”資料夾中。此檔案包含為序列中的每個影象選擇的區域的平均畫素值。此檔案可用於校正背景：
6。 資料分析
資料分析軟體
KymographDirect下載連結
：www。nat。vu。nl/~erwinp/downloads。html 。
開啟KymographDirect軟體，其介面如下：
開啟Kymograph資料夾下ImageJ分析得到的Kymograph_1。txt檔案：
點選Forward可以分析向前運動的粒子的速度及其他指標：
可分析的指標有：
例如粒子運動速度隨時間的變化如下：
點選Backward可以分析向後運動的粒子：
右擊匯出分析資料即可：
今天給大家分享使用ImageJ進行Kymograph analysis就到此為止，希望對大家有所幫助！
參考文獻：
1。 Fu MM， McAlear TS， Nguyen H， et al。 The Golgi Outpost Protein TPPP Nucleates Microtubules and Is Critical for Myelination。 Cell。 2019；179（1）：132-146。e14。 2。 Kononenko NL， Claßen GA， Kuijpers M， et al。 Retrograde transport of TrkB-containing autophagosomes via the adaptor AP-2 mediates neuronal complexity and prevents neurodegeneration。 Nat Commun。 2017。
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