血管在協調大腦內的神經元細胞網路的正常發育中發揮重要作用,血管與腦內其他細胞存在訊號交流。

2018年8月24日國際著名期刊Science線上發表題為“Endothelial Dab1 signaling orchestrates neuro-glia-vessel communication in the central nervous system”的文章。文章採用了多種血管分析方法,值得我們學習。

1. 血管網路分析

Fig 1F,G,Isolectin B4(IB4)染色的視網膜血管網路分析,統計指標為血管的徑向長度(vessel radial length)。

如何用ImageJ進行血管分析?

補充材料中分析了血管密度(Vessel density):

如何用ImageJ進行血管分析?

血管網路分析作者採用2011年PLOS ONE上發表的血管分析工具AngioTool(doi: 10。1371/journal。pone。0027385)。

文章自發表以來得到了Cell,Science,Nature等國際知名期刊的廣泛引用,下圖是AngioTool工具的引用情況:

如何用ImageJ進行血管分析?

AngioTool介面友好使用簡單,可以獲得很多資料,可獲得資料如下:

如何用ImageJ進行血管分析?

值得注意的是,Vessel percentage area是血管陽性的面積和發現血管總面積的比例也就是Vessel density。下面是各個指標的具體意義:

如何用ImageJ進行血管分析?

AngioTool分析效果:

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AngioTool下載地址:https://ccrod.cancer.gov/confluence/display/ROB2/Home

如何用ImageJ進行血管分析?

官網不僅提供了軟體還提供了示例圖片供下載:

如何用ImageJ進行血管分析?

那麼如何像Science使用AngioTool分析血管網路呢?官網人性化的提供了詳細的使用教程:

https://ccrod.cancer.gov/confluence/display/ROB2/Quick+Guide

,供大家自行學習。

如何用ImageJ進行血管分析?

2. 神經血管單元完整性的評價

神經血管單元有神經元-膠質細胞-血管構成,包括神經元、星形膠質細胞、小膠質細胞、血管內皮細胞、血管周細胞、基底膜以及細胞外基質。Fig6 D,E,Alexa Fluor 555 cadaverine(Cad-A555)全腦熒光評價神經血管單元完整性。

如何用ImageJ進行血管分析?

Cadaverine分子量小,脂溶性高,通常用來評價血腦屏障的破壞,作者使用Alexa Fluor 555熒游標記的Cadaverine。深度麻醉小鼠後,50μl Cad-A555(1 mg/ml)眼窩靜脈竇後注射。Cad-A555在成年小鼠需要經過20分鐘迴圈,新生小鼠需要2小時。充分迴圈後進行4%多聚甲醛灌注,取腦組織後固定3小時,顯微鏡全腦成像。

3. 使用ImageJ分析視網膜血管絲狀偽足

在Fig2 H,I中作者使用IB4標記視網膜血管,分析血管向外生長出絲狀偽足(Filopodia)的數量。

如何用ImageJ進行血管分析?

開啟ImageJ軟體,File,Open開啟待分析圖片:

如何用ImageJ進行血管分析?

點選 point工具,右擊,選擇Multi-Point工具 ,手動點選進行計數:

如何用ImageJ進行血管分析?

點選Analyze,Measure,可以看見此時計數數量為23個,儲存圖片即可。

4. 使用ImageJ分析小管形成實驗圖片

小管形成實驗是測量在體外血管生成一種快速的,可量化的方法。內皮細胞結合條件培養基並接種於基底上,易形成三維網狀結構,之後透過ImageJ軟體對小管結果進行定量分析。

作者在補充材料中使用小管形成實驗分析了成管的長度(Tube length)和分支點的數量(Branch point)。

如何用ImageJ進行血管分析?

開啟ImageJ軟體,File,Open開啟待分析圖片:

如何用ImageJ進行血管分析?

點選Angiogenesis Analyze外掛,介面如下:

如何用ImageJ進行血管分析?

點選

如何用ImageJ進行血管分析?

,右鍵選擇對應的圖片型別為:Analyze HUVEC phase contrast,等待程式自動分析。

圖片分析結果如下:

如何用ImageJ進行血管分析?

資料如下圖所示:

如何用ImageJ進行血管分析?

得到資料包括總長度分支點等。

5. 使用Plot profile顯示Aqp4與血管分佈位置關係

Fig7 F中作者使用ImageJ工具Plot profile表示水通道蛋白4(Aqp4)與血管分佈的位置關係:

如何用ImageJ進行血管分析?

不同熒光在同一空間分佈,例如兩個蛋白都定位在核內或胞漿,可以透過Plot Profile工具得到的隨著劃線distance的熒光的灰度值來實現。

首先開啟RGB格式圖形,使用

如何用ImageJ進行血管分析?

劃線(劃線為黃色位置),如下圖:

如何用ImageJ進行血管分析?

點選Analyze,Tools,Color profile,得到如下結果,List匯出資料即可。

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