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細(xì)胞追蹤升級(jí)，為每一個(gè)細(xì)胞都裝上“GPS”
探索細(xì)胞的秘密舞步，是解鎖生命之謎的關(guān)鍵。傳統(tǒng)追蹤技術(shù)，如同笨重的舞鞋，可能會(huì)擾亂細(xì)胞的自然節(jié)奏，更別提那些耗時(shí)的標(biāo)記方法和手動(dòng)分析的繁瑣。想象一下，如果有一種“魔法”，能夠無(wú)打擾地記錄下每個(gè)細(xì)胞的每一個(gè)瞬間，那將會(huì)是怎樣的體驗(yàn)？
只需一臺(tái)Incucyte®實(shí)時(shí)活細(xì)胞分析系統(tǒng)，結(jié)合CellTraxx 軟件便可自動(dòng)對(duì)細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)和形態(tài)進(jìn)行高通量、實(shí)時(shí)的無(wú)標(biāo)記追蹤，輕松為每一個(gè)細(xì)胞都裝上“GPS”，讓您的研究跳脫傳統(tǒng)束縛，邁入高效率的新時(shí)代。
Incucyte®在細(xì)胞培養(yǎng)箱內(nèi)實(shí)時(shí)采集細(xì)胞影像，長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)細(xì)胞遷移，解析海量數(shù)據(jù)，獲得高質(zhì)量的細(xì)胞遷移影像。
CellTraxx 是基于Incucyte®開(kāi)發(fā)的一款細(xì)胞軌跡分析軟件。挪威奧斯陸大學(xué)Børge Holme利用Incucyte® 10倍物鏡采集的相差通道圖片，開(kāi)發(fā)出了這款簡(jiǎn)單易用且支持批量細(xì)胞軌跡分析的軟件[1][2]。用戶(hù)僅需將Incucyte®導(dǎo)出的實(shí)時(shí)AVI視頻導(dǎo)入CellTraxx（圖1），軟件便會(huì)自動(dòng)進(jìn)行“視野抖動(dòng)”校正、特異性分割細(xì)胞核輪廓，并對(duì)不同時(shí)間點(diǎn)批量的細(xì)胞進(jìn)行軌跡追蹤定量。相比明場(chǎng)成像，Incucyte®相差通道采集的圖片可以凸顯細(xì)胞核的對(duì)比度，分割準(zhǔn)確度更高。
圖1. CellTraxx分析流程（a）及與軌跡追蹤需要優(yōu)化的定量參數(shù)（b）
目前軟件單次分析可以實(shí)現(xiàn)對(duì)2,000個(gè)視頻共約500,000個(gè)細(xì)胞的軌跡追蹤，圖2展示了CellTraxx導(dǎo)出的代表性結(jié)果。
圖2. CellTraxx分析導(dǎo)出的結(jié)果：a）視野抖動(dòng)校正后不同時(shí)間點(diǎn)采集的圖片及細(xì)胞核信號(hào)的分割；b）圖片中每個(gè)細(xì)胞在采集的時(shí)間段對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)的軌跡圖；c）進(jìn)行軌跡分析的細(xì)胞比例及其細(xì)胞核直徑的統(tǒng)計(jì)圖；d）圖片里不同細(xì)胞運(yùn)動(dòng)速度的直方圖；e）細(xì)胞運(yùn)動(dòng)速度隨檢測(cè)時(shí)間的變化；f&g）在檢測(cè)時(shí)間段所有細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的軌跡圖和圖片中每個(gè)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的軌跡圖
圖3展示了形態(tài)和大小不同的5種細(xì)胞（RPE1、MDA-MB-231、HT1080、U2OS和PC-3）軌跡追蹤結(jié)果，CellTraxx的結(jié)果與人為參與的軌跡追蹤結(jié)果基本一致，說(shuō)明CellTraxx對(duì)分析的細(xì)胞具有廣泛的適用性。
圖3. 5種不同形態(tài)的細(xì)胞CellTraxx自動(dòng)和人為參與的細(xì)胞軌跡追蹤結(jié)果
細(xì)胞在基質(zhì)（如膠原蛋白、纖連蛋白或基質(zhì)膠）內(nèi)的運(yùn)動(dòng)可以更好地在體外模擬機(jī)體內(nèi)細(xì)胞在微環(huán)境中的運(yùn)動(dòng)，但是基質(zhì)會(huì)增加背景信號(hào)，降低對(duì)細(xì)胞的準(zhǔn)確分割。作者檢測(cè)了MDA-MB-231細(xì)胞在鼠尾膠原蛋白I內(nèi)的侵襲（圖4和視頻1），利用Incucyte®間隔10min連續(xù)成像18h，雖然在圖片里可以看到明顯的基質(zhì)背景信號(hào)，但CellTraxx仍可以準(zhǔn)確地對(duì)MDA-MB-231細(xì)胞進(jìn)行軌跡分析。精確定量的前提是Incucyte®在檢測(cè)的108個(gè)時(shí)間點(diǎn)快速采集圖片，聚焦都很清晰、穩(wěn)定。
圖4. 鼠尾膠原蛋白I內(nèi)MDA-MB-231細(xì)胞運(yùn)動(dòng)軌跡追蹤
CellTraxx軟件不僅能夠追蹤和分析生長(zhǎng)平面上單個(gè)細(xì)胞的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡，還能夠應(yīng)用于細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)（視頻2）。對(duì)于細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)，Incucyte®提供image lock板+劃痕器+分析軟件的綜合解決方案，可以幫助用戶(hù)快速獲得均一的創(chuàng)口和高重復(fù)性的結(jié)果。下圖展示了平面培養(yǎng)（圖5a和5b）和創(chuàng)口邊緣的人前列腺癌細(xì)胞PC3（圖5c和5d）在HGF（肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子）作用下運(yùn)動(dòng)軌跡的改變。兩種檢測(cè)模型下HGF均顯著增加細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)速度，但對(duì)PC3細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的方向性（Directness）和前向運(yùn)動(dòng)指數(shù)（FMI）無(wú)影響（圖5e和5f，細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)里細(xì)胞均向創(chuàng)口區(qū)運(yùn)動(dòng)，故方向性和FMI更高）。
圖5. PC3細(xì)胞平面培養(yǎng)隨機(jī)運(yùn)動(dòng)和細(xì)胞劃痕模型里定向運(yùn)動(dòng)結(jié)果
對(duì)于細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)，Incucyte®僅需一份樣本即可從創(chuàng)口匯合度和細(xì)胞運(yùn)動(dòng)速度兩個(gè)角度評(píng)估細(xì)胞運(yùn)動(dòng)能力的改變，實(shí)現(xiàn)了1到2的結(jié)果輸出，還可以進(jìn)行細(xì)胞趨化和腫瘤球侵襲檢測(cè)，是典型的一機(jī)多能。
總而言之，CellTraxx軟件體現(xiàn)了Incucyte®實(shí)時(shí)活細(xì)胞分析系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)：
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自動(dòng)檢測(cè)，提升實(shí)驗(yàn)效率：滿足密集時(shí)間點(diǎn)以及長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)的需求，一次實(shí)驗(yàn)得到大量數(shù)據(jù)，解放人力，是從事細(xì)胞研究的工具
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分析簡(jiǎn)便，提升數(shù)據(jù)質(zhì)量：經(jīng)過(guò)優(yōu)化的、向?qū)讲杉胺治鲕浖浜蠠晒馔ǖ?，獲取多重、可靠的結(jié)果
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6板位設(shè)計(jì)，多實(shí)驗(yàn)同步開(kāi)展：內(nèi)設(shè)6個(gè)板位，可以分別獨(dú)立設(shè)置檢測(cè)程序，滿足6組不同實(shí)驗(yàn)或多人實(shí)驗(yàn)同時(shí)檢測(cè)的需求
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配套完整的試劑和工具，可以實(shí)現(xiàn)各種活細(xì)胞以及腫瘤球、類(lèi)器官的長(zhǎng)時(shí)間觀察，以及趨化劃痕遷移實(shí)驗(yàn)等
還是那句話，只要放好您的細(xì)胞，其他的交給Incucyte®吧！
-參考文獻(xiàn)（點(diǎn)擊下方文獻(xiàn)閱讀原文）-
[1] Holme, B., Bjørnerud, B., Pedersen, N.M. et al. Automated tracking of cell migration in phase contrast images with CellTraxx. Sci Rep 13, 22982 (2023)
[2] 軟件地址：https://github.com/borge-holme/celltraxx_download