RNA ISH 图像数据分析


引言

 

  RNA 原位杂交(RNA in situ hybridization,RNA ISH)是一种在组织或细胞水平检测特定 RNA 表达与定位的技术。它利用标记的核酸探针与待检测 RNA 特异性杂交,通过检测标记物确定 RNA 位置与丰度,可用于基因表达、疾病诊断等研究领域,定位准确且能结合形态学分析。美国ACD公司研发的RNAscope技术属于新一代RNA原位杂交技术,相比传统RNA原位杂交技术有着明显的优势。

  菲诺维康通过引入Visiopharm公司具有领先图像分析人工智能算法生成了"菲诺维康全切片分析(Pheno whole slide analysis, PWSA)平台",可以对RNA ISH染色后扫描图片进行数据分析,挖掘图像的丰富数据信息。

 

分析内容

 

分析名称

分析内容

病理标注

病理区域划分

扫描图像中,进行病理区域的划分

ROI区域划分

有在一张切片进行 多个ROI区域划分需求

 

a. RNA ISH检测后(大鼠脑冠状切面),对应病理区域圈选

b. RNA ISH检测后(肝组织),圈选ROI区域划分

 

分析名称

分析内容

阳性RNA信号识别(不包括细胞核)

RNA ISH单靶点阳性RNA信号识别 (不包括细胞核)

识别ROI/圈选/全切片区域内阳性RNA信号,并进行计数、面积统计和信号点的密度分析

RNA ISH双靶点阳性RNA信号识别 (不包括细胞核)

RNA ISH三靶点阳性RNA信号识别 (不包括细胞核)

 

c. 识别RNA ISH检测结果图中所有阳性RNA信号点,根据RNA阳性信号点的面积划分为红色 (<1.5μm2), 黄色 (1.5μm2- 5μm2), 粉色 (≥5μm2)

d. 识别RNA ISH检测结果图片(左侧)中所有阳性RNA信号点(右图,三色伪彩标记)

 

分析案例1:小鼠脑组织的RNAscope三色荧光检测

 

 

图注:在小鼠大脑冠状切片中检测大脑皮层RNA表达。

图f为检测结果扫描件局部放大图片(40x,黄色,粉色和绿色信号点分别为三种不同RNA探针的阳性信号);图g为识别的f图中所有阳性RNA信号点;图h为f图区域识别的所有类型的RNA阳性细胞。

表格中给出每个样本中两侧大脑皮层的组织面积,细胞总数、不同RNA搭配组合标记细胞的数量、阳性率以及细胞密度。

 

分析案例2:大鼠脑的RNAscope(红色)检测

 

图注:在大鼠大脑冠状面切片中检测Rn-Crem在对照组(i)和实验组(l)中,海马区及黑质区域的转录差异(i和l图中红色信号点为该RNA阳性信号)。

图g和m为识别的检测结果图片中所有阳性RNA信号点(红色伪彩标注);图k和n为识别的所有的细胞。

表格中给出每个大鼠样本中两侧海马,两侧黑质区域的组织面积,细胞数量,RNA阳性信号的点数,信号点的密度以及平均每个细胞的RNA信号点数。

 

分析案例3:人肺癌样本RNAscope + mIHC 检测

 

图注:在人肺癌样本中进行RNAscope (粉色、红色、黄色荧光素分别标记三种RNA信号:marker 4、5、6) + mIHC/mIF (烟蓝色、绿色、白色荧光素分别标记三种蛋白信号:marker 1、2、3)检测,对全扫描件进行数据分析。

图o为全切片原始扫描图像(20x)截选的一个区域;

图p和q为对肿瘤实质和肿瘤间质区域进行识别以及对肿瘤实质和间质内不同类型阳性细胞的识别(分析结果见表格中的灰色区域部分);

图r和s为对肿瘤组织边界范围内0-25μm(粉色伪彩)、 25-50μm(红色伪彩),肿瘤组织外0-25μm(绿色伪彩)、 25-50μm(黄色伪彩) 和 内部肿瘤组织(白色伪彩)的区域识别以及在不同识别区域内特定标记组合细胞的识别(分析结果见表格中蓝色区域部分);

图t和u为本研究感兴趣的某类阳性细胞的识别,在肿瘤实质区域内对该类细胞周围0-25μm,25-50μm,50-75μm三个梯度范围的组织区域,依次标记为绿色、红色和黄色伪彩以及在这三个梯度内的其他特定标记组合细胞的识别(分析结果见表格中绿色区域部分)。