使用 Cell-ACDC 分析多维显微镜数据

我们正在通过开发一款名为 Cell-ACDC 的细胞分裂周期分析软件，改进多维显微镜数据的分析，以克服快速生物学发现中的瓶颈。目前的人工智能模型往往难以获取，此外，要获得高质量的结果，仍需要进行可视化和人工校正。

然而，如果没有合适的工具，这些任务可能会变得非常繁琐。首先，在可视化与校正模块的主窗口中点击“启动图形用户界面（Launch GUI）”。然后点击新窗口工具栏中的文件夹图标，并选择包含数据的文件夹。

然后按“选择文件夹”以确认选择。使用下拉菜单选择预处理的明场相位差通道，然后按“确定”以确认。选择分割掩膜名称，然后单击“加载选定”以加载上一步中创建的分割文件。

单击“确定”以确认已加载位置的图像属性。当系统提示时，选择“否”以防止加载额外的荧光数据。使用模式选择器选择分割与追踪模式。

在菜单栏中，依次选择跟踪（Tracking）、选择实时跟踪算法（Select real-time tracking algorithm），然后根据生物体选择所需的实时跟踪器。使用左、右箭头键在各帧之间导航。跳转至第 10 帧。

按下 S 键以激活手动芽体分离工具，然后单击右键自动分割第一个细胞的分割掩膜。现在，导航至第 14 帧。按下 B 键以激活画笔工具，并使用鼠标左键绘制芽体缺失的分割掩膜。

使用可用工具在后续帧中继续修正分割和跟踪错误。至少修正至第42帧。通过模式选择器启动细胞周期分析。

当提示时，选择“是”以跳转到第1帧。使用左、右箭头键在各帧之间导航。当提示时，单击“确定”以接受细胞周期注释表的初始化，并导航至第41帧。

右键单击细胞一或其出芽，以断开连接并标注细胞分裂事件。继续查看所有相关帧，并使用可用工具更正自动母细胞-出芽分配中的任何错误。要将出芽分配给母细胞，请按 A 键激活“将出芽分配给母细胞”工具。按住鼠标右键并拖动出芽，将其拖至对应的母细胞后松开鼠标按钮。

要重新初始化细胞周期注释，请从工具栏中选择相应选项。若要断开或重新建立母细胞-芽体关联，请确保未选择任何工具。右键单击已存在的母细胞-芽体对以断开关联，或再次右键单击以重新建立连接。

使用模式选择器激活正常分裂谱系树。当提示时，选择“是”以跳转到第一帧，并使用左右箭头键在各帧之间导航。利用编辑工具栏中提供的工具，修正自动母女分配中的错误。

当系统提示时，单击“Propagate”以应用更改。要为新细胞 ID 分配母细胞，请按 F 键激活“为新细胞 ID 查找母细胞”工具。右键单击新细胞以循环浏览候选母细胞。肿瘤类球体中的核分割结果显示细胞核体积呈广泛分布，大量对象表现为体积较小，少数对象则表现出极大体积。

肿瘤类器官的三维视图显示了大量带有标记标识符的分割细胞核，z轴切片展示了应用于每个细胞核的红色分割轮廓。在出芽酵母中，H2B蛋白含量在芽体出现时急剧增加，并在细胞核分裂前达到平台期。在酵母数据集中，细胞核数量在细胞核分裂时突然增加。

在小鼠胚胎干细胞中，细胞面积持续增加直至达到最大值，随后在细胞分裂期间减小，之后在子代细胞中再次开始上升。因此，Cell-ACDC 是一个开源软件框架，可便捷地访问用于生物图像分析的人工智能模型，并确保显微镜数据具有高度可共享性。Cell-ACDC 的一个重要特点是，研究社区能够轻松地将新方法整合到具有标准化数据结构的现有工作流程中。

利用 Cell-ACDC 提供的校正数据对最先进的方法进行微调，可为 fully automated bioimage analysis 奠定基础。