美發布新成像工具記錄干細胞時空和功能變化

　　干細胞應用研究具有廣泛的前景，包括癌癥或心臟病治療、組織或器官移植，以及專門針對個人遺傳的高度個性化藥物。但這些應用面臨類似的障礙：干細胞生產計量工具的開發具有很大的挑戰性，導致各類新型干細胞相關產品的安全性、有效性及高質量難以確定。因此，科學家們一直在試圖解決這些問題。

　　 美國國家標準技術研究院（NIST）近日發布一款新的圖像分析工具，結合錄像和高功率計算，使得人們可以更加接近評估、理解和量化用于相關療法或產品的細胞群特征。該工具名為網頁圖像處理管道（簡稱WIPP），類似地圖應用程序。通過該工具，細胞培養物被分成真實的位置，可以通過非常像GPS點或地理地圖應用來探索和應用。WIPP還允許使用者檢查從任何角度觀察他們選擇的培養皿中發生的情況。

　　 跟蹤單個活體干細胞成像研究比較簡單：使用現有工具（如視頻顯微鏡）拍攝固定的干細胞，運行鏡頭并觀察隨時間推移細胞的情況。但如果有成千上萬的細胞，并且拍攝足夠的圖像以捕捉每個細胞的運動和變化，這就需要很多電腦。例如，5天三次實驗可以產生等于1TB的數據集，筆記本電腦或臺式機系統硬盤區上難以承擔大量數據的處理工作。

　　 WIPP利用服務器的計算能力和WEB界面的靈活性避開了這個問題。研究人員將數據上傳到服務器中，服務器執行部分計算操作，另一部分則通過瀏覽器由臺式機來執行。在WIPP系統中，可以在各種地圖中瀏覽，并訪問培養皿中的不同位置，還可以隨時發現每個位置發生的情況以及細胞的生長變化。

　　 WIPP結合了圖像背后的計算，提取分析數據以匹配實驗的每個視圖，允許用戶收集關于這些指標的形狀、大小、紋理特征、熒光強度、對比度以及變化率的關鍵計量值，并且可以分析不同時空每個細胞群內的集落情況。研究人員還可以使用WIPP系統追溯實驗中的計算情況。

　　 該系統還可以用于評估下一代藥品及其制造后的情況。近期美國FDA批準白血病基因療法就是一個最新例子。在制造過程中，質量評估和監測必須是可復制和精確的，這種質量控制必須由細胞群體級別完成，這就需要WIPP這樣具有大數據量級處理的能力。NIST將免費向所有用于研究目的的人提供WIPP界面，包括開放源代碼。

　　 該成果詳見2018年1月斯普林格出版社出版的一本新參考書《大影像數據的網頁微分析》（ Web Microanalysis of Big Image Data）中，也發表在《Stem Cell Research》雜志上。