High Resolution U-Net for Quantitatively Analyzing Early Spatial Patterning of Human Induced Pluripotent Stem Cells on Micropatterns
High Resolution U-Net for Quantitatively Analyzing Early Spatial Patterning of Human Induced Pluripotent Stem Cells on Micropatterns
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高分辨率 U-Net 用于定量分析微图案上人类诱导多能干细胞的早期空间图案
DOI：
10.1109/embc46164.2021.9630956
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Tsai Ming-Dar
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chu Slo-Li;Abe Kuniya;Yokota Hideo;Cho Dooseon;Chen Yuan-Hao;Tsai Ming-Dar
人诱导多能干细胞（hiPSCs）在微图案化芯片上可以高度同步、可重复地分化为外胚层、中胚层和内胚层三种胚层细胞。细胞被限制在芯片内，几乎以单层的形式二维扩展，因此非常适合用于其多能性的定量分析。我们提出了一种新的U-网（MP-UNet）结构，用于使用Hoechst荧光图像在微图案芯片上对hiPSCs的早期空间图案进行细胞分割。在这种结构中，编码/解码层可以动态调整，以提取足够的图像特征，并灵活的图像大小。Dice和权重损失函数被设计用于识别低信噪比、高边界面积比和紧凑细胞图像中的微小差异。测试了几种尺寸的Hoechst图像，以表明MP-UNet可以在各种尺寸的微图案芯片的细胞区域和数量计数中实现高精度，从而成为hiPSCs早期空间图案化的优秀定量工具。
Human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) can differentiate into three germ layer cells, i.e. ectoderm, mesoderm and endoderm, on micropatterned chips in highly synchronous and reproducible manners. The cells are confined within the chip, expanding two-dimensionally as almost in the form of monolayer, thus to be ideal for serving quantitative analysis of their pluripotency. We present a new U-Net (MP-UNet) structure for cell segmentation of early spatial patterning of hiPSCs on micropattern chips using Hoechst fluorescence images. In this structure, the encoding/decoding layers can be dynamically adjusted to extract sufficient image features and be flexible to image sizes. Dice and weight loss functions are designed to identify slight difference in low signal-to-noise ratio, high boundary-to-area ratio and compacted cell images. Several sizes of Hoechst images were tested to show MP-UNet can achieve high accuracy in cell regions and number counting for various sizes of micropattern chips, thus to be excellent quantitative tool for early spatial patterning of hiPSCs.
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全球首个使用 iPS 细胞片治疗角膜上皮干细胞缺陷的临床试验
DOI：
10.15761/nfo.1000234
发表时间：
2019
期刊：
New Frontiers in Ophthalmology
影响因子：
--
作者：
A. Akabayashi;E. Nakazawa;Nancy S. Jecker
通讯作者：
Nancy S. Jecker
影响因子：
2
作者：
Yuan-Hsiang Chang;H. Yokota;K. Abe;Ming-Dar Tasi;S. Chu
通讯作者：
Yuan-Hsiang Chang;H. Yokota;K. Abe;Ming-Dar Tasi;S. Chu
影响因子：
48
作者：
Falk, Thorsten;Mai, Dominic;Ronneberger, Olaf
通讯作者：
Ronneberger, Olaf
人类胚胎干细胞在微模式上的自组织。
影响因子：
14.8
作者：
Deglincerti A;Etoc F;Guerra MC;Martyn I;Metzger J;Ruzo A;Simunovic M;Yoney A;Brivanlou AH;Siggia E;Warmflash A
通讯作者：
Warmflash A