基于算法的组织血管化量化方法在免疫组化染色切片中的应用

《Scientific Reports》：Algorithm-based quantification of tissue vascularization in immunohistochemical stainings of tissue sections

摘要

血管系统确保了充足的血液供应和组织稳态，由不同类型的细胞组成。内皮细胞构成了血管的结构基础，同时伴随着壁细胞，特别是在微循环中的周细胞，以及大血管（动脉、小动脉和静脉）中的血管平滑肌细胞（vSMC）。由于这些细胞类型彼此紧密相邻，且壁细胞的标记物分布不均匀，在免疫组化染色中区分它们颇具挑战性。此外，毛细血管和周细胞的手动计数高度依赖于操作者的主观判断，这阻碍了不同操作者及不同实验室之间的结果比较。为了解决这些问题，我们开发了一种基于自动化算法的分析软件，用于标准化免疫组化图像中血管结构的量化，该软件名为CAPPER（毛细血管/周细胞量化工具）。通过应用自适应阈值处理、形态学操作和领域特定知识，CAPPER在量化不同器官（大脑、心脏、肌肉和肾脏）、不同物种（小鼠和猪）以及多种疾病状态下的毛细血管密度和周细胞覆盖率方面表现出色。我们还提出了一种可靠的周细胞标记物组合，以更准确地识别这种难以捉摸的细胞类型。