灌流脑类器官的连续形态质控与分类
灌流培养结合连续明场成像，以形态时间序列识别生长正常和异常的脑类器官。
用途与模型
- 研究用途
- 模型培养阶段的过程监测、批次筛选与成像数据分析。
- 模型与细胞来源
- C1-2 人 iPSC 来源的前脑类器官，第 14 天起进入灌流装置；本版本主要使用单个细胞系。
- 方法版本
- 2024 年中尺度 CSTR 培养/连续明场版本
- 实验形式
- 8 腔并联中尺度连续搅拌釜式反应器（CSTR）设计，通过对流换液；定期明场记录单个类器官。
材料与平台
- PDMS 灌流培养装置与泵
- 培养腔共享流路，泵和气泡捕集器支持连续培养；细胞来源与装置版本固定。
- 明场显微图像与形态时间序列
- 大小、圆度、长宽比及实心度等指标在连续时间点追踪。
- 图像处理与支持向量机
- 由 35 个特征中选择 12 个，比较线性与径向基核；组织学用于核对分类对应的结构差别。
测量指标与分析
- 大小与生长速率
- 外形及其时间变化
- 正常/异常分类
- SOX2、MAP2、CTIP2 组织表征
图像样本随机分为训练和测试资料，重复划分评估分类；独立类器官和外部批次的泛化能力需按各自单位核验。
研究设计与结果
训练集与交叉验证
- 研究设计
- 连续形态特征的模型分类，并考察装置内位置和装置之间的所测形态变异。
- 测试范围
- 分类资料为 70 张图像；70%/30% 训练/测试划分并重复 1,000 次，参数调节采用 5 折交叉验证。图像数与独立类器官数分开。
- 参照体系
- 人工形态分类、终末组织学，以及不同装置/腔体的形态资料。
- 研究结果
- 研究内形态分类准确率约 0.9；所测模型持续生长，各腔体位置未显示与末期直径的显著相关。
适用条件与研究局限
- 分类性能来自研究内图像划分，独立供者和外部实验室验证尚需补充。
- 主要细胞背景为 C1-2，药物处理未作为本研究的测试任务。
- 形态变异和营养供给分析的结论适用于本培养与测量条件。
来源与原文
- Non-Invasive Quality Control of Organoid Cultures Using Mesofluidic CSTR Bioreactors and High-Content Imaging原始研究 · Advanced materials technologies · 2024-08-31