| Description: |
In the work, the patterns of dynamics of morphological parameters of human plu-ripotent stem cell colonies depending on their phenotype (degree of differentiation) were studied. The dynamics of the morphological parameters of the colonies (area, perimeter, roundness, etc.), obtained through semi-automatic processing of images of colonies of the H9 cell line, were analyzed. The data were divided into two groups corresponding to colonies with a "good" and "bad" phenotype. Data preprocessing was performed: time alignment, smoothing, differentiation, and standardization. Using clustering methods, heterogeneity was revealed in the "bad" colony group: one subgroup demonstrated an increase in area, while the other showed a decrease. The dynamics of the parameters were approximated by linear, exponential, and logistic mod-els. The dynamics of the average area of "good" colonies correspond to an exponential model. For "bad" colonies with increasing area, a two-compartment model describing the interaction between "good" and "bad" cells within the colony was proposed. The model showed the best approximation of the average area dynamics for the considered colonies. The analysis of the dynamics of perimeter and roundness revealed differences in the growth patterns of colonies between phenotypes. As an additional result, new data on the dynamics of morphological parameters of colonies for the CaSR cell line were ob-tained. The obtained results can be used to develop predictive models of the dynamics of the morphological portrait of human pluripotent stem cell colonies.
Тема выпускной квалификационной работы: «Анализ динамики морфоло-гических параметров плюрипотентных стволовых клеток человека». В работе изучены закономерности динамики морфологических параметров колоний плюрипотентных стволовых клеток человека в зависимости от их фено-типа (степени дифференцировки). Анализировалась динамика морфологических параметров колоний (площадь, периметр, округлость, и др.), полученных с по-мощью полуавтоматической обработки изображений колоний клеточной линии H9. Данные были разбиты на две группы, колонии с «хорошим» и «плохим» фе-нотипом. Проведена предобработка данных: выравнивание по времени, сглажи-вание, и др. С помощью методов кластеризации выявлена неоднородность в группе «плохих» колоний: одна подгруппа демонстрировала рост площади, дру-гая – её снижение. Динамика параметров аппроксимирована различными моде-лями. Динамика средней площади «хороших» колоний соответствует экспонен-циальной модели. Для «плохих» колоний с растущей площадью предложена двухкомпартментная модель, описывающая взаимодействие «хороших» и «пло-хих» клеток внутри колонии. Анализ динамики периметра и округлости показал различия в характере роста колоний между фенотипами. В качестве дополни-тельного результата были получены новые данные по динамике морфологиче-ских параметров колоний для клеточной ли-нии CaSR. Полученные результаты могут быть использованы для разработки предиктивных моделей динамики морфологического портрета колоний плюрипо-тентных стволовых клеток человека. |