ACTO3D：生物学における高解像度3D蛍光イメージングのためのオープンソースのユーザーフレンドリーボリュームレンダリングソフトウェア

蛍光顕微鏡検査と組織除去の進歩により、蛍光標識組織、臓器、胚の3Dイメージングが革新されました。ただし、既存のソフトウェアおよびコンピューティングソリューションの複雑さと高コストは、特にリソースが限られている研究者による広範な採用を制限しています。ここでは、複数の蛍光プローブでラベル付けされたターゲットの高解像度3D画像の生成と分析を合理化するように設計されたオープンソースソフトウェアであるActo3Dを提示します。ACTO3Dは、3Dデータのインポートと視覚化を簡単にするための直感的なインターフェイスを提供します。ActO3Dは簡単な3D表示を提供しますが、すべての計算を明示的に実行し、表示された画像を詳細に制御できます。統合されたグラフィックス処理ユニットを活用して、ActO3Dはすべてのピクセルデータをシステムメモリに展開し、視覚化の遅延を減らします。このアプローチは、3Dでの正確な画像の再構築と効率的なデータ処理を容易にし、高価な高性能コンピューターと専用のグラフィックス処理ユニットの必要性を排除します。また、3Dでルーメン構造を効率的に抽出する方法を導入しました。マウスの胚構造をイメージングし、蛍光情報を保存しながら咽頭アーチ動脈の3D再構成を実行することにより、Acto3Dを検証しました。ACTO3Dは、生物学的研究のための費用対効果が高く効率的なプラットフォームです。

Advances in fluorescence microscopy and tissue-clearing have revolutionised 3D imaging of fluorescently labelled tissues, organs and embryos. However, the complexity and high cost of existing software and computing solutions limit their widespread adoption, especially by researchers with limited resources. Here, we present Acto3D, an open-source software, designed to streamline the generation and analysis of high-resolution 3D images of targets labelled with multiple fluorescent probes. Acto3D provides an intuitive interface for easy 3D data import and visualisation. Although Acto3D offers straightforward 3D viewing, it performs all computations explicitly, giving users detailed control over the displayed images. Leveraging an integrated graphics processing unit, Acto3D deploys all pixel data to system memory, reducing visualisation latency. This approach facilitates accurate image reconstruction and efficient data processing in 3D, eliminating the need for expensive high-performance computers and dedicated graphics processing units. We have also introduced a method for efficiently extracting lumen structures in 3D. We have validated Acto3D by imaging mouse embryonic structures and by performing 3D reconstruction of pharyngeal arch arteries while preserving fluorescence information. Acto3D is a cost-effective and efficient platform for biological research.