Colocalization by Cross Correlation
相互相関を利用した共局在の定量
原理
相互相関解析とは、２つの信号、配列（ベクトル）の類似性を確認するために使われる解析法。２つの時系列波形があるとき、両者の相関係数を時間をずらしながら（Δtを増加させながら）計算することにより求める。この解析法を画像解析に応用し、2種類（2色）の分子の共局在性を定量するのに使われている。画像解析の場合、ずらすのは時間ではなく空間（Δx、Δy、Δz）。空間をずらしていったときの、2つの画像の相関係数の推移をもとに局在性を評価する。
まず、2種類（2色）の画像、AとBを用意する。画像AとBの相関係数を求める。そして、Aの画像を少しずつずらしていき、Bとの画像の相関係数を求める。すると、ずらした距離の関数の相関係数が求まる（下図）。この相関係数を「Original相関」とする。もし、AとB画像が全く同じ画像ならば、距離0のときの相関が1となり、画像をずらしていくと相関係数が減衰していく。
ついで、非特異的な相関を求める（non-specific correlation）。求め方は、Aの画像をばらばらにし、シャッフルしたランダム画像を作成する（下図）。「Original相関」と同様に、このランダム画像とB画像との相関係数を画像をずらしながら求める。この相関係数を「Random相関」とする。
AとB画像の相関から、非特異的な相関（non-specific correlation）を除く。具体的には、「Original相関」から「Random相関」を引いたもの（下図）。これを、「Subtracted相関」とする。
最後に、共局在性を評価する指標を計算する。まず、「Subtracted相関」のカーブの下の領域（AUC: area under the curve）の面積を求める（下図）。これを「Original相関」のAUCで割った値をパーセントで表記したものがConfidenceと呼ばれる指標となる。100に近いほど、AとBの画像を同一であることを示し、共局在性が強いことを表す。
Plugin
Fiji / ImageJのPluginにColocalization by Cross Correlationという名前である。使い方はとても簡単。2種類（2色）の画像とどちらかの片方のマスク画像を用意する。あとは、PSF（Point Spread Function）を入力するだけ。PSFの簡易的な求め方は、一般的な蛍光顕微鏡であれば、0.51ｘλ / N.A.。共焦点顕微鏡であれば、0.37ｘλ / N.A.。λは蛍光波長、簡易的には蛍光分子のピーク波長。N.A.は開口数、簡易的には対物レンズの開口数。
参考文献・サイト