自監督學習用於細胞形態分析
細胞形態表型分析透過高內涵顯微成像揭示化學或遺傳擾動引致的細胞變化,已成為藥物發現與作用機制研究的重要工具。研究在《Nature Methods》系統比較四種代表性自監督學習模型,探討構建可擴展細胞形態基礎模型的路徑。
傳統方法局限
傳統細胞形態分析依賴細胞分割與人工設計的形態特徵,既增加數據處理的複雜度,亦容易受實驗批次、成像條件及細胞類型差異影響,限制了大規模藥物篩選應用的一致性與可擴展性。


四種模型比較
研究系統比較四種代表性自監督學習模型:基於自蒸餾學習的 DINO、基於掩碼重建的 MAE 與 iTPN,以及融合兩類機制的 DINOv2。此類方法可直接從大量未標註圖像學習通用表徵,無需人工標籤即可刻畫細胞形態差異。


數據規模與意義
研究採用 JUMP–Cell Painting 數據集,涵蓋來自 7 個實驗室的 119,876 種化合物及大量細胞圖像,評估各模型的表徵學習能力。團隊指出,自監督學習為構建可擴展的細胞形態基礎模型提供新途徑,有助推動藥物發現與作用機制研究。

