活体生物发光成像技术的*新进展(二）

日期：2024-11-03 17:43

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摘要：

有几种常用的荧光素酶？特性如何？

有两种常用的荧光素酶，luciferase 和renilla的荧光素酶，二者的底物不一样，前者的底物是luciferin，后者的底物是coelentarizine。二者的发光颜色不一样，前者所发的光波长在540-600nm，后者所发的光波长在460-540nm左右。前者所发的光更容易透过组织。后者在体内的代谢比前者快，但由于coelentarizine的原因，会有一些非特异性发光。所以，通常使用前者用作报告基因。

荧光素酶的发光特性如何？

荧光素腹腔注射老鼠后约一分钟后表达荧光素酶的细胞开始发光，十分钟后强度达到*高。在*高点持续约法20-30分钟后开始衰落，约三小时后荧光素排除，发光全部消失。所以，*好的检测时间是在注射后15到25分钟之间。

荧光素酶的发光是否需要激发光？

荧光素酶的发光是生物发光，不需要激发光，但需要底物荧光素(LUCIFERIN)。荧光素是一种水溶性和脂溶性都非常好的小分子，很容易穿透细胞膜和血脑屏障。

如何保证荧光素酶(Luciferase)的稳定性？

荧光素酶基因是插到细胞染色体内的，当细胞分裂、转移、分化时,荧光酶也会得到持续稳定的表达。荧光素酶的半衰期约三个小时, 所以只有活细胞才能够持续表达荧光素酶。

标记的肿瘤接种以后，会发生luciferase的丢失吗？

从理论上会，但是还没有正式的报道。丢失的量，非常小，可以忽略不记，不会影响实验结果。当肿瘤传很多代长很大时，已经有很多细胞死亡，不具有观察的意义。

如何定量分析？

采取**光子数的计算方法，记录单位时间内、单位面积、单位角度接受到的光子数。这样，不同时间、不同仪器的测量结果可以进行比较，具有**的定量意义。每一个新标记的细胞株都要进行**的定量分析才能用于定量实验，其中包括在体外和体内固定位置细胞发光的标准曲线。提供的每一种荧光酶标记的细胞株都做过****的分析。我们也为客户免费提供这些分析的方法。

仪器的解析度如何？分辨率如何？

仪器的*高解析度在0.1毫米左右。*新的仪器IVIS 200的*高解析度可达到60um,在体外可观察到单个发光细胞。由于可见光是漫射光，在体内走的路线不是直线，所以该仪器的体内光源的分辨率不是很好，通过该仪器观察的发光图片不能代表发光物质的结构信息，在动物体表所捕捉的发光信号只能代表发光的强度和大概的位置。小动物CT和MRI，在这方面具有优势，因为放射线走的路线很直。

发光的波长与体内的穿透性如何关系？

荧光素酶发出的光主要是偏红光，与绿色荧光蛋白(GFP)的绿色荧光不同。荧光素酶的偏红光比绿色荧光蛋白的绿光在体内的穿透性要强近一百倍。因为光在哺乳动物组织内传播时会被散射和吸收，不同类型的细胞和组织吸收光子的特性并不一样。血红蛋白（hemoglobin）是造成体内可见光被吸收的主要因素，其吸收可见光中蓝绿光波段的大部分。但是在可见光大于600纳米的红光波段，血红蛋白的吸收作用却很小。因此，在偏红光区域,大量的光可以穿过组织和皮肤而被检测到。

可以用荧光素酶基因标记干细胞吗？如何标记？

可以，标记干细胞有两种方法。一种是标记组成性表达的基因，做成转基因小鼠，干细胞就被标记了，从此小鼠的骨髓取出造血干细胞，移植到另外一只小鼠的骨髓内，可以用该技术示踪造血干细胞在体内的增殖和分化及迁徙到全身的过程。另外一种方法是用慢病毒标记干细胞。以上内容都有相关的文献报道。

该技术在抗肿瘤新药研究方面的应用如何？

在用该技术进行抗肿瘤新药的研究方面，主要是药效学评价。用活体成像的方法比传统技术有更高的灵敏度，当用传统的方法，还不能检测到瘤块时，用该技术已经可以检测到很强的信号。还有由于该技术只是检测活跃的细胞，那些已经凋亡的癌细胞是检测不到的，而用传统的方法，不能区别正常的癌细胞与凋亡的癌细胞，所以该技术可以比传统技术更早的发现**的疗效，比传统方法更灵敏。目前已经应用该技术进行的抗肿瘤药效研究的有SU11248（很可能上市的乳腺癌新药），Topotecan（已经上市的抗肿瘤新药）等。

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