想實時掌控裸鼠成瘤實驗中腫瘤生長情況？想知道自己打進小鼠體內(nèi)的細胞定植位置？想知道藥物處理對體內(nèi)腫瘤的影響？這些都可以通過活體成像熒光素酶-底物系統(tǒng)原理PerkinElemer/Revvity品牌來實現(xiàn)，讓你隨時掌控細胞位置和數(shù)量。讓細胞或者小動物體內(nèi)目的部位表達追蹤器：熒光素酶。
熒光素(Luciferin)是一種在各種生物發(fā)光生物的細胞中發(fā)現(xiàn)的化學物質(zhì)。當熒光素(Lucferin)在熒光素酶(Luciferase)和 ATP 的催化作用下被氧化時，就會產(chǎn)生光。由于反應依賴于 ATP，它使研究人員能夠確定能量或生命的存在。熒光酶(Luciferase)是生物體內(nèi)催化英光素(ludfen)或者脂肪醛氧化發(fā)光的一類酶的總稱，熒光毒酶可以從細菌,黃火蟲,海星等提取出來。螢火蟲熒光素(fireflyluciferase)由于發(fā)射光譜的特性，其是一種特別好的體外成像報告系統(tǒng)熒光素酶是一類能催化底物產(chǎn)生生物發(fā)光的酶的統(tǒng)稱，不同來源的熒光素酶各有特點，可催化底物發(fā)出不同顏色的光。其中螢火蟲熒光素酶（Luciferase）靈敏度高，檢測線性范圍寬達7~8個數(shù)量級，成為常用的哺乳動物細胞報告基因。將熒光素酶報告質(zhì)粒轉(zhuǎn)入細胞內(nèi)，加入其底物熒光素孵育細胞，在ATP、O2和鎂離子存在情況下，熒光素酶氧化熒光素底物便可產(chǎn)生可見光反應。實現(xiàn)“目的部位發(fā)光，實時成像追蹤"。
圖2：熒光素酶和熒光素鉀鹽（貨號：122799）反應發(fā)光原理
成像特點
◎ 無輻照，對生物體幾乎無害。
◎ 生物發(fā)光，無需激發(fā)光源。
◎ 靈敏度高，幾百個細胞就能檢測。
◎ 穿透性好，3-4cm組織深度仍能檢測。
◎ 信噪比高，熒光信號強，抗干擾性好。
應用方向
腫瘤生長：裸鼠成瘤實驗中實時無侵入觀察腫瘤生長情況，無需剝瘤測量。
腫瘤藥物：檢測給藥對于腫瘤生長或是轉(zhuǎn)移的影響，熒光素底物3小時即可排除，對藥物實驗無干擾。
細胞定位：檢測外源細胞在動物體內(nèi)的定位分布。
基因表達調(diào)控：目的基因或目的基因啟動子和熒光素酶基因融合，檢測藥物處理或是病程發(fā)展中基因表達的變化。
干細胞研究：監(jiān)測干細胞的移植、存活和增殖；示蹤干細胞在體內(nèi)的分布、遷移。
常見問題
Q1：與傳統(tǒng)技術相比，生物發(fā)光成像技術優(yōu)勢體現(xiàn)在哪些方面？
與傳統(tǒng)技術相比，該技術對于腫瘤轉(zhuǎn)移的研究、基因治療、流行病學的發(fā)病學研究，干細胞示蹤，白血病的相關研究等方面，比傳統(tǒng)方法更靈敏，還可以通過一系列轉(zhuǎn)基因動物疾病模型，來快速直觀的進行相關疾病的發(fā)病機理和藥物篩選研究。
Q2：如何用熒光素酶基因標記干細胞？
可標記組成性表達的基因，做成轉(zhuǎn)基因小鼠，干細胞就被標記了，從該小鼠的骨髓取出造血干細胞，移植到另外一只小鼠的骨髓內(nèi)，可以用該技術示蹤造血干細胞在體內(nèi)的增殖和分化及遷徙到全身的過程。另外一種方法是用慢病毒標記干細胞。
Q3：在注射熒光素后多久進行檢測比較合適，發(fā)光能持續(xù)多久？
腹腔注射一般10-15min后熒光信號達到穩(wěn)定期，20-30min后開始衰減，3h后熒光素排除，發(fā)光消失。
Q4：怎么將熒光素注入小鼠體內(nèi)，注射方法之間的區(qū)別是什么？
熒光素可通過腹腔注射或尾部靜脈注射注入小鼠體內(nèi)。約1 min可擴散到小鼠全身。大部分情況下使用熒光素濃度為150 mg/kg。對于20 g的小鼠約使用3 mg的熒光素即可。對于腹腔注射來講，擴散較慢，開始發(fā)光較慢，持續(xù)發(fā)光時間較長。對于熒光素的尾部靜脈注射，擴散快，開始發(fā)光快，但發(fā)光持續(xù)時間較短。
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