腾博会官网

生物发光 Bioluminescence

要让小鼠自觉光
，靠的是生物发光历程
，也就是让荧光素酶催化底物氧化反应
，爆发发射光
。

我们可以将荧光素酶（luciferase）基因
，如：萤火虫荧光素酶
，整合到细胞或动物 DNA 中以表达荧光素酶
，在ATP、镁离子和氧气保存的条件下
，外源给予底物荧光素（luciferin）
，荧光素酶催化底物氧化反应爆发发射光
。只有活细胞内才会爆发发光征象
，且光的强度与标记细胞的数目成正比
。

实验室常用的荧光素酶有：

活体动物体内可见光成像 In Vivo Optical Imaging

主要接纳生物发光成像 (BLi,Bioluminescence imaging) 和（或）荧光成像 (Fluorescence imaging) 手艺
，对细胞、细菌、病毒、卵白、抗体、核酸、小分子药物分子和纳米质料等举行标记
，并通过超高迅速度相机收罗爆发的微弱信号
，从而相识研究工具在体内的生物学反应和历程
，实时视察动物体内肿瘤的生长及转移、疾病爆发生长历程、质料或药物在体内的代谢、基因表达等生物学历程
。

IVIS （In Vivo Imaging Systems）

小动物活体光学成像系统
，通过配备的高迅速CCD相机、不透光成像室和全自动化的剖析功效
，具有高迅速度生物发光和荧光成像性能
，使我们能够更周全地相识小动物模子体内重大的细胞运动和基因行为
。

基于BLi的IVIS检测优势

1.更迅速

生物发光不需要引发光
，特异性强
，被组织吸收少
，动物体内无自觉光
，因今生物发光配景低、信噪比高
，与荧光卵白的荧光成像相比
，生物发光成像体内检测更迅速
，可用于准确丈量
。

2.非侵入

接纳非侵入式要领
，实时一连动态检测体内的种种生物学历程
，从而镌汰实验动物数目
，降低个体差别的影响
，有利于恒久视察
。

应用领域

基因表达、卵白质间相互作用、癌症研究、免疫学研究、干细胞研究、神经疾病研究、药物研发与药效评估等等
。

举例

1.实时监测肿瘤细胞增殖和转移

无论皮下荷瘤照旧特定组织内肿瘤
，古板的要领均无法在包管荷瘤小鼠存活的条件下检测体内原位或者转移肿瘤；而使用IVIS可以长时间差别时间点、无创伤的定量检测小鼠肿瘤
。好比下图：将荧光素酶标记的结肠癌细胞株注射到裸鼠脑内
，使用IVIS可以在牢靠时间点视察和统计脑内肿瘤的生长和转移
。

2.使用基因工程小鼠模子实时检测炎症相关因子表达转变

• IL1β-Luc 转基因小鼠

通过显微注射手艺构建的受人 IL-1β promoter 调控的 Luciferase 转基因小鼠
，在 LPS 注射刺激后的差别时间点划分举行背部以及腹部成像检测
，视察小鼠整体荧光表达转变
，并且能够模拟内源性 IL-1β 转变趋势
。

IL-1β转基因小鼠在LPS刺激后差别时间点的雄性（Male）和雌性（Female）小鼠荧光表达转变（左图）以及内源性IL-1β相对表达定量效果（右图）
。

• Il1a-Luc 基因敲入小鼠

通过 CRISPR/Cas9 手艺构建內源 Il1a-Luc 基因敲入小鼠模子
，在 LPS 注射后差别时间点举行荧光成像检测
，可实时视察內源 Il1a 基因的表达强度转变
。

参考文献

1、Lim E., et al. In vivo bioluminescent imaging of mammary tumors using IVIS spectrum. J Vis Exp, 2009, (26)

2、Li L., et al. Functional imaging of interleukin 1 beta expression in inflammatory process using bioluminescence imaging in transgenic mice. BMC Immunol, 2008, 9:49

3、Mezzanotte L., et al. In Vivo Molecular Bioluminescence Imaging: New Tools and Applications. Trends Biotechnol. 2017 Jul;35(7):640-652.