（2）各种疾病模型研究者根据研究目的，将靶基因、靶细胞、病毒及细菌进行荧光素酶标记，同时转入动物体内形成所需的疾病模型，包括肿瘤、免疫系统疾病、感染疾病等等。可提供靶基因在体内的实时表达和对候选药物的准确反应，还可以用来评估候选药物和其它化合物的毒性。为药物在疾病中的作用机制及效用提供研究方法。第31页，共87页，星期日，2025年，2月5日活体动物体内成像技术常见问题第32页，共87页，星期日，2025年，2月5日关于细胞标记和荧光素酶的特性
1.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)。2.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，十分钟后强度达到稳定的最高点。在最高点持续约20-30分钟后开始衰减，约三小时后荧光素排除，发光全部消失。最好的检测时间是在注射后15到35分钟之间第33页，共87页，星期日，2025年，2月5日第34页，共87页，星期日，2025年，2月5日3.底物荧光素(Luciferin)是如何进入小鼠体内的？需要多少？荧光素是腹腔注射或尾部静脉注射进入小鼠体内的，约一分钟就可以扩散到小鼠全身。大部分发表的文章中，荧光素的浓度是150mg/kg(见下图)。20克的小鼠需要3毫克的荧光素，价钱约两到三美元。常用方法是腹腔注射，扩散较慢，开始发光慢，持续发光长。若进行荧光素静脉注射，扩散快，开始发光快，但发光持续时间很短。4.荧光素的体内代谢过程不同品牌的荧光素底物的代谢过程不太一样，使用前最好做一些体外试验，做一个标准曲线。第35页，共87页，星期日，2025年，2月5日第36页，共87页，星期日，2025年，2月5日5.两次观察间隔时间最短为多长时间？观察时间的间隔没有最短限制，只要观察的条件控制一致就可以。虽然底物在动物体内有一定的代谢过程，但是上一次底物的残留曲线可以知道，可以控制对下一次观察结果的影响。6.荧光素酶基因，荧光素酶，荧光素底物有多大？可以透过血脑屏障吗？荧光素酶有554个氨基酸，约50KD。荧光素酶的底物荧光素，约280道尔顿。荧光素的水溶性和脂溶性都非常好,很容易穿透细胞膜和血脑屏障。第37页，共87页，星期日，2025年，2月5日7.做体内实验的luciferin与体外实验的是不是一样，如何购买？最小包装多大？体内生物发光是用的是D-Luciferin，有1g或小到100mg的包装。8.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。第38页，共87页，星期日，2025年，2月5日9.标记的肿瘤接种以后，会发生luciferase的丢失吗？没有正式的报道丢失Luciferase的情况。丢失的可能性及量非常小，不会影响实验结果。一些实验报道的结果中，标记的细胞在动物体内存活几年的时间还可以持续发光，说明Luciferase基因的标记非常稳定。10.在invitro的细胞培养中，为什么要经常用抗生素筛选？荧光素酶基因标记的细胞株是经过单克隆筛选培养过的稳定的细胞株。体外培养过程中，不筛选也可以，只要时间不是很长，接种代数不要很多。到目前为止，还没有发现基因丢失的情况。但若接种的代数过多，建议用药物筛选一段时间或从原始的细胞株培养以保证细胞发光的强度。第39页，共87页，星期日，2025年，2月5日11.可以用肿瘤块而不是细胞接种吗？可以先用标记的细胞在皮下接种，然后从皮下取出肿瘤块进行原位接种。12.荧光素酶基因在标记的细胞中有多少个COPY，在什么位点？细胞中的copy数目，和标记的位点对于实验没有任何影响，后来的实验中基本不进行那样的研究。13.标记细胞与标记基因所用的启动子有何不同？标记细胞一般用在细胞内能稳定表达的启动子,显示细胞的数目。标记基因一般用此基因的启动子，与此基因平行表达,显示此基因的表达数目。第40页，共87页，星期日，2025年，2月5日14.荧光素酶的表达高低与所用启动子的活性有关吗？有关，启动子的活性高，则荧光素酶的表达高，启动子的活性低，则荧光素酶的表达低。还可以根据此原理，用特定的启动子驱动荧光素酶，来观察该启动子在活体动物体内的特定条件下的表达情况，并检测影响该启动子表达的因素。这正体现了应用活体成像技术研究的优势。第41页，共87页，星期日，2025年，2月5日15.有几种常用的荧光素酶？特性如何？常用的有两种