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1什么是小動(dòng)物活體成像技術(shù)？

   小動(dòng)物活體成像技術(shù)是指應(yīng)用影像學(xué)方法，對(duì)活體狀態(tài)下的生物過程進(jìn)行組織、細(xì)胞和分子水平的定性和定量研究，其基本原理是光可以穿透實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的組織并且可由儀器量化檢測(cè)到光強(qiáng)度，同時(shí)反映出細(xì)胞的數(shù)量。常用于皮下移植瘤、原位移植瘤和尾靜脈注射轉(zhuǎn)移瘤等模型中。

    小動(dòng)物活體成像技術(shù)主要分為可見光成像（optical）、核素成像（PET/SPECT），核磁共振成像（MRI），計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）和超聲成像（Ultrasound）五大類，下表為這幾種技術(shù)的差異匯總。

表1常見的幾種小動(dòng)物活體成像技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)

    體內(nèi)可見光成像主要包括生物發(fā)光與熒光兩種技術(shù)。

    生物發(fā)光技術(shù)是用熒光素酶基因標(biāo)記DNA，利用其產(chǎn)生的蛋白酶與相應(yīng)的底物熒光素(luciferin)發(fā)生生化反應(yīng)，產(chǎn)生生物體內(nèi)的光信號(hào)。

    熒光技術(shù)則采用GFP、RFP等熒光報(bào)告基因和FITC、Cy5、Cy7等熒光素及量子點(diǎn)（quantumdot，QD）進(jìn)行標(biāo)記，通過激發(fā)光和發(fā)射光獲取成像。

表2生物發(fā)光與熒光成像優(yōu)缺點(diǎn)

2
生物發(fā)光成像實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)步驟：

用熒光素酶基因標(biāo)記腫瘤細(xì)胞等。

篩選陽性克隆、繪制標(biāo)記物的發(fā)光梯度曲線等。

選擇轉(zhuǎn)染率相對(duì)高且穩(wěn)定的一批細(xì)胞進(jìn)行體內(nèi)實(shí)驗(yàn)。

麻醉實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。

注射底物熒光素。最佳的檢測(cè)時(shí)間是在注射后10到15分鐘之間。(對(duì)于不同的動(dòng)物模型，發(fā)光動(dòng)力學(xué)過程并不完全一致，最好先進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)確定何時(shí)發(fā)光信號(hào)最強(qiáng)）

成像。

結(jié)果呈現(xiàn)：

皮下移植瘤模型：

原位移植瘤模型：

尾靜脈注射移植瘤模型：

3熒光成像實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)步驟：

用熒光報(bào)告基團(tuán)（GFP、RFP、Cy5、Cy7等）進(jìn)行標(biāo)記（注射入小鼠體內(nèi)）。

小鼠經(jīng)過麻醉后放入成像暗箱平臺(tái)，照明燈拍攝第一次背景。

照明燈自動(dòng)關(guān)閉，動(dòng)物成像。

常用熒光染料：DIR、DID、CY5、CY5.5

結(jié)果呈現(xiàn)：

脾臟包膜肝轉(zhuǎn)移模型：

4應(yīng)用領(lǐng)域

——  01腫瘤學(xué)——

   活體生物發(fā)光成像技術(shù)能夠讓研究人員能夠直接、快速的測(cè)量各種癌癥模型中腫瘤的生長、轉(zhuǎn)移以及對(duì)藥物反應(yīng)。

 ——  02藥物研究——

    在藥物代謝方面，標(biāo)記與藥物代謝有關(guān)的基因，比如CYP3A4等，研究不同的藥物對(duì)該基因表達(dá)的影響，從而可以間接知道相關(guān)藥物在體內(nèi)代謝的情況。在藥劑學(xué)研究方面，可以通過把熒光素酶報(bào)告基因的質(zhì)粒直接裝載在藥物載體中，觀察藥物載體的靶向臟器與體內(nèi)分布規(guī)律。在藥理學(xué)方面，通過轉(zhuǎn)基因小鼠的應(yīng)用，觀察藥物作用的通路，用熒光素酶基因標(biāo)記某一個(gè)興趣基因，觀察藥物作用的通路。

——  03基因治療——

    這種可視的方法直觀地評(píng)價(jià)DNA的轉(zhuǎn)染效率和表達(dá)效率，在基因治療研究中具有重要的指導(dǎo)作用。

——  04干細(xì)胞及免疫學(xué)——

    用熒光素酶標(biāo)記的干細(xì)胞、免疫細(xì)胞組成性表達(dá)的基因，做成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，干細(xì)胞就被標(biāo)記了，若干細(xì)胞移植到另外動(dòng)物體內(nèi)，用活體生物發(fā)光成像技術(shù)示蹤干細(xì)胞在體內(nèi)的增殖、分化及遷徙的過程。

——  05基因表達(dá)模式——

    研究基因表達(dá)可以從影響基因表達(dá)的各個(gè)不同的層面進(jìn)行相關(guān)的研究，如利用融合蛋白( p27-luc融合蛋白研究其在Cdk細(xì)胞分裂周期的表達(dá))，興趣基因啟動(dòng)子控制的熒光素酶( Catenin在腫瘤轉(zhuǎn)移的信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制)，siRNA方式和轉(zhuǎn)基因動(dòng)物等方法。

——  06蛋白質(zhì)相互作用——

    其原理是將分開時(shí)都不單獨(dú)發(fā)光的熒光酶的C端和N端分別連接在兩個(gè)不同的蛋白質(zhì)上，若是這兩個(gè)蛋白質(zhì)之間有相互作用，熒光酶的C端和N端就會(huì)被連接到一-起，激活熒光素酶的轉(zhuǎn)錄表達(dá)，在有底物存在時(shí)出現(xiàn)生物發(fā)光。

——  07細(xì)胞凋亡——

    具體原理是用分子生物學(xué)方法在熒光酶的兩端連接上抑制其發(fā)光的蛋白(如雌激素)，但在其連接處加上caspase (細(xì)胞凋亡時(shí)特異表達(dá)的一種酶)的酶切點(diǎn)。細(xì)胞發(fā)生凋亡時(shí)，表達(dá)caspase，切開抑制熒光酶發(fā)光的蛋白，使熒光素酶開始發(fā)光。

——  08疾病機(jī)理——

    可以標(biāo)記與某種疾病密切相關(guān)的基因，做成轉(zhuǎn)基因小鼠，通過特定的藥物作用或其他條件下該基因表達(dá)的變化， 來推測(cè)該疾病的發(fā)病機(jī)理和藥物對(duì)疾病治療的效果等。

——  09其他——

在熒光素酶基因的一端接要研究的蛋白質(zhì)的基因，另一端接肯定在細(xì)胞核內(nèi)表達(dá)的蛋 白的基因，當(dāng)核外的蛋白運(yùn)輸?shù)胶藘?nèi)時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致熒光素酶N端、C端靠近，恢復(fù)發(fā)光。

轉(zhuǎn)自：網(wǎng)絡(luò)

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主營項(xiàng)目

1

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)

動(dòng)物飼養(yǎng)、疾病造模、行為學(xué)檢測(cè)、心功能、無創(chuàng)血壓、血常規(guī)、全自動(dòng)生化檢測(cè)等

2

細(xì)胞實(shí)驗(yàn)

CCK8/MTT、原代細(xì)胞分離、流式細(xì)胞實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞劃痕、侵襲、遷移、EDU染色、轉(zhuǎn)染、穩(wěn)定株

3

分子生物學(xué)

PCR檢測(cè)、熒光定量PCR、絕對(duì)定量PCR、端粒酶長度、pull down、雙熒光素酶、SSR、SNP檢測(cè)等

4

蛋白實(shí)驗(yàn)

WB、Co-IP、酵母雙雜

5

病理實(shí)驗(yàn)

HE染色、免疫組學(xué)、電鏡

6

生理生化實(shí)驗(yàn)

肝腎功能、抗氧化、免疫反應(yīng)等生理免疫指標(biāo);動(dòng)植物營養(yǎng)指標(biāo)、微量元素、重金屬、酶活等。

7

多組學(xué)實(shí)驗(yàn)

基因組、轉(zhuǎn)錄調(diào)控、蛋白組、代謝組、微生物多樣性、宏基因組、生信分析

8

整體課題實(shí)驗(yàn)

方案設(shè)計(jì)、整體實(shí)驗(yàn)交付、標(biāo)書寫作、論文潤色、協(xié)助投稿

END

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