-
-
生物发光成像
Bioluminescence Imaging
在整体动物中对细胞和分子过程进行生物发光成像，为研究正常生理、监测疾病进展或理解治疗反应提供了重要的见解。而NanoLuc® 报告基因技术则为在整体动物模型中研究生物过程提供了新的工具。
什么是活体成像？
What is In Vivo Imaging?
活体成像指的是一系列用于在整体活体生物中可视化和研究生物过程的技术。它可以用来观察解剖结构、分子/细胞活动以及代谢功能，这些活动在整体生物体内更自然地发生。这与体外成像不同，体外成像指的是用于检查培养细胞中过程的技术。
活体成像的优势和挑战
活体成像的优势
活体成像的挑战
生物发光活体成像
In Vivo Bioluminescence Imaging
生物发光活体成像（BLI）是一种非侵入性技术，用于实时监测活体生物内的细胞和分子过程。与其他可能需要使用造影剂或辐射的成像方式不同，BLI仅依赖于生物发光反应产生的光。
生物发光活体成像的应用
⦁ 研究传染病动力学
通过使用生物发光细菌或病毒，研究人员可以非侵入性地实时监测感染在活体生物内的扩散和定位。这使得可以评估病原体的负荷、扩散以及宿主免疫反应随时间的变化，从而提供疾病机制和治疗干预效果的见解。
⦁ 癌症进展
经过工程改造以表达萤光素酶的肿瘤细胞可以在体内被追踪，使研究人员能够纵向可视化和量化肿瘤负担及转移扩散。该技术可用于评估抗癌疗法的效果、监测肿瘤复发以及研究癌细胞在其原始微环境中的生物学特性。
⦁ 评估基因治疗效果
通过将萤光素酶报告基因整合到基因治疗载体中，研究人员可以非侵入性地评估基因传递效率、表达水平以及治疗基因的持久性。实时监测有助于优化基因治疗策略，确保目标明确且持久的基因表达。
⦁ 开发新药物和疗法
体内生物发光成像（BLI）能够实现在活体动物中实时评估药物疗效、药代动力学和生物分布。这使研究人员能够快速筛选和识别有潜力的治疗候选药物，研究药物机制，并优化给药方案。
生物发光活体成像的优势
- 无毒：主体可以在没有显著伤害的情况下被多次成像，这允许对疾病进展和基因表达模式进行纵向研究。
- 高灵敏度：萤光素酶-萤光素反应非常高效，产生强烈的光信号且背景噪音极低。这种灵敏度使得能够检测非常低水平的生物活性。
生物发光活体成像的工作原理是什么？
| 活体BLI需要三个主要组成部分：
体内BLI的一般过程如下： 1. 报告动物模型创建：使用基因工程技术创建表达萤光素酶报告基因（如 NanoLuc® 或萤火虫萤光素酶）的动物模型。 2. 底物给药：萤光素酶底物通常通过注射的方式给予动物。 3. 发光信号生成：（以萤火虫萤光素酶为例）当底物在氧气和ATP存在下遇到萤光素酶时，会发生酶促反应，产生发光。 4. 检测和成像：专用成像系统检测发光信号并将其转换成图像。 |  |
| 体内生物发光成像数据示例。小鼠被注射了不同浓度的 AAV9-NanoLuc®，然后在转导后的第7天和第13天注射了0.44μmoles 的 FFz。组织趋向性在第7天开始显现，而在第13天后出现了更强的信号和更广泛的组织趋向性。 |
生物发光活体成像的报告基因和底物
由萤光素酶报告基因产生的发光信号依赖于所使用的底物，因此选择合适的底物至关重要。我们提供针对以下报告基因优化的底物：
- NanoLuc® 萤光素酶检测：Nano-Glo®Fluorofurimazine 体内底物（FFz）专为体内检测 NanoLuc® 萤光素酶、NanoLuc® 融合蛋白或重组 NanoBiT® 萤光素酶设计。
- 萤火虫萤光素酶检测：VivoGlo™萤光素（体内级别）优化用于体内检测萤火虫萤光素酶、萤火虫萤光素酶融合蛋白或重组萤火虫萤光素酶复合体。
- NanoLuc® 和萤火虫萤光素酶双重检测：上述底物的特异性允许 NanoLuc® 和萤火虫萤光素酶一起用于双萤光素酶分子成像研究，为构建整体动物报告模型提供更多选项。
| NanoLuc® 报告基因在浅表组织成像时提供高灵敏度和低背景，并已成功用于深部组织事件的成像。这些报告基因的 ATP 非依赖性允许体内监测细胞内和细胞外事件。 此外，已经开发了几种使用基于 NanoLuc® 的 BRET 报告基因的活体成像策略。这些技术利用明亮的 NanoLuc® 信号激发红移荧光受体蛋白，从而创建增强的深部组织成像解决方案。 Nano-Glo® Fluorofurimazine 体内底物（FFz）是一种专门为体内检测 NanoLuc® 萤光素酶、NanoLuc® 融合蛋白或重组 NanoBiT® 萤光素酶设计的优化试剂。这种水溶性试剂在体内增加了底物的生物利用度，产生了明亮的信号，并且其操作要求与体内工作流程兼容。此外，底物的特异性允许 NanoLuc® 和萤火虫萤光素酶一起用于双萤光素酶分子成像研究，为构建整体动物报告模型提供更多选项。 | |
使用 NanoLuc® 萤光素酶成像活体动物的大脑
Image the Brain of Living Animals with NanoLuc® Luciferase
