《活体生物发光和荧光成像技术应用讲座2016,7》由会员分享，可在线阅读，更多相关《活体生物发光和荧光成像技术应用讲座2016,7（59页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1活体生物发光和荧光成像技术活体生物发光和荧光成像技术 应应 用用 介介 绍绍 QQ 1055873363 021-68569108 13651886549 2016年7月8日2仪器结构与组成3NightOWLLB983 新一代分子成像设备新一代分子成像设备 NightOWL NightOWL LB983 LB983 具有具有 强大的活体组织发光影像强大的活体组织发光影像 分析能力。无论是对分析能力。无论是对BLIBLI 荧光素酶系统产生的弱光荧光素酶系统产生的弱光 信号还是信号还是BFIBFI荧光染料或荧光染料或 荧光蛋白所发出的荧光影荧光蛋白所发出的荧光影 像信号，像信号，NightOW
2、L NightOWL LB983LB983都能为使用者提都能为使用者提 供可靠的清晰的检测结果供可靠的清晰的检测结果 并配有强大的科学分析软并配有强大的科学分析软 件对数据进行处理。件对数据进行处理。4视野连续可调，自动聚焦3.5 cm75 cm焦距(cm)分辨率(m)3.5 507532053种荧光激发光源配件 环状照射装置 鱼尾型照射装置 鹅颈管照射装置 散射光滤光片 90 W 钨灯光源 200 - 1100 nm可选滤光片荧光成像配件荧光成像配件6气体流量计麻醉气体蒸发器诱导麻醉箱输送管道麻醉机组成7祛除宇宙射线和 背景 视野校准 定量分析功能 原始数据与处理 后数据分开存档 （根据GL
3、P规则） 三种图像输出模 式indiGoTM 功能强大的软件伪彩图伪彩图灰度图灰度图真彩图真彩图8成像原理与特点9目前的活体生物体内成像技术和方向可见光及荧光成像-生物发光 （Bioluminescence） 与荧光（Fluorescence） 正电子衍射成像（Positron-Emission Tomography，PET） -放射性标记葡萄糖导入体内，被分裂旺盛组织吸收，常用于检测肿瘤的 良恶性 单光子衍射(Single-Photon-Emission Computed Tomography,SPECT) 超声（Ultrasound） - 物理学方法 计算机断层摄影（Computed To
4、mography ，CT） -断层扫瞄技术，X-ray的衍生，物理学方法 核磁共振（Magnetic Resonance Imaging ，MRI） -包括功能性核磁共振（Functional MRI，fMRI）, 心血管核磁共振（ Cardio-vascular MRI ，cMRI），等等10几种常用活体体内成像技术的比较结构成像功能成像操作复杂操作简单MRI 核磁共振Optical Imaging 可见光成像PET/SPET 正电子衍射Ultrasound 超声CT11理想的光源：萤火虫荧光素酶（luciferase）基因、细胞、活体都可被荧光素酶基因标 记。活体生物发光成像系统原理活体生
5、物发光成像系统原理遗传学标记实时、原位多波长检测标记癌细胞标记细 菌标记转基因鼠12荧光素酶的表达将荧光素酶基因连接于启动子下游，稳定整 合到细胞染色体内，使荧光素酶得到持续表 达。启动子染色体体内表达外源注入 底物活跃细胞体内发光13标记细胞发光强度与定量分析14小鼠皮下总计1000个 细胞或每mm 20个细胞可以很容 易地被检测到，探测极限是一丛150 250个细胞.生物发光活体成像方面的灵敏度15在微孔细胞板中少到10 个细胞可以检测到.生物发光微孔板检测的灵敏度16如何提高灵敏度Nature Medicine 2011Nature Medicine 2011年年1 1月月17平均肿瘤体
6、积平 均 相 对 光 单 位对 数 值生物发光光子数与肿瘤体积呈正相关1x106 ，PC-3M-Luc肿瘤细胞 ，皮下注射18生物发光的应用19活体成像技术的主要应用 标记细胞 癌症及药物研究 标记病毒, DNA, RNA 病毒学及基因治疗 转基因动物模型蛋白质相互作用、代谢、发育、内分泌学， 等等 标记基因 siRNA研究的应用 干细胞, 免疫 其它 细胞凋亡 组织特异性基因表达 标记细菌20体内药物分析的生物发光检测1x106 ，PC-3M-Luc肿瘤细胞，皮下注射14天21天28天35天雄性SCID小鼠处理方式 细胞数无治疗对照 2.2x1095- FU治疗 2.8x108丝裂酶素 3.
7、6x106治疗小鼠 #6n=7小鼠 #40n=8(从第11天开始给 药)小鼠 #31n=8 (从第11天开始给 药)21对照组于第 五周结束观 察生物发光强 度Exp #081雄性nu/nu CRn=13,5,7n=13n=6/7n=3/5生物发光检测体内药物治疗的复发作用5x105 ，PC3M-Luc-C6肿瘤细胞，原位前列腺癌 1周3周5周7周8周生理盐水对照组（小鼠#40）静注，3次/周， 第二、三周5-Fu治疗组（小鼠#38）100 mg/kg静注，1次/周， 第二、三、四周丝裂酶素治疗组（小鼠#4）2mg/kg静注，3次/周， 第二、三周22肺癌模型A549 A549 原位肺癌原位肺
8、癌 NIH 2010NIH 201023乳腺癌原位接种PNAS 2010,10PNAS 2010,1024原位胰腺癌模型2010201025白血病模型2105 Arf-/-p185+luc+LICs.2011年9月 BLOOD26BCL6 enables Ph1 acute lymphoblastic leukaemia cells to survive BCRABL1 kinase inhibition 2011年5月 NATURE4 5 6 7 8 4 5 6 7 8 接种后周数接种后周数27U87 脑胶质瘤成像cancer research 2011,8PTA of U87 human
9、gliomas in mouse brains. A, representative bioluminescence images of nude mice bearing U87-TGL tumors with different treatments (see Materials and Methods).28骨肉瘤转移机理研究第九人民医院第九人民医院29肿瘤转移30乳腺癌转移实验中科院健康所中科院健康所 2011201131利用转基因技术自发肿瘤的研 究MYC inactivation uncovers pluripotent differentiation and tumour dor
10、mancy in hepatocellular cancer NATURE 200432cancer cell 2004 , 10抗癌药物的临床前研究抗癌药物的临床前研究33抗体药物研究CD137 stimulation enhances the antilymphoma activity of anti-CD20 antibodies20112011年年1010月月 BLOODBLOOD34研究干细胞造血作用Cao et al, PNAS 2004Percent GFP+ Cells (corrected)80706050403020100FVB N1 N2 N3 N4 N5 P1 P2 P
11、3 P4 P5 P6Total leukocytesGranulocytesB cellsT cellsDonor line crossed to FVB Cg-Tg a GFP Tg line35心脏内成像BMCs with green fluorescent protein- FLuc were administered through the tail vein 24 hours after myocardial infarction. BLI demonstrated a greater number of BMCs homed to the periinfarct region in
12、 the double-knockdown group, with peak homing at day 7.36免疫治疗研究EDINGER et al，2003，bloodTrafficking of CIK cells37当共转染 pGL3-luc 或HCV-luc 表达载体特异的 siRNA时， 可抑制报告基因Luciferase的表达(McCaffrey et al. Nature, 408, 38-39, 2002. Copyright permission from Nature publishing group)抑制荧光素酶 (pGL3-control)抑制丙型肝炎病毒(pShh
13、1-Ff1)38外源质粒在体内表达 中国军事医学科学院中国军事医学科学院 20102010质粒p GL3- LUC质粒，通 过水动力方法 注入小鼠体内 后，在肝脏中 与luciferase反 应后大量表达 39实验性心内膜炎症的抗生素筛选 大鼠模型对对照组组vancomycinvancomycincefazolin gentamicin40细菌的感染模式研究Membranous Cells in Nasal-Associated Lymphoid Tissuethe Respiratory Mucosal Pathogen Group A Streptococcus141基因治疗载体的构建Ad
14、TSTA-FL的表达活性比AdCMV-FL高100倍以上AdTSTA-FL（107）AdCMV-FL（107）Days 5 7 10 1380060040020050040030020010010310542A genetically humanized mousemodel for hepatitis C virus infectionNATURE 2011NATURE 2011年年6 6月月43体内蛋白质-蛋白质之间的相互作用 LUC N端 与 C端 分开时并不发光 蛋白质A 与蛋白质B 分别与LUC N端 和 C端 连接 两组蛋白由不同的质粒诱导表达蛋白A蛋白BLuc N端Luc C端蛋白A 蛋白BLuciferase发光相互作用+44活体动物体内观察细胞凋亡LUCIILUCIILaxman, et al PNAS V.99Caspase siteCaspase site发光ApoptosisCaspase 表达45活体动物细胞及组织特异性基因表达 构建双重标记的细胞株(RENILLA & FIREFLY LUCIFERASE), 识别不同底物的发光酶 研究基因的启动子控制 FIREFLY LUCIFERASE 表达, 与兴 趣基因平行表达. RENILLA LUCIFERASE 作为内参, 标记细胞数量RENILLA Luc
