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关于活体动物体内成像技术的应用领域常见问题解答

1.     可以用荧光素酶基因标记干细胞吗?如何标记?
可以,标记干细胞有几种方法。一种是标记组成性表达的基因,做成转基因小鼠,干细胞就被标记了,从此小鼠的骨髓取出造血干细胞,移植到另外一只小鼠的骨髓内,可以用该技术示踪造血干细胞在体内的增殖和分化及迁徙到全身的过程。另外一种方法是用慢病毒标记神经干细胞。以上内容都有相关的文献报道。

2.     该技术在抗肿瘤新药研究方面的应用如何?
在用该技术进行抗肿瘤新药的研究方面,主要是药效学评价。用活体成像的方法比传统技术有更高的灵敏度,当用传统的方法,还不能检测到瘤块时,用该技术已经可以检测到很强的信号。还有由于该技术只是检测活跃的细胞,那些已经凋亡的癌细胞是检测不到的,而用传统的方法,不能区别正常的癌细胞与凋亡的癌细胞,所以该技术可以比传统技术更早的发现药物的疗效,比传统方法更灵敏。

3.     蛋白质与蛋白质的关系,如何研究?可以研究药物对蛋白质相互作用吗?
PNAS(美国科学院院报)上发表的一篇文章介绍,可利用动物体内可见光成像技术研究活体动物体内蛋白与蛋白的相互作用。具体方法是:将分开时都不单独发光的荧光酶的C端和N端分别连接在两个不同的蛋白质上,若是这两个蛋白质之间有相互作用,,荧光酶的C端和N端就会被带到一起, 产生发光现象。详细内容见文章。可以把在体外实验中无法模拟的活体环境对蛋白质相互作用的影响也计算在内。

4.     可以研究核蛋白质的运输吗?
可以。研究方法类似于研究蛋白质相互作用的方法。在荧光素酶基因的一端接要研究的蛋白质的基因,另一端接肯定在细胞核内表达的蛋白的基因,当核外的蛋白运输到核内时,就会导致荧光素酶N断、C端靠近,恢复发光。

5.     可以用该技术研究基因表达吗?
可以,研究基因表达可以从影响基因表达的各个不同的层面进行相关的研究,如利用融合蛋白(p27-luc融合蛋白研究其在Cdk细胞分裂周期的表达Nature Medicine 2004), 兴趣基因启动子控制的荧光素酶(Catenin在肿瘤转移的信号传导机制Nature 2005), iRNA方式(HCV-luc的iRNA抑制表达Nature 2002), 和转基因动物(NFkB在Hypoxia的表达JCI 2004)等方法。若有兴趣,可以与我们索取相关文章。

6.     细胞凋亡的研究
PNAS(美国科学院院报)上发表的一篇文章介绍,可利用动物体内可见光成像技术直接观察活体动物体内的细胞凋亡(附上细胞凋亡的文章)。具体方法是:用分子生物学方法在荧光酶的两端连接上抑制其发光的蛋白(如雌激素),但在其连接处加上CASPASE(细胞凋亡时特异表达的一种酶)的酶切点。细胞发生凋亡时,表达CASPASE,切开抑制荧光酶发光的蛋白,使荧光酶开始发光。详细内容见文章。

7.     该技术只是能示踪细胞的走向,而不能进行相关的机理研究?
不对。该技术最初的应用是在观察肿瘤细胞、病原微生物或干细胞的走向、分布等,但是目前随着该技术的普及,其应用已经扩展到很多方面,原来只能在分子水平上研究的内容,现在也可以在整体动物水平上进行更接近活体环境状态的研究,如蛋白质相互作用、细胞凋亡、基因表达等等。 基本上把分子生物学在体外的一些研究方法在体内进行实现。由于体内与体外的各种微环境上的差异,造成体外实验结果对活体生物机理研究的局限性,相信在整体水平的研究,必将有广阔的发展空间。

8.     在药物临床前研究中的应用如何?
利用活体成像技术高灵敏度,观察方便的特点,在抗肿瘤药物临床前研究中,通过给予肿瘤接种的小鼠不同的剂量,并不同的给药时间、不同的给药途径,观察抗肿瘤药物的最佳给药途径、给药剂量并给药时间,从而制定合适的剂型与服药时间。我们搜集了许多药物研究方面的相关文献,请同我们联系, 希望与您共享。

9.     相对于传统技术,在肿瘤学研究中的优势在哪里?
有更高的灵敏度,可以定量研究,可以方便的观察肿瘤转移与复发的情况,可以避免由于宰杀老鼠而造成的组间差异,可以节省动物的成本。 并且应为这项技术的超灵敏性,微小的肿瘤转移灶(少到100多个细胞)就可以检测到。 比用传统方法可以检测到的灵敏度大大提高。也可应用转基因技术制作自发肿瘤模型从事相关的研究。

10.  如何利用该技术研究药物代谢?
标记与药物代谢有关的基因,比如CYP3A4等,研究不同的药物对该基因表达的影响,从而可以间接知道相关药物在体内代谢的情况。并且,小分子及多肽药物也可以利用荧光染料(如Cy 5.5等)标记, 观察它们在动物体内的走向,变化及代谢等。

11.  如何进行相关疾病机理的研究?
可以标记与某种疾病密切相关的基因,做成转基因小鼠,通过特定的药物作用或其他条件下,该基因表达的变化,来推测该疾病的发病机理,药物对该疾病治疗的效果等。我们已经标记好了几十种转基因动物提供给研究人员,也提供相关方面的服务。

12.  关于量子点标记的问题
半导体材料中,微小晶体通常被称作量子点(quantum dot)。这种量子点可以把电子锁定在一个非常微小的三维空间内,当有一束光照射上去的时候电子会受到激发跳跃到更高的能级。当这些电子回到原来较低的能级的时候,会发射出波长一定的光束。现在量子点被大量地应用在生物学实验室内,帮助研究人员确定生物细胞的结构或活动。当量子点被光脉冲照射的时候会产生各种各样的颜色,不太高级的光学显微镜就可以观察到这种彩色光。如果把量子点附着在需要研究的对象上,研究人员就可以了解物质的活动。不但如此,量子点还可以用来追踪药物在体内的活动、或是研究患者体内细胞和组织的结构。量子点可以产生多种颜色的光,光的颜色取决于量子点的尺寸。研究人员已经制造出可以产生超过12种颜色荧光的量子点,而且理论上讲可以产生出更多的颜色。这样,当某个波长的激光对多种量子点进行照射激发的时候,可以同时观察到多个颜色,同时进行多个测量。生物研究中所使用的量子点需要覆盖上一层物质以便可以追踪特定的生物分子,可以应用在医学成像技术中。国外的科学家已经应用量子点标记肿瘤细胞凭借活体成像系统进行相关的研究,更详细的资料欢迎与我们联系。

13.  关于上转换荧光标记如何?
上转换发光是指稀土离子吸收两个或两个以上低能光子(近红外光) 而辐射一个高能光子(可见光) 的发光现象。与传统激发相比,上转换发光由于采用近红外光激发而具有高的组织穿透深度、弱的生物样品损伤且无生物样品自发荧光的优点。

14.  在中医学方面的应用前景如何?
由于该技术在整体动物水平上观察生物学变化,与中医的整体观念有些相似。目前,有很多中药在治疗疾病上有很好的疗效,但是由于其复杂的组分,复杂的作用机理,很难用目前的分子水平的研究解释清楚。如果从宏观的水平,根据所研究内容的不同,应用该技术的一些疾病模型,从基因表达等方面观察某些中药的治疗效果,将是一个不错的方向。台湾的中医学界在这个方面有很深的研究。

15.  免疫学领域应用如何?
观察流体细胞在体内的动向和变化是这个技术的一大优势。 可以标记免疫细胞,如T 细胞,NK细胞,观察免疫细胞对肿瘤细胞的识别和杀死。也可以标记干细胞及异体细胞,观察干细胞演化和器官移植的研究。也有一些关于免疫因子的研究报道等。

16.  在RNA阻断方面的应用如何?可以标记siRNA吗?
可以用荧光素酶基因标记兴趣基因,利用荧光素酶的iRNA观察其对兴趣基因的表达抑制(Nature 2002)。也可以标记肿瘤细胞,间接观察阻断RNA对肿瘤细胞的识别和杀伤。











共 0 个关于本帖的回复 最后回复于 2014-9-6 18:08

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