Предусмотрено каким-то образом можно достичь следующих целей: мониторинг в реальном времени роста опухоли у голых мышей, опухолевые клетки, введенные подопытным мышам, были локализованы, чтобы показать влияние препарата на опухоли in vivo. И теперь у нас есть ряд реагентов, которые позволяют нам это сделать.
Рисунок 1: Локализация клеток, меченых люциферазой
Люцифераза: отслеживание клеток
Люцифераза — это ряд ферментов, которые могут катализировать субстраты для получения биолюминесценции. Различные источники люциферазы имеют свои собственные характеристики, и различные люциферазы могут катализировать субстраты для испускания света разных цветов. Люцифераза светлячков стала наиболее часто используемым репортером клеток млекопитающих среди этих ферментов из-за ее высокой чувствительности и широкого линейного диапазона обнаружения (до 7–8 порядков величины). Эффект заключается в том, что определенные клетки можно отслеживать и обнаруживать в любое время в последующих экспериментах, просто вставляя репортер один раз.
Рисунок 2: Принцип реакции люциферазы и люцифериновой калиевой соли люминесценции
Преимущества методов визуализации люциферазы
Не содержит радиации и практически безвреден для живых организмов.
Визуализация с помощью биолюминесценции, а не источника возбуждающего света.
Высокая чувствительность: количество обнаруженных клеток может составлять всего несколько сотен.
Хорошая проникающая способность, сигнал флуоресценции можно обнаружить даже через 3-4 см ткани.
Высокое отношение сигнал/шум, сильный флуоресцентный сигнал, хорошая помехоустойчивость.
Сценарий применения
Мониторинг роста опухоли
Наблюдение в реальном времени за ростом опухоли в опухоль у голых мышей in vivo, тело опухоли без разделения.
Мониторинг действия противоопухолевых препаратов
Для определения влияния лекарств на рост опухоли или метастазирование опухоли in vivo. Субстрат флуоресцеина может быть полностью устранен за 3 часа, поэтому он не будет мешать действию лекарства.
Локализация клеток
Выявлены локализация и распределение чужеродных клеток в организме животных.
Регуляция экспрессии генов
Целевой ген или промотор целевого гена сливается с геном люциферазы для обнаружения изменений в экспрессии гена во время лечения лекарственными средствами или прогрессирования заболевания.
Исследования стволовых клеток
Мониторинг трансплантации, выживаемости и пролиферации стволовых клеток; Отслеживание распределения и миграции стволовых клеток in vivo.
Экспериментальные результаты
Рисунок 3: Выявление in vivo T-клеток CAR-MUC1/CAR-MUC1-IL22 при образовании опухолей путем подкожной инъекции клеток HN4 мышам
Рисунок 5: Визуализация in vivo способности мезенхимальных стволовых клеток (MSC) мигрировать к месту ожога. Мезенхимальные стволовые клетки (MSC/FLuc) были введены внутривенно мышиной модели ожога спины. Биолюминесцентные сигналы появились в месте повреждения ожоговой раны через 4 дня после инъекции, а затем постепенно уменьшились (красная стрелка указывает на место ожога) [3].
Часто задаваемые вопросы
В1: Каковы преимущества методов биолюминесцентной визуализации in vivo по сравнению с другими аналогичными методами?
A: По сравнению с другими типами технологий метод биолюминесцентной визуализации in vivo более чувствителен, чем традиционные методы в изучении метастазов опухолей, генной терапии, эпидемиологического патогенеза, трассировки стволовых клеток, исследованиях, связанных с лейкемией и т. д., а также может быстро и интуитивно проводить исследования патогенеза и скрининга лекарственных препаратов для связанных с ними заболеваний с помощью ряда моделей заболеваний трансгенных животных.
В2: Как пометить стволовые клетки геном люциферазы?
А: По маркерам половой экспрессии генов к препарату трансгенных мышей, стволовые клетки которых были помечены. Гемопоэтические стволовые клетки были извлечены из костного мозга таких трансгенных мышей и трансплантированы в костный мозг другой мыши, чтобы проследить пролиферацию и дифференцировку гемопоэтических стволовых клеток in vivo и процесс миграции по всему организму. Или можно пометить стволовые клетки лентивирусами.
В3: Каково оптимальное время обнаружения после инъекции флуоресцеина и как долго длится люминесценция?
A: После внутрибрюшинной инъекции сигнал флуоресценции обычно достигал наиболее сильного стабильного периода через 10–15 минут, начинал ослабевать через 20–30 минут и полностью устранял флуоресцеин через 3 часа.
В4: Какой метод инъекции реагента люциферазы доступен для экспериментов на мышах? В чем разница между различными методами инъекции?
А: Флуоресцеин можно вводить мышам внутрибрюшинно или внутривенно в хвост. Он может распространяться по всему телу мышей примерно за 1 мин. В большинстве случаев используют концентрацию флуоресцеина 150 мг/кг. Около 3 мг флуоресцеина достаточно для мышей весом 20 г. При внутрибрюшинной инъекции диффузия происходит медленнее, начало свечения медленнее, а продолжительность свечения больше. При внутривенной инъекции флуоресцеина в хвост диффузия происходит быстро, и свечение начинается быстро, но продолжительность свечения короткая.
Информация о продукте
| Название продукта | Номер по каталогу | Технические характеристики |
| 40901ES01/02/03/08 | 100мг/500мг/1г/5г | |
| 40902ES01/02/03/09 | 100мг/500мг/1г/5г | |
| 40903ES01/02/03 | 100мг/500мг/1г | |
| 40904ES02/03/08 | 1×500 мкг/2×500 мкг/5мг | |
| 40905ES02/03 | 1×500 мкг/2×500 мкг | |
| 40906ES02/03/08 | 1×500 мкг/2×500 мкг/5мг | |
| 40908ES02/03 | 1×500 мкг/2×500 мкг |
Ссылки
[1]. Mei Z, Zhang K, Lam AK, Huang J, Qiu F, Qiao B, Zhang Y. MUC1 как мишень для терапии CAR-T при плоскоклеточной карциноме головы и шеи. Cancer Med. 2020 янв.;9(2):640-652. doi: 10.1002/cam4.2733. Epub 2019 дек. 4. PMID: 31800160; PMCID: PMC6970025.
[2]. Чэнь Г, Фань XY, Чжэн XP, Цзинь Юл, Лю Ю, Лю СК.Мезенхимальные стволовые клетки, полученные из пуповины человека, улучшают резистентность к инсулину посредством PTEN-опосредованного перекрестного взаимодействия между сигнальными путями PI3K/Akt и Erk/MAPKs в скелетных мышцах мышей db/db. Stem Cell Res Ther. 2020 16 сентября;11(1):401. doi: 10.1186/s13287-020-01865-7. PMID: 32938466; PMCID: PMC7493876.
[3]. Oh EJ, Lee HW, Kalimuthu S, Kim TJ, Kim HM, Baek SH, Zhu L, Oh JM, Son SH, Chung HY, Ahn BC. Миграция мезенхимальных стволовых клеток in vivo в места ожоговых повреждений и их терапевтические эффекты в живой мышиной модели. J Control Release. 10 июня 2018 г.;279:79-88. doi: 10.1016/j.jconrel.2018.04.020. Epub 12 апреля 2018 г. PMID: 29655989.