系统表达荧光素酶转基因小鼠

C57BL/6

利用Chicken-β-actin系统性强启动子建立的全身表达荧光素酶（Luciferase）的转基因小鼠。

1月龄LUC转基因小鼠腹腔注射底物D-Luciferin溶液（25mg/ml），达到150μg/kg，10min后，用饱和三溴乙醇麻醉，放入活体荧光影像系统的暗箱中采像，SlideBook 4.0软件进行分析，LUC转基因小鼠发出荧光

LUC通道(A)，LUC通道和REF通道叠加(B)。

荧光素酶是生物体内催化荧光素(Luciferin)或脂肪醛(Firefly Aldehyde)氧化发光的一类酶的总称。它来自能够发光的生物。根据来源，荧光素酶可分为萤火虫荧光素酶(FireflyLuciferase，FL)和细菌荧光素酶(Bacterial Luciferase，BL)。从不同地区的萤火虫提取的FL和从不同细菌中提取的BL分子量大小不同，FL的范围在60～64kD之问，BL的范围在77～79kD之间。1995年，Contag 首次在小动物体内检测到含Lux 操纵子的病原菌发出的可见光。1997 年，他又首次观察到表达Fluc基因的转基因小鼠在注入荧光素酶底物后的生物发光现象。自此，荧光素酶(Luciferase)被广泛应用于小动物成像技术。

萤火虫荧光素酶作为报告基因具有下述多方面的优点：（1）高敏感度；（2）以单体形式存在（细菌荧光素酶是以双体形式存在）；（3）在体内外的检测技术已逐步成熟且标准化和商业化。因此，萤火虫荧光素酶基因已被当作检测各种原核和真核启动子的报告基因而被广泛应用，并逐步发展成为标准报告基因。以荧光素酶为报告基因研究外源DNA（基因）在原核（大肠杆菌）、真核（酵母）及哺乳动物细胞系统中的表达，已是较为成熟的分子生物技术之一。

生物发光成像相对于荧光成像，其最大的特点就是体内检测的高灵敏度。以荧光素酶（LUC）作为体内报告源的生物发光方法，较之荧光的优点之一是以酶和底物的特异作用而发光，特异性极强。因动物本身没有任何自发光，使得生物发光具有极低的背景和极高的信噪比。但用荧光方法，在受到激发光激发时，生物体很多物质都会产生荧光，例如皮肤、毛发和各种组织及食物等。特别是当被标记的靶点深藏于组织内部，需要较高能量的激发光时，也产生很强的非特异性荧光。虽然荧光信号远远强于生物发光，但这些非特异性荧光产生的背景噪音使其信噪比远远低于生物发光。 已有的研究报道中生物发光在动物体内监测到102。另外，生物发光信号可以用于精确定量，因为荧光素酶基因是插入细胞染色体中稳定表达的，单位细胞的发光数量很稳定。即便标记细胞在动物体内有复杂的定位，亦可从动物体表的信号水平直接得出发光细胞的相对数量。而对于荧光，激发光需要穿过组织到达靶点，发射光需要从体内出来，路径较长。信号水平取决于激发光的强度、发光细胞的数量、靶点的深度、光线穿过的组织对其的吸收及散射等因素，使得荧光强度很难定量。

利用Chicken-β-actin系统性强启动子建立的全身表达荧光素酶（Luciferase）的转基因小鼠可以利用光学成像技术跟踪靶细胞，是研究干细胞、肿瘤细胞的工具小鼠。