肿瘤如何转移一直以来都是生物医学研究的热点。随着人类肿瘤转移的相关基因陆续被克隆,传统的肿瘤检测方法(免疫组织化学和组织病理切片)已不能快速检测这些基因的活体功能以及针对疾病靶标进行的药物疗效评估。近年来,分子成像技术的发展以及小动物模型的广泛应用使得对在体肿瘤生长和转移非侵入性实时成像已成为现实。整体光学成像方法可在细胞和分子水平对活体内的生理和病理过程进行定性或定量可视化观察。该方法相对于其它分子成像方法而言具有明显的优势:非电离低能量照射、高灵敏度、实时、非侵入性、无需放射试剂以及成像系统费用低。本文利用GFP为分子探针,对活体内肿瘤生长和转移进行了实时非侵入性监测。FuGENE 6介导pEGFP-C1转染人源肺癌细胞(SPC-A1),经G418抗性筛选和96孔板有限稀释获得稳定高表达GFP的单克隆细胞株SPC-A1-EGFP。对SPC-A1和SPC-A1-EGFP细胞生长曲线做了比较,并对SPC-A1-EGFP稳定性做了测试。结果表明,转染前后肿瘤细胞生长特性基本类似,而且SPC-A1-EGFP细胞是稳定表达GFP的,因此SPC-A1-EGFP可代替SPC-A1进行细胞和整体水平的肿瘤研究。使用顺铂和Triton X-100分别诱导SPC-A1-EGFP细胞发生凋亡和坏死,应用荧光显微镜实时记录细胞死亡过程中单个细胞内的荧光强度变化,采用流式细胞仪分析细胞死亡过程中不同时间段的群体细胞的荧光强度变化。结果表明,单个细胞和群体细胞实验结果一致,凋亡细胞内荧光显著下降,而坏死细胞内荧光则完全消失。肿瘤细胞死亡与细胞内GFP荧光强度有着密切关系,此关系为高通量抗肿瘤药物筛选提供了基于细胞分析的荧光技术平台。裸鼠皮下注射SPC-A1-EGFP建立肿瘤生长模型;裸鼠腹腔注射SPC-A1-EGFP细胞建立自发转移模型;裸鼠尾静脉注射SPC-A1-EGFP细胞建立实验转移模型。利用整体光学成像系统(whole-body optical imaging system)对荷瘤鼠进行整体荧光成像。结果表明,整体光学成像系统可实时非侵入监测皮下肿瘤生长过程,腹腔肿瘤生长和扩散过程;通过胸腔皮瓣窗(chest-wall skin-flap window)可低侵入检测肺转移;通过放大装置可观察到肿瘤上的血管。该研究为在体监测原位移植瘤的自发转移和发现抗肿瘤新药物提供了良好实验平台。我们的研究结果表明,表达GFP的肿瘤细胞不仅可以在细胞水平用来研究细胞死本文工作由教育部科学技术研究重大项目(重大10420),国家自然科学基金(60278017)资助完成。<WP=5>亡与荧光强度变化关系,还可以用于非侵入性实时监测在体肿瘤的生长和转移过程,并可对血管成像。基于GFP的荧光成像方法具有在细胞水平和活体水平抗肿瘤药物筛选的潜力。