由于中枢神经系统的疾病复杂,神经元处于终末分化期不具有分裂再生能力,而成体神经干细胞数量非常有限,因此神经系统损伤后的自我恢复能力差。对于神经系统疾病的治疗寄希望于外源细胞的移植替代修复。已有研究表明移植神经干细胞具有修复损伤,消除损伤灶周围炎症以及重塑神经网络阻止内源神经元退行性病变的作用。人多能干细胞具有自我更新和高效分化为神经细胞的能力,为移植用神经细胞的理想来源。因此,人多能干细胞体外分化来源的神经干细胞对于神经系统疾病治疗具有重要的临床应用前景。但是大量研究表明神经干细胞移植体内后需经历很长一段时间的分化成熟过程,在此过程中对细胞在体内的存活,迁移等状态进行活体追踪成为亟需解决的问题。目前活体成像追踪技术主要有荧光成像及生物发光成像,但由于脑组织较厚,且血液和淋巴组织具有吸收光的特性,严重阻碍荧光或自发光的观察。现有的活体示踪技术并不能满足目前科学研究的需求,因此需要构建一套更为精准的示踪系统。Aka Lumine/Akaluc系统是根据生物发光成像Luciferin/Luciferase(荧光素酶)检测系统改造,将luciferin底物的结构进行改变,并根据底物的构象对luciferase进行改造,改造后的荧光素酶在近红外处有最大光吸收峰,具有很强的组织透过性。该系统操作简单,底物无毒,对神经干细胞移植体内后进行活体追踪具有很广阔的应用前景。本课题通过CRISPR/cas9技术将AKaluc基因敲入到hESCs(H1)基因组中的AAVS1安全位点,以EF1α为启动子,构建了AKaluc敲入胚胎干细胞系,进而通过体外体内检测证明所构建Aka Lumine/Akaluc活体成像追踪体系能够进行生物发光,但示踪效果并没有达到实验目标。在此基础上,我们进一步证明了启动子的不同对AKaluc在干细胞中的表达有明显影响。