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背景与目的:人类很多疾病特别是恶性肿瘤都与细胞周期的非正常激活有关。很多抗肿瘤药物的作用靶点是控制细胞周期的关键酶,通过抑制酶的活性,阻碍肿瘤细胞的增殖并诱导细胞程序性凋亡。细胞周期指由细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历的过程,包含G1期、S期、G2期、M期。CyclinE在G1期表达,S期降解,通过激活CDK2促进细胞周期进入S期,G1/S过渡期是最重要的细胞周期检查点,决定细胞开始第一轮增殖、分化、死亡或者退出细胞周期进入G0期。光学分子影像技术是应用光学成像在分子或细胞水平上研究活体状态下的生理,本研究旨在构建反映细胞周期G1期融合报告基因,实现利用生物发光成像技术无创地在活体检测细胞周期的变化。 材料和方法:利用cyclinE细胞周期依赖性变化和泛素化依赖性降解的特性,利用荧光素酶基因能够应用于活体动物这一特点,以融合蛋白技术构建CyclinE-luc基因真核表达重组载体,通过共转染方法建立稳定表达CyclinE-luc的肿瘤细胞株。采用细胞周期同步化法检测CyclinE-luc的表达是否依细胞周期而调节;采用siRNA干扰及蛋白酶体抑制实验来验证CyclinE-luc的泛素化依赖性降解途径;采用载体成像的方法来检测CyclinE-luc是否可以在体监测细胞周期的变化;采用免疫组化的方法来验证细胞是否受抗肿瘤药物影响。 结果:CyclinE-luc的表达水平随细胞周期变化而变化,在G1期达到最高点。CyclinE-luc在敲出Fbw7及抑制蛋白酶体后积累明显增加。CyclinE-luc荧光素酶活性在5-Fu抗肿瘤药治疗后明显下调。 结论:成功构建了细胞周期G1期的报告基因CyclinE-luc,该蛋白的表达随细胞周期变化而变化,在G1期高表达,进入S期后迅速降解,该报告基因可以在体内及体外无创地监测细胞周期的变化,有望应用到G1期抗肿瘤药物疗效的早期评价及细胞周期与相关信号通路的研究。