LUYOR-3260RB藍光手電筒對小鼠體內螢光腫瘤的簡易成像

我們實驗室建立了用綠色熒光蛋白(GFP)在體內發現細胞并使之可視化的方法。這一螢光工具使得顯微鏡下才能觀察到的腫瘤細胞能夠在活體宿主的器官上被發現并可視化。
使用GFP 的整體成像技術也是我們實驗室建立的。各種螢光腫瘤在小鼠體內的生長和轉移可以實時地被成像。基于GFP 的整體成象是非侵襲性的外部成像技術。 這一技術對在完整的動物體內生長的惡性腫瘤提供了前所未有的連續性的可視監視。而且不必注射底物和使用麻醉。對生長在內臟器官上的腫瘤的定量測量由數碼化的整體影像來確定。成像由螢光透視顯微鏡或螢光暗箱和CCD 相機來完成。
用LUYOR-3260RB藍光手電筒對GFP 轉基因鼠進行基因表現型的分類。這些小鼠的大多數組織表達高水平的綠色螢光蛋白。同事用LUYOR-3260RB藍光手電筒去激發活體動物上的綠色螢光蛋白并通過適當的LUV-30A觀察眼鏡來觀察識別GFP 陽性的轉基因幼鼠。

我們在此報道使用LUYOR-3260RB藍光手電筒作為激發光，并用能透過波長高于515nm LUV-30A熒光蛋白觀察眼鏡進行觀察，能夠將生長在小鼠體內器官上表達GFP 或RFP（紅色熒光蛋白）的腫瘤在活體小鼠整體成像。

圖1A 顯示種植在小鼠腦內的兩個腫瘤的整體影像。其中一個表達綠色螢光蛋白，另一個表達紅色螢光蛋白。影像顯示表達綠色和紅色螢光蛋白的腫瘤的螢光可以同時被LUYOR-3260RB藍光手電筒的GFP激發光源所激發并被成像。圖1B 顯示了使用LUYOR-3260RB藍光手電筒光源作為激發光將種植在骨頭里的表達綠色螢光蛋白的腫瘤整體成像。

圖2A 顯示了使用LUYOR-3260RB藍光手電筒光源作為激發光將種植在結腸上的表達綠色螢光蛋白的腫瘤整體成像。整體成像以后，實驗動物的腹腔被打開，并且在同樣的位置上用同樣的方法直接成像（圖2B）。通過圖2A 和圖2B 的比較說明了圖2A中整體影像的高度正確性。

圖2C 顯示了種植在同一小鼠體內肝臟上的紅色螢光蛋白腫瘤和胰臟上綠色螢光蛋白腫瘤的圖像。如同圖1 所示的表達紅色或綠色螢光蛋白的顱內種植腫瘤，種植在肝臟上的RFP 腫瘤和胰臟上GFP 腫瘤均可同時被用LUYOR-3260RB藍光手電筒的光源所激發。圖2D 顯示了種植在胰臟上表達紅色螢光蛋白腫瘤的影像。
影像是用Hamamatsu C5810CCD three-chip cooled color CCD 相機,(Hamamatsu Photonics, Hamamatsu City, Japan)拍攝的。然而，用更為簡單的數碼相機也能獲得可以接受的效果。圖1 和圖2 所顯示的影像肉眼可以很容易地看清。不需要麻醉，注射底物或限制動物活動。螢光影像的像素數量和強度可用計算機軟件轉換為螢光強度并以平方毫米為單位計算腫瘤的面積（表1）。

螢光強度是所有可檢測的GFP 信號的平均值。它由CCD 相機綠色信號頻道的“智力計算”所定義的相對單位所定。極限值為肉眼能夠辨認的高於背景的自發螢光的強度。表2 將結腸腫瘤的整體影像和直接影像的大小及螢光強度做了對比。
從表2 可以看出直接影像和整體影像的大小是可以相比擬的。更為引人注目的是整體影像的螢光強度約為直接影像的百分之七十。盡管在整體影像成像過程中由于光線的散射導致某些信息的丟失，但用如此簡單的設備仍可獲得成像所需的足夠的信息量。先前的研究表明整體影像和實際腫瘤的體積的大小是有相關性的4。然而，對螢光強度較弱的腫瘤可能要求用更的設備才能得到好的整體影像。

從本篇報告中的實研資料和數據可以得出以下結論：
(i) 表達GFP 和RFP 的腫瘤在動物體內可以發出很強的螢光信號。
(ii) 螢光影像很容易被定量測量。
(iii)動物體內的自發螢光的干擾可以被忽略不計。
(iv) 廉價的簡單儀器可以用于對表達GFP 和RFP 的腫瘤在動物體內的整體成像。這些實驗數據顯示了基于螢光蛋白的整體成像技術在快速體內藥物篩選和其它方面的應用有著巨大的潛力。實驗數據同時也糾正了一些文章對體內螢光蛋白的整體成像技術的所謂局限性的嚴重誤解。

圖1A 顯示種植在小鼠腦內的兩個腫瘤的整體影像。其中一個表達綠色螢光蛋白(GFP)，另一個表達紅色螢光蛋白(RFP)。(A 表達綠色和紅色螢光蛋白的腫瘤種植在同一個小鼠腦內。帶有470 nm 濾光片的蘭色LED 手電筒的光源所激發的螢光被Hamamatsu C5810CCD three-chip cooled color CCD 相機成像。(B)顯示了使用蘭色LED 手電筒光源作為激發光將種植在脛骨的表達綠色螢光蛋白的腫瘤整體成像。

圖2。表達綠色和紅色螢光蛋白的腫瘤在裸鼠體內的整體成像和直接成像。
（A）顯示了使用蘭色LED 手電筒光源作為激發光將種植在結腸上的表達綠色螢光蛋白的腫瘤整體成像。
（B）整體成像以后，實驗動物的腹腔被打開，并且在同樣的位(A)置上用同樣的方法直接成像。
（C）種植在同一小鼠體內肝臟上的紅色螢光蛋白腫瘤和胰臟上綠色螢光蛋白腫瘤同時被用蘭色LED 手電筒的光源所激發的圖像。
（D）種植在裸鼠胰臟上表達紅色螢光蛋白腫瘤轉移的整體影像。
（A-D）使用了與圖1同樣的LUYOR-3260RB藍光手電筒。