如何追踪进入活组织的干细胞（一）

    干细胞能用于传递靶向肿瘤的药物，修复受损大脑，甚至修复破损的心脏（仅文献而言），但是首先，科学家们需要将这些细胞送抵所需的地方，并确保它们能存活下来，完成任务。

    要达到这个目的，我们需要能观察到，干细胞到达活体能呼吸的动物中的情况，当然科学家们也可以进行组织切片，通过组织学寻找细胞，但是这只能获得最终状态的图像。

    目前研究人员已经利用先进的成像技术追踪进入动物组织的干细胞，甚至是进入患者体内的干细胞的足迹，其中一些方法依赖于干细胞上的固定标记，还有一些则是遗传标记，能检测细胞是否保持活性，生成蛋白。每一种方法都有其优点和缺点，这主要取决于研究课题，有时还可以结合几种方法，以下是推荐的四种方法，您可以根据其优缺点，选择适合自己的方法。

光学成像：生物发光

    来自美国NIH生物医学影像学与生物工程学研究所(National Institute for Biomedical Imaging and. Bioengineering ， NIBIB)，分子影像和纳米研究中心的主任陈小元教授（Xiaoyuan (Shawn) Chen），主要课题之一就是发展个性化医疗，比如依赖于干细胞的个性化医疗方法。

    他们所用到的间质干细胞能定位在肿瘤中，并进行分化，修复受损组织，这主要是因为受损伤的组织会向这种未特化的细胞（比如骨髓间充质干细胞）发送信号，然后这些干细胞会迁移到损伤处并变成组织修复所需的细胞类型。肿瘤也同样能够号令这些干细胞协助构建间质或连接组织以支持肿瘤的生长。

    为了能观察到干细胞进入乳腺癌小鼠后的情况，研究人员首先给小鼠注射了萤光素（luciferin），同时还在基因中加入的绿色荧光蛋白，上了个“双保险”。这样研究人员追踪到了干细胞进入毛细血管中情况，这些细胞不仅生存了下来，而且还增殖，和分化。

    这种方法观测的分辨率是3-5mm。优点第一是这种生物发光的成像方法适合用于小型动物成像，不仅便宜，而且容易操作，还可以进行高通量实验。第二是这种成像方法只有在活细胞中才会发光，最后生物发光成像方法具有高灵敏度，能检测最多1000个细胞，而且背景很低。

    另一方面，这种方法的缺点就是只能穿透几毫米的组织，因此不能用于大型动物和人类。其次这一成像的结果是平面的，非三维图像，而且一些细胞也许会把这种转基因关闭，产生假阴性结果。

    仪器方面，来自美国的知名药物研发机构Caliper Life Sciences公司有提供相关活体影像系统（In vivo Imaging System，IVIS），这家公司的IVIS小动物活体可见光成像系统是在整体动物水平上进行实验的平台，应用范围包括基因、蛋白质、细菌、细胞及整体动物各个层次。

    目前通过活体生物萤光成像技术实时监测肿瘤发生发展的病理过程、跟踪干细胞、病毒、细菌和药物在动物体内的发展等在欧美医学发达国家是一个非常重要、发展迅速的前沿研究领域。据介绍，许多研究单位和制药企业采用了Caliper IVIS活体成像系统，发表论文超过1000篇，其中在Nature和Science上发表文献超过100余篇。

    Caliper的VIS活体成像系统有不同的版本可以选择，价格也从10万美元到40万美元不等（注：此处为美国本地价格），这主要根据不同的需要选择。

    试剂方面，Promega公司商业化的荧光素酶体系是比较著名的，具有简单，快速，准确和灵敏的特点，而且通过简化分析过程，能更快的得到结果。比如近期推出的pmirGLO dual luciferase miRNA目标表达载体，其双重报告分析可以在一个系统中同时测定两个报告基因，并且标准化实验报告基因信号，区别于对比报告基因信号。pmirGLO载体在荧光素酶（luc2）的3UTR插入miRNA目标位点。当内源地或引入的miRNAs结合到目标序列上时会产生报告信号。这些都有利于萤光的检测。