人低分化前胃癌细胞BGC823荧光素酶标记肿瘤模型

发布时间：2026-04-16 阅读量：15 作者：生物检测中心

人低分化前胃癌细胞BGC823荧光素酶标记肿瘤模型研究

摘要：
本研究成功构建了表达荧光素酶的人低分化前胃癌细胞系BGC823稳转株（BGC823-Luc），并基于此建立了稳定可靠的体内外肿瘤模型。该模型通过体外化学发光检测和活体成像技术实现了对肿瘤细胞生长、迁移及药物响应的可视化动态监测，为胃癌机制研究及抗肿瘤药物筛选提供了重要的技术平台。

一、 引言

胃癌是全球高发的恶性肿瘤之一，其中低分化型胃癌因其恶性程度高、预后差，成为临床治疗的难点。BGC823细胞来源于人低分化胃腺癌组织，保留了原发肿瘤的侵袭性强、增殖快等生物学特性，是研究胃癌的理想模型之一。荧光素酶标记技术通过将荧光素酶基因导入肿瘤细胞，使其在底物存在下产生生物发光，结合高灵敏度活体成像系统，可实现非侵入性、实时动态监测肿瘤的发生发展过程。本研究旨在建立BGC823-Luc荧光素酶标记的肿瘤模型，为胃癌研究提供新的工具。

二、 材料与方法

1. 主要材料

  • 细胞系： 人低分化前胃癌细胞BGC823（通过STR鉴定确认）
  • 慢病毒载体： 携带萤火虫荧光素酶基因（Fluc）及嘌呤霉素抗性基因的慢病毒表达质粒
  • 主要试剂： 胎牛血清、DMEM培养基、嘌呤霉素（Puromycin）、荧光素酶底物D-荧光素钾盐（D-Luciferin Potassium Salt）、慢病毒包装系统所需试剂
  • 仪器设备： CO2细胞培养箱、生物安全柜、倒置显微镜、化学发光检测仪、小动物活体成像系统
 

2. 实验方法

  • 2.1 慢病毒包装与浓缩

    1. 将携带Fluc基因的慢病毒表达质粒与辅助包装质粒共转染至包装细胞。
    2. 转染后48-72小时收集含有慢病毒颗粒的细胞培养上清液。
    3. 通过超速离心法浓缩病毒液，测定病毒滴度（TU/ml）。

  • 2.2 BGC823-Luc稳转株的建立

    1. 将BGC823细胞接种于培养皿中，待细胞密度达60%-70%时，加入适量浓缩慢病毒液及感染增强剂进行感染。
    2. 感染48小时后，更换为含适宜浓度嘌呤霉素的新鲜完全培养基进行筛选（通常持续7-14天）。
    3. 待未转染的对照组细胞全部死亡后，挑取单克隆或收集混合阳性克隆扩大培养。
    4. 通过体外荧光素酶活性检测筛选高发光效率的细胞克隆。

  • 2.3 体外荧光素酶活性检测

    1. 将BGC823-Luc细胞接种于96孔板或培养皿中。
    2. 加入终浓度为150 μg/mL的D-荧光素钾盐溶液。
    3. 避光孵育5-10分钟后，使用化学发光检测仪或活体成像系统（体外模式）测量发光强度（RLU, Relative Light Units），评估细胞数量与发光信号强度的线性关系。

  • 2.4 体外增殖与迁移能力检测

    1. CCK-8法： 比较BGC823-Luc与亲本BGC823细胞的增殖曲线。
    2. 划痕实验/Transwell实验： 比较两者的迁移能力，评估荧光素酶标记对细胞基本生物学特性的影响。

  • 2.5 体内肿瘤模型的建立与活体成像

    1. 皮下荷瘤模型：
      • 将处于对数生长期的BGC823-Luc细胞重悬于PBS或无血清培养基中。
      • 将一定数量（如5×10^6）的细胞悬液接种于免疫缺陷小鼠（如BALB/c nude）背部皮下。
    2. 原位荷瘤模型（可选）：
      • 通过手术将BGC823-Luc细胞接种至小鼠胃壁。
    3. 活体成像监测：
      • 待肿瘤可触及后（皮下模型约7-14天），开始定期进行活体成像。
      • 腹腔注射D-荧光素钾盐（150 mg/kg），10-15分钟后进行麻醉。
      • 将小鼠置于小动物活体成像系统的暗箱中，设置合适曝光时间（通常数秒至数分钟），采集生物发光信号。
      • 利用成像系统软件定量分析感兴趣区域（ROI）内的平均光子通量（Photons/s/cm²/sr），代表肿瘤负荷。
    4. 持续监测肿瘤生长及转移情况（如建立转移模型）。

  • 2.6 组织学验证

    1. 实验终点或特定时间点处死小鼠，解剖取出肿瘤组织及可疑转移灶。
    2. 进行苏木精-伊红（H&E）染色观察组织形态。
    3. 进行免疫组织化学（IHC）检测荧光素酶蛋白表达。
 

三、 结果

  1. 成功构建BGC823-Luc稳转株：

    • 经嘌呤霉素筛选获得稳定表达荧光素酶的BGC823-Luc细胞。
    • 体外化学发光检测显示，BGC823-Luc细胞发光强度与接种细胞数量呈良好的线性相关（R² > 0.99），灵敏度高。
    • CCK-8、划痕/Transwell实验表明，荧光素酶标记未显著改变BGC823细胞的体外增殖和迁移能力。

  2. 成功建立体内肿瘤模型：

    • 皮下接种BGC823-Luc细胞的小鼠均成瘤，成瘤率100%。
    • 活体成像动态监测： 小动物活体成像可清晰、直观地显示皮下肿瘤的位置、大小及其随时间的变化（图1A）。定量分析显示，平均光子通量随肿瘤体积增大而显著增加（图1B），两者高度正相关。
    • 组织学验证： H&E染色证实移植瘤为低分化癌，具有侵袭性生长特征。IHC染色显示肿瘤组织内广泛表达荧光素酶蛋白，验证了体内发光信号的特异性。

  3. 模型应用示例（药物筛选）：

    • 利用该模型评估了化疗药物（如紫杉醇）的体内抗肿瘤效果。活体成像结果显示，给药组小鼠肿瘤部位的光子通量显著低于对照组，直观反映了药物的抑瘤作用（图2）。
 

四、 讨论

本研究成功构建了基于BGC823细胞的荧光素酶标记肿瘤模型。该模型的核心优势在于：

  1. 可视化与定量化： 活体成像技术实现了对肿瘤生长、转移及治疗响应的非侵入性、实时动态、定量化监测，克服了传统方法需处死动物、测量误差大的局限。
  2. 高灵敏度与特异性： 荧光素酶-荧光素反应产生的生物发光背景极低，体内检测灵敏度高。
  3. 保留亲本特性： 实验证明荧光素酶标记未显著改变BGC823细胞的关键恶性生物学行为（增殖、迁移），模型具有良好的生物学相关性。
  4. 应用广泛： 该模型适用于胃癌发生发展机制研究、肿瘤转移研究、抗肿瘤药物（化疗药、靶向药、免疫治疗药）的体内外筛选及药效学评价。
 

在应用该模型进行药物筛选时，体内活体成像结果需结合肿瘤体积测量、动物生存分析以及终点的组织病理学检查进行综合评估，以获得更全面的药效信息。

五、 结论

本研究成功建立了表达荧光素酶的人低分化前胃癌细胞BGC823稳转株（BGC823-Luc），并基于此构建了稳定可靠的体内外肿瘤模型。该模型利用生物发光成像技术，实现了对肿瘤生长和药物响应的实时、动态、可视化监测，为深入探究低分化胃癌的生物学特性、转移机制以及高效抗肿瘤药物的筛选与评价提供了强有力的研究工具。

参考文献

  1. Hanahan, D., & Weinberg, R. A. (2011). Hallmarks of cancer: the next generation. Cell, 144(5), 646-674. (简述癌症研究模型重要性)
  2. Thorne, S. H., et al. (2010). In vivo imaging of cancer therapy using lentiviral vectors. Cold Spring Harbor Protocols. (介绍荧光素酶报告基因在活体成像中的应用)
  3. 王某某, 等. (年份). 慢病毒载体介导的荧光素酶基因在肿瘤细胞中的稳定表达及活体成像研究. 中华肿瘤杂志 (或类似国内核心期刊). (提供方法学参考)
 

(注：此为模拟文章框架，实际研究需根据具体实验数据填充结果图表、详细参数及统计学分析。)

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