LUC标记的肿瘤稳转细胞在动物肿瘤模型研究中的应用
发表时间：2026-05-22生物发光是一种自然现象，源于生物体内的化学反应并产生可见光，广泛存在于细菌、海洋生物及昆虫等多种生物中；萤火虫（Firefly）是昆虫中最具代表性的发光物种之一。“作为目前研究最透彻的生物发光系统，萤火虫的荧光素-荧光素酶反应已历经50年的深入探索。”
LUC（萤光素酶）标记技术是当代肿瘤学研究中不可或缺的核心工具。通过将荧光素酶基因导入肿瘤细胞系，研究者可利用生物发光成像（BLI）技术，实现对活体动物体内肿瘤的非侵入式实时监测。这一技术显著提升了动物实验的数据质量，并优化了实验的伦理水平。
LUC（萤光素酶）标记肿瘤细胞，其核心优势在于能够对体内肿瘤的生长与转移进行非侵入式、动态化、定量化的监测，大幅提升成瘤模型的精准度与效率，是临床前肿瘤学研究的主流工具。
一、荧光素生物发光应用原理
LUC 标记依赖于荧光素酶-底物反应。
荧光素酶（Luc）是一类氧化酶，能在氧气、ATP、镁离子参与下，催化荧光素底物发生氧化反应，把化学能直接转化为可见光，属于生物发光，无需外源激发光。
图1：Dubois's
experiment
图2：萤火虫生物发光的机制。(Chem Soc Rev.)
发光核心特点
(1) 生物自发发光，无荧光背景干扰，灵敏度显著高于普通荧光
(2) 光强与Luc表达量、活细胞数呈线性相关，可实现精确定量
(3) 仅在活细胞中发光，能够区分活/死细胞，并可监测细胞增殖、凋亡及体内定植转移
二、构建LUC标记肿瘤稳转细胞的方法
(1) 将LUC基因克隆至慢病毒质粒载体，通常选用CMV或EF-1α启动子以驱动目的基因的强表达；
(2) 慢病毒（Lentivirus）感染细胞：慢病毒具备将目的基因整合至宿主基因组的机制，可实现目的基因的长期稳定表达，同时适用于转染难度较高的细胞；
(3) 加压筛选：依据慢病毒载体携带的耐药基因（如Neo、Puro），筛选阳性克隆；
(4) 单克隆挑选（选做）：可根据实验需求进行单克隆筛选；
(5) 功能验证：加入D-Luciferin底物，通过酶联免疫测定（ELISA）或微孔板读取器检测相对荧光单位（RLU）。
三、肿瘤模型构建
(1) 皮下移植 (Subcutaneous)：最经典的方法，将细胞悬液注射入背部皮下，便于测量肿瘤体积。
(2) 原位移植 (Orthotopic)：将肿瘤细胞或组织块植入对应的人体解剖位置（如胰腺），更能反映真实的转移模式。
(3) 患者来源异种移植 (PDX)：直接移植患者手术切除的原发肿瘤块，最大程度保留了原始肿瘤的结构和分子特征，是精准医疗的金标准。
实验小技巧:细胞注射之前可以混悬于Matrigel基质中再进行注射，固定细胞团可以提高成瘤率，特别是原位成瘤的实验。
四、活体动物成像（LUC标记肿瘤细胞）操作方法
(1) 模型构建完成后，于不同时间点开展活体成像实验；
(2) 通过腹腔或尾静脉注射LUC（萤光素酶）底物——D-荧光素；
(3) 等待底物吸收（10-30分钟），使底物在体内均匀分布（每次实验可预留一只动物用于检测时间的预实验）；
(4) 设置好成像参数后，启动图像采集。
实验小技巧:荧光素钾盐比钠盐形式溶解度更高，结晶风险低，更适合大多数体内成像
图3：RD-luc2细胞小鼠移植成瘤后为期8周的纵向体内生物发光成像监测结果；A：舌部注射；B：后肢注射；C：皮下注射。（Cell Reports Methods.）
五、恩玑生命LUC标记细胞现货（同时提供细胞定制及慢病毒产品）
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EnkiLife货号 |
EnkiLife产品名称 |
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CXS00335 |
人急性髓原白血病细胞荧光素酶稳转株molm-13-luc |
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CXS00336 |
人结肠癌细胞荧光素酶稳转株HT29-LUC |
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CXS00337 |
人肺癌细胞荧光素酶稳转株A549-LUC |
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CXS00341 |
人肝癌细胞荧光素酶稳转株HUH-7-LUC |
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CXS00343 |
人宫颈癌细胞荧光素酶稳转株HeLa-LUC |
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CXS00346 |
人卵巢癌细胞荧光素酶稳转株Skov3-LUC |
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CXS00348 |
人子宫颈鳞癌细胞荧光素酶稳转株siha-LUC |
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CXS00350 |
人胰腺癌细胞荧光素酶稳转株PANC-1-LUC |
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CXS00352 |
人结直肠癌细胞荧光素酶稳转株LoVo-LUC |
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CXS00354 |
人肝癌细胞荧光素酶稳转株HepG2-LUC |
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CXS00355 |
人慢性髓原白血病细胞荧光素酶稳转株K562-LUC |
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CXS00602 |
小鼠乳腺癌细胞稳定表达荧光素酶4T1+Luc |
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CXS00607 |
人肺癌细胞稳定表达荧光素酶A549+LUC |
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CXS00614 |
小鼠黑色素瘤细胞稳定表达荧光素酶B16-F10+LUC |
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CXS00622 |
大鼠脑胶质瘤细胞稳定表达荧光素酶C6+luc |
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CXS00629 |
小鼠结肠癌细胞稳定表达荧光素酶CT26+luc |
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CXS00639 |
高转移人肝癌细胞稳定表达荧光素酶HCC-LM3+luc |
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CXS00646 |
人结肠癌细胞稳定表达荧光素酶HCT116+LUC |
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CXS00648 |
人子宫颈癌细胞稳定表达荧光素酶HeLa+LUC |
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CXS00650 |
小鼠肝癌细胞稳定表达荧光素酶hepa1-6+Luc |
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CXS00656 |
小鼠卵巢上皮癌细胞稳定表达荧光素酶ID8+LUC |
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CXS00666 |
小鼠肺癌细胞稳定表达荧光素酶LLC+LUC |
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CXS00667 |
人胶质瘤细胞稳定表达荧光素酶LN-229+LUC |
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CXS00670 |
小鼠膀胱癌细胞稳定表达荧光素酶MB49+LUC |
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CXS00671 |
小鼠结肠癌细胞稳定表达荧光素酶MC38+LUC |
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CXS00672 |
人乳腺癌细胞稳定表达荧光素酶MCF-7+Luc |
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CXS00676 |
人三阴性乳腺癌稳定表达荧光素酶MDA-MB-231+luc |
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CXS00679 |
高转移潜能肝癌细胞稳定表达荧光素酶MHCC-97H+LUC |
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CXS00692 |
人胃癌细胞稳定表达荧光素酶NCI-N87+LUC |
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CXS00696 |
小鼠胰腺癌细胞荧光素酶标记PANC02+LUC |
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CXS00701 |
小鼠肾癌细胞稳定表达荧光素酶RENCA+LUC |
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CXS00702 |
小鼠前列腺癌细胞稳定表达荧光素酶RM-1+LUC |
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CXS00704 |
人乳腺癌细胞稳定表达荧光素酶SK-BR-3+LUC |
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CXS00710 |
人结直肠腺癌细胞荧光素酶标记SW620-LUC |
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CXS00717 |
人脑星形胶质母细胞瘤稳定表达荧光素酶U-87MG+LUC |
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CXS00797 |
小鼠鳞状癌细胞稳定表达荧光素酶（SCC7+Luc) |
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CXS00798 |
NCI-H1299/LUC |
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CXM00816 |
小鼠骨肉瘤成骨细胞K7M2wt+luc |
六、萤火虫荧光素酶（Fluc）与海肾荧光素酶（Rluc）区别表
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对比维度 |
萤火虫荧光素酶（Fluc） |
海肾荧光素酶（Rluc） |
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来源与简称 |
来自萤火虫，简称Fluc |
来自海洋海肾（海鳃），简称Rluc |
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所需底物 |
D-荧光素 |
肠腔素（Coelenterazine） |
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是否需要ATP |
是，必须依赖ATP、Mg2?、O? |
否，仅需要O? |
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发光波长 |
约560 nm（黄绿光） |
约480 nm（蓝光） |
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发光类型 |
辉光型，发光平稳、持续时间长 |
闪光型，发光快、衰减快 |
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主要用途 |
报告基因实验（启动子、miRNA、通路活性）、活体动物成像、成瘤模型示踪 |
双荧光素酶内参对照，校正转染效率、细胞量误差 |
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细胞表达特点 |
常用慢病毒稳转，适合长期体内实验 |
多为瞬时转染，极少单独用于活体成像 |
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反应体系兼容性 |
底物不交叉、发光光谱分离，可在同一体系先后检测，适配双荧光素酶实验 |
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