报告基因检测试剂盒助力信号通路研究及药物筛选

萤光素酶报告基因法是信号通路研究中不可或缺的工具。它能够帮助研究人员追踪信号通路上特定基因的表达变化，同时也可用于检测细胞内某些关键酶的活性，从而揭示信号通路的调控机制。这种方法具有很好的灵敏度和实时性，使其能够捕捉到信号传递的微妙变化，为信号通路研究提供了强有力的支持。

萤光素酶报告基因法采用萤光素酶（Luciferase）作为报告基因，具有高灵敏度、无毒性、易于操作和经济实惠的特点，使其成为信号通路研究的有力工具。

目前，最常使用的萤光素酶主要包括 👉 Firefly luciferase 和 👉 Renilla luciferase，药科元提供相应的检测试剂盒，欢迎咨询或申请试用。

图2 常见萤光素酶的区别

应用领域

萤光素酶报告基因法在各个领域都有广泛的应用，包括核受体研究、GPCR 研究、肿瘤免疫研究、细胞杀伤研究等。

它在这些领域中的应用具有明显的优势，如检测操作方便、适合高通量筛选、信号极灵敏、实验结果稳定且可靠等。接下来，我们将详细探讨萤光素酶在这些领域中的具体应用。

在核受体研究领域，萤光素酶报告基因法发挥着重要作用，为核受体相关的药物研发提供了强有力的支持。下面介绍一种细胞水平的核受体结合活性常见的研究方案:首先，构建两个载体，一个表达核受体的配体结合域（NR-LBD）和 GAL4 的 DNA 结合域（GAL4-DBD）融合蛋白，另一个包含 GAL4 上游激活序列（Upstream activator sequence，UAS）重复序列的最小启动子和萤光素酶报告基因的载体。接着，将这两个载体同时共转染到目标细胞中，当核受体配体与 NR-LBD 结合后可通过 GAL4-DBD 与 GAL4-UAS 结合启动萤光素酶报告基因的表达。通过检测萤光素酶的活性，能够监测核受体结合活性，筛选合适化合物。

为了确保结果的准确性，常常引入内参报告基因，如 Renilla luciferase，以排除化合物可能引起的细胞毒性影响。通过这一技术,研究人员能够深入了解核受体的功能和调控机制，为生物学研究和药物发现提供了有力工具。

图3 报告基因法研究NR的实验模型示意图

对于 GPCR（G 蛋白偶联受体）研究，萤光素酶报告基因法可用于评估 GPCR 激活的效力，检测信号通路的变化以及筛选药物候选物,为新药研发提供了有力支持。众所周知，GPCRs 激活会通过第二信使的响应元件调节基因转录，这些元件包括 cAMP 响应元件（CRE）、活化T细胞因子响应元件（NFAT-RE）、血清响应元件（SRE）和血清反应因子响应元件（SRF-RE，SRE 的一种突变体），这些元件位于基因启动子区域。可以构建这些相应元件和萤光素酶报告基因的载体，转入表达相关 GPCR 的细胞株中。通过检测萤光素酶的活性，能够评估 GPCR 激活的效力，筛选合适化合物。

图4 G蛋白依赖的功能实验

在肿瘤免疫研究，尤其是免疫检查点方面，萤光素酶报告基因法发挥着关键的作用。通过构建相应的细胞学模型，科研人员可以深入评价相关药物的作用机制、效力和稳定性。

常见的应用模型分为两类：一种是以非常经典的 PD-1 / PD-L1 的细胞模型为代表的免疫检查点相关靶点阻断模型研究药物对 PD-1 / PD-L1 这类免疫检查点及其受体的阻断作用/激活作用；另一种是以 ADCC 细胞模型为代表的用于评价抗体药的Fc端功能。

1. 免疫检查点相关靶点阻断/激活模型：这类模型以 PD-1 / PD-L1 为代表，旨在研究药物对 PD-1 / PD-L1 这类抑制性免疫检查点及其受体的阻断作用或对激动性免疫检查点的激活作用。在这类模型中，科研人员通过引入相应的报告基因，可以实时监测药物对免疫检查点信号通路的影响。例如，构建一组细胞模型，其中包含一个效应细胞和一个靶细胞。在效应细胞中同时转入两个载体，一个包含了 PD-1 的表达基因，另一个包含 NFAT-RE 和 luciferase。在靶细胞中同时转入两个载体，一个包含了 PD-1 的表达基因，另一个包含了 TCR activator 的表达基因。通过效应细胞和靶细胞的共孵育，可以模拟 PD-1 / PD-L1 的结合情况。通过检测萤光素酶的表达水平，评估药物对 PD-1 / PD-L1 信号通路的调控效果，为药物研发提供关键数据。

图5 PD-1 / PD-L1 细胞模型示意图

2. Fc 功能验证模型：这类模型以 ADCC（抗体依赖性细胞毒性）为代表，用于评价抗体药的 Fc 端功能。以 ADCC 研究模型为例，选择稳定表达 FcγRIIIa 受体的 Jurkat 细胞作为效应细胞，并转入包含 NFAT-RE 和 luciferase 的载体。一旦药物的 Fc 与 FcγRIIIa 受体结合，激活 NFAT 信号通路，导致萤光素酶的表达。通过检测萤光素酶的表达水平，评估药物的 Fc 端功能，为药物研发提供关键数据。

图6 ADCC 细胞模型示意图

这两类模型为肿瘤免疫研究提供了有力的工具，通过萤光素酶报告基因法，科研人员可以更全面地了解药物对免疫细胞的调节效果，为肿瘤免疫治疗的发展和优化提供重要支持。

萤光素酶在细胞杀伤实验中的应用是一种常见而有效的方法，主要通过利用萤光素酶报告基因系统来评估细胞存活和毒性效应，抗体药物研究或者细胞治疗研究中用以评估效应细胞对于靶细胞的杀伤效果。可以构建萤光素酶报告基因的载体，转入靶细胞中。当细胞收到损伤或者死亡时，萤光素酶活性会下降，因此通过监测萤光素酶活性的变化，可以快速而准确地评估效应细胞对靶细胞的杀伤效果。因为效应细胞中不含萤光素酶，可以排除在共孵育过程中效应细胞的自凋亡引起的干扰。

图7 细胞杀伤模型示意图