非侵害性地定位哺乳动物体内的发光结合体制造技术

本发明专利技术公开了用于检测并定位由哺乳动物发出的光线的方法和组合物。本发明专利技术还公开了定向地令选定区域发射光线以及跟踪检测哺乳动物体内某些实体的方法。此外还公开了某些疾病状态的动物模型，用于定位和跟踪动物体内疾病或病原的进程的方法，以及筛选可有效抑制疾病或病原的候选药物的方法。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及检测、定位和跟踪哺乳动物体内发光体及生物学过程的非侵害性方法和组合物。
技术介绍
目前体外测和定量组织内检感染原的方法限制了监测感染性疾病进程的能力。感染原在宿主内的复制通常涉及第一、第二和第三复制位置。感染原的复制位置和其间的发展进程取决于接种途径、宿主方面编译的因素以及感染原的决定基。有时，凭经验可能估计出某感染原的可能的复制位置及其发展过程。但是，更多的时候，对感染位置和疾病的发展速度要么是未知的，要么只能作出粗略的估计。而且，某种感染性疾病的进程即使在鼠的近交品系中也是具有个体差异的，因此需要对许多被感染的动物进行系列性体外分析才能够确定某种疾病在实验感染宿主中一般将遵循怎样的进程。所以，人们需要一种能够在动物模型中跟踪感染进程的方法。较理想的是，这种跟踪是非侵害性的，这样可以根据需要对一个动物多次进行评价而不对其造成伤害。本专利技术的方法和组合物提供了一种检测、定位和跟踪活的宿主例如哺乳动物体内病原及其它实体的方法。专利技术概述在本专利技术实施例之一中，本专利技术包括一种检测受试哺乳动物内某种生物相容性实体的位置的非侵害性的方法。所述的实体可以是分子、大分子、细胞、微生物(包括病原)、颗粒之类。所述的方法包括给受试者使用由实体与发光部分形成的结合体。发光部分通常是会发光的分子或大分子。它们会因为吸收辐射而发光(例如荧光分子或磷光分子)，或者因化学反应而发光(例如生物发光蛋白)。可例举的发光部分为生物发光蛋白，例如萤光素酶和水母蛋白；有色或荧光性蛋白，例如黄荧光蛋白和铁氧还蛋白Ⅳ。发光部分可以利用多种技术与实体结合，其中包括在实体的合成过程中结合进去(例如化学合成或遗传合成，例如由抗体片段和发光蛋白形成的融合蛋白)，合成后的化学偶合，非共价连接(例如用脂质体进行包裹)，在实体内原位合成(例如在转化细胞内表达异源的生物发光蛋白)，或者由启动子诱导物原位激活转基因动物细胞内生物发光蛋白受启动子调控的表达(例如因病毒感染而激发的由干扰素激活的启动子)。在一段时间后，期间结合体可在受试者内完成定位，将受试者在光检测装置的检测场中固定一段时间，以便能够(利用光检测装置)测定出足量的光子发射以便成像。可例举的光检测装置是与图像处理器偶联的增强电荷耦合照相机(ICCD)。如果能够在短时间内成像，即该时间与直至“未固定”受试者发生移动的时间相对而言较短，那么可以认为受试者在成像期间是“固定”的，预先就不需要特别注意固定化。然后根据光子发射参数成像。通过在按选定的时间间隔重复造影步骤和相应地进行成像，上述方法可以用来跟踪实体在受试者内随时间的位置变化。通过将定向部分固定、共轭或结合到实体上，上述方法可用于多种特殊的应用场合。定向部分可以是实体本身的一部分(例如抗体或抗体片段)，或者是共轭、固定或结合到实体上的(例如含抗体的脂质体)。定向部分的实例有抗体、抗体片段、酶抑制剂、受体结合分子、各种毒素等。定向部分的目标有发炎、感染位置，血凝块和肿瘤细胞。适合被定向部分识别的区分这些目标的标记是众所周知的。此外，将病原(例如沙门氏菌(Salmonella))与发光部分结合成实体，可将上述方法用于在动物模型中检测和定位病原感染的位置。在一相关实施例中，本专利技术包括用于检测受试哺乳动物体内某种生物相容性实体在一段时间内的水平的非侵害性方法。该方法与前述方法相似，但是被设计成用于检测受试者体内实体水平随时间的变化，因而不需要以图像的形式对实体进行定位。该方法对于监测抗生素等治疗性物质随时间对以发光细菌为例的某种实体的作用特别有用。在另一实施例中，本专利技术包括一种监测转基因在受试哺乳动物内整合情况的非侵害性方法。该方法包括给受试者使用能够将转基因整合到哺乳动物细胞内的载体结构物。这样的结构物在本领域是众所周知的。除了有效整合所必需的元件之外，该结构物还包含转基因(例如某种治疗基因)，和发光蛋白的编码基因，后者位于特定的可激活启动子的调控之下。一段时间之后，期间结构物完成整合，激活启动子。例如，如果使用的是干扰素启动子，可以局部使用(例如足底注射)聚肌胞苷双链(聚IC)来激发干扰素的产生。然后将受试者放在光检测装置的检测场中，例如带上可加强光线的“夜视”镜，并测定或评价光子发射的水平。如果发射水平高于背景水平(即能够优先测得“激活”区域的光)，则受试者被判定为整合了转基因。在一相关实施例中，本专利技术包括一种检测转基因或嵌合动物体内某种结构物的由启动子诱导活动的非侵害性方法，所述的结构物包含编码受可诱导启动子调控的发光蛋白基因。启动子诱导活动包括使用直接激活启动子的物质，使用激发内源性启动子活化剂产生的物质(例如利用RNA病毒感染激发干扰素的产生)，利用某种能够产生内源性启动子活化剂的条件(例如热休克或应激)等。激发所述的活动，然后如上所述对动物进行造影。在另一实施例中，本专利技术包括用表达例如萤光素酶之类发光蛋白的基因转化的病原，例如沙门氏菌。另一方面，本专利技术包括一种鉴定可有效抑制病原感染扩散的治疗性化合物的方法。该方法包括给对照和实验动物使用由病原和发光部分形成的结合体，用候选治疗化合物治疗试验动物，用前述方法定位对照和试验动物体内的发光病原，如果与对照动物相比，化合物能够显著抑制病原在试验动物体内的扩散或复制，则将化合物鉴定为具有治疗性。所述的结构物包括荧光标记的抗体、荧光标记的颗粒、荧光标记的小分子等。另一方面，本专利技术包括透过不同浊度的介质定位与发光部分结合的实体的方法。该方法包括使用光检测装置透过介质检测发射出的光子，对时间进行光子的积分，然后根据积分后的信号成像。在另一实施例中，本专利技术包括一种测定生物体内特殊位置特定物质，例如溶解氧或钙的浓度的方法。该方法包括含浓度传感器的细胞等实体，所述的浓度传感器即某种发光分子，其发光能力取决于特定物质的浓度。包含发光分子的实体在被使用后基本均匀地分布在动物体内，或者在特定的组织或器官系统(例如脾脏)内。对生物体进行造影，将光发射的强度和位置校正成特定物质的浓度和位置。或者，实体包含第二标记而不是浓度传感器，例如在某波长能够发光的分子。第二标记被用于对实体在宿主内分布上的任何不一致性进行标准化，由此能够更准确地测定特定物质的浓度。另一方面，本专利技术包括鉴定可有效抑制肿瘤生长和/或转移性扩散的治疗性化合物的方法。该方法包括(ⅰ)给试验和对照动物组使用以发光部分标记或包含该部分的肿瘤细胞，(ⅱ)用特定的化合物治疗试验组动物，(ⅲ)用光检测装置对与肿瘤细胞相联的发光分子发出的光子进行造影，由此确定肿瘤细胞在动物体内的位置，(ⅳ)如果与对照组相比，化合物能够在试验组动物中显著抑制肿瘤的生长和/或转移性扩散，则将化合物判定为具有治疗性。在结合附图阅读了以下对本专利技术的详细说明后，将对本专利技术的以上及其它目的和特征具有更充分的理解。 附图说明图1A,1B和1C是lux pCGLS1质粒的图，该质粒被用于转化沙门氏菌菌株SL1344,BJ66和LB5000而产生菌株SL1344lux,BJ66lux和LB5000lux。图2A-E显示利用沙门氏菌菌株SL1344lux和BJ66lux测定巨噬细胞和HEp-2细胞被粘附和侵入的分析结果。图2A显示位于一测试盘上各孔中的发光细胞。将通过光子的一分钟积分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测定生物相容性实体在哺乳动物受试者体内位置的非侵害性方法，该方法包括： （ａ）给受试者使用由该实体和发光部分构成的结合体， （ｂ）在结合体完成在受试者体内定位所需的一段时间之后，将受试者固定在光检测装置的检测场中， （ｃ）保持受试者在固定条件下， （ｄ）在保持受试者固定期间，用光检测装置测定来自位于受试者体内的发光部分的光子发射，直至能够制作光子发射图像， （ｅ）制作所述的图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：CH孔塔格，PR孔塔格，DA贝纳龙，
申请(专利权)人：利兰斯坦福青年大学托管委员会，
类型：发明
国别省市：US[美国]