随着光学成像技术日新月异的发展以及在肿瘤生物学领域中的应用越来越广泛,不仅能实现整体水平上治疗过程的可视化监测,更能深入到活体的细胞分子水平研究肿瘤的治疗机制和转移机制。近年来,自杀基因治疗系统由于其靶向性强、毒副作用小,成为了抗肿瘤治疗的曙光。本文应用光学成像方法,对胸苷激酶(TK)基因的肿瘤治疗效应进行了系统的研究,同时对TK基因的肿瘤杀伤效应机制和抗肿瘤转移作用做了一些探索性的工作。主要研究内容如下:首先应用肿瘤坏死因子来提高TK基因对人涎腺癌细胞ACC-M的杀伤效率,并应用光学成像的方法监测体内外治疗过程。细胞水平的研究结果证实,肿瘤坏死因子确实能够显著提高自杀基因系统对ACC-M细胞的杀伤效率;在体的实验结果不仅证实了联合疗法对肿瘤具有很好的治疗效应,而且还验证了肿瘤坏死因子具有良好的破坏肿瘤血管生成作用,从而达到协同抗肿瘤效应。通过建立稳定表达CD3[检测caspase-3活性的荧光共振能量转移(FRET)探针]的ACC-M细胞株(ACC-M-CD3),和共表达胸苷激酶-绿色荧光蛋白(TK-GFP)和CD3的多色标记肿瘤细胞株ACC-M-TK-GFP-CD3,应用FRET成像技术在活细胞内对TK基因的肿瘤治疗机制进行了初步研究。结果表明,TK基因的“旁观者效应”是caspase-3非依赖性的。此外,通过对ACC-M细胞转移性能的退化及外源基因丢失现象进行探讨以及处理,为TK基因抗肿瘤转移作用的建模提供了可行性方案。本研究为肿瘤TK基因治疗效应的在体监测及其机制研究,提供了光学标记的肿瘤细胞模型和小动物模型,建立了新颖的光学成像研究方法。也为今后深入研究TK基因的抗肿瘤转移作用提供了参考和借鉴。