光素的存在下产生光（生物发光）。通过监测来自该生物体的生物发光，可评价 髓鞘形成与脱髓鞘作用活性。成像设备及分析允许快速使生物发光及髓鞘形成活动与生物 的身体的特定部分相关联。
[0043] 对于研宄中枢与周围神经系统的活动，在神经组织中使用髓鞘的脊椎动物生物体 是特别适宜的模型生物体。哺乳动物是在中枢与周围神经系统中使用髓鞘帮助神经传导的 生物体。普通哺乳动物模型如啮齿动物（例如，大鼠、小鼠）、兔、绵羊、灵长动物、天竺鼠等 为适用于实践本发明的模型生物体。
[0044] 生物体尺寸本质上不是限制因素。然而，可将仪器尺寸优化为特定生物体形状或 尺寸。
[0045] 单一生物成像活动可提供所需的信号。然而，本发明的优点提供在相同动物上历 经多个时间点重复测量并比较多个测量结果的能力。单一生物体因此作为其本身对照或基 线。
[0046] 因此，在单一生物体中历经一个或多个脱髓鞘作用或髓鞘再生间隔的生物成像是 可能的。此外，贯穿脱髓鞘作用或髓鞘再生间隔的成像信号标准化产生更多有力数据，其中 贯穿重复间隔的成像可有效检测历经一个或多个活动在生物体中髓鞘碱性蛋白转录水平 的变化。
[0047] 生物发光信号被身体组织衰减。因此，近体表的神经组织产生较强信号。检测器 的信号可通过以下方法提高：通过使更多荧光素酶反应而产生较高信号输出，例如，使用较 高浓度，或增加酶活性或表达水平。使用较高灵敏度的检测器也可改善数据收集。较高灵 敏度的检测器常需要冷却设备以产生明显信号并最小化噪声。也使用收集数据的时间增加 信号的数量。
[0048] 本发明的模型生物体可为含有荧光素酶基因的转基因动物，所述荧光素酶基因通 过髓鞘碱性蛋白启动子驱动。该动物可为哺乳动物，例如，用作动物模型的任何哺乳动物。 大鼠与小鼠是普通动物模型。当将启动子活化或开启时，在髓鞘碱性蛋白启动子的控制下 荧光素酶基因在模型的特定目标组织中表达。
[0049] 该髓鞘碱性蛋白启动子可含有Ml至M3,或可含有Ml至M4。
[0050] 可通过简单操作实现信号的改善，例如，选择毛发造成较少衰减的模型。例如，毛 发较C57/B6小鼠较少影响衰减的模型将提供较优于C57/B6小鼠的信号。
[0051] 本发明也提供研发用于生物成像的模型生物体的方法。研发可通过以下方法实 现：以例如小鼠品系开始并生产转基因动物，然后选择一个或多个系，其中在出生后髓鞘形 成高峰时的体内完整小鼠成像显现特异性成像（例如，中枢神经系统）；然后选择一个或多 个系，其中体外成像确认在希望区域（例如，主要在脑的致密白质区）中的荧光素酶转基因 的表达。然后可选择一个或多个系，其中荧光素酶图像强度与脱髓鞘作用及髓鞘再生的变 化高度相关。为了改进数据，可选择在适当操作期间显示明显组织脱髓鞘作用的一个或多 个系。
[0052] 铜宗脱髓鞘作用模型适合用于本发明。生物成像的时机将取决于模型生物体的发 育特性，例如，可考虑出生后髓鞘形成的高峰一般是约3-5周的第一代小鼠（G1 mice)而选 择时机。
[0053] 本发明可用于筛选可影响生物体中髓鞘活动的化学化合物、生物制品及其它治疗 性物质。化合物可调苄基因表达或细胞内或细胞间信号活动而影响髓鞘活动。这些仅为一 些具体实例，不应视为本发明的全部范围，本发明的全部范围在权利要求中表征。
[0054] 虽然如上述（例如，Farhadi)，已使用半乳糖酶报道基因充分表征髓鞘碱性蛋白 激活子，但是由于用于半乳糖苷酶（半乳糖酶报道基因的产物）检测的组织收取及固 定的需要，髓鞘碱性蛋白-半乳糖酶基因模型的使用受到限制。这种方法需要与活体动物 检测法不相容的组织化学技术。为了绕开此问题，已提出使用生物发光或荧光系统以开发 转基因生物成像模型，其中由大部分的髓鞘碱性蛋白启动子选择性地控制荧光素酶或绿色 荧光蛋白（GFP)报道基因。
[0055] 这种新型生物成像模型设计用于实时显现与量化活体动物（例如，小鼠）中的脱 髓鞘作用和/或髓鞘再生活动。可将这种监测与自动生物成像技术结合使用。这种模型是 一种有用工具，用于例如，靶标确证（例如，当将生物成像模型小鼠互交以敲除基因，且转 基因小鼠具有希望性状时），以及也用于在比较及定量基础上的化合物确证（例如，在模型 如铜宗或实验性自身免疫性脑脊髓炎[EAE]中测量化合物的功效），以决定关于靶标选择 及化合物发展的决定性路径。
[0056] 本生物成像模型（MBP-luci TG)已被开发并用于量化体内的脱髓鞘作用/髓鞘再 生活动。本生物成像模型的优点是可纵向研宄，使得每个生物体可作为其本身的对照。而 避免在特定时间点牺牲动物。可持续追踪个体小鼠的脱髓鞘作用与髓鞘再生过程。
[0057] 这种生物成像方法学需要较少时间及资源来追踪活体小鼠中的生物应答。
[0058] 具体地，本发明涉及如下各项：
[0059] 1.监测在活体生物中脱髓鞘作用或髓鞘再生的方法，所述方法包括：
[0060] 转基因修饰所述生物，以表达通过髓鞘碱性蛋白（MBP)启动子驱动的荧光素酶基 因；
[0061] 监测来自所述生物的生物发光；及
[0062] 将所述光输出与所述生物的身体的特定部分相关联。
[0063] 2.如项1的方法，其中所述模型生物为哺乳动物。
[0064] 3.如项2的方法，其中所述哺乳动物为小鼠。
[0065] 4.如项1的方法，其进一步包括：
[0066] 在相同生物中，在不同于所述最初监测的时间重复所述监测；
[0067] 并比较所述监测活动的输出数据，以观察在相同生物中髓鞘形成的变化。
[0068] 5.如项4的方法，其进一步包括：
[0069] 通过脱髓鞘作用或髓鞘再生间隔的成像信号标准化，其中所述通过间隔的成像有 效检测历经所述间隔在所述生物中髓鞘碱性蛋白转录水平的变化。
[0070] 6.转基因生物，其含有通过髓鞘碱性蛋白（MBP)启动子驱动的荧光素酶基因。
[0071] 7.如项6的转基因生物，其中所述生物为小鼠。
[0072] 8.表达荧光素酶基因的转基因生物，所述荧光素酶基因在髓鞘碱性蛋白（MBP)启 动子的控制之下。
[0073] 9.如项8的转基因生物，其中所述模型生物为小鼠。
[0074] 10.如项6的转基因生物，其中所述髓鞘碱性蛋白启动子包含Ml至M4。
[0075] 11.如项6的转基因生物，其中所述髓鞘碱性蛋白启动子包含Ml至M3。
[0076] 12.如项1的方法，其中所述生物为哺乳动物，且所述哺乳动物具有白色毛发或减 少的毛发。
[0077] 13.如项12的方法，其中所述哺乳动物的毛发与C57/B6相比吸收较少的波长范围 为530-640纳米的光。
[0078] 14.开发生物成像品系的方法，包括：
[0079] (1)选择一个系，其中在出生后髓鞘形成高峰时的体内全小鼠成像呈现中枢神经 系统特异性成像；
[0080] (2)选择一个系，其中体外成像确认荧光素酶转基因表达主要在脑或脊髓的白质 区；
[0081] (3)选择一个系，其中荧光素酶图像强度与在脱髓鞘作用模型中引发的脱髓鞘作 用及髓鞘再生的变化高度相关；及
[0082] (4)选择一个系，其作为模型呈现清楚的组织学脱髓鞘作用。
[0083] 15.如项14的方法，其中所述出生后髓鞘形成的高峰是约3-5周的第一代小鼠。
[0084] 16.如项14的方法，其中所述模型是铜宗脱髓鞘作用模型。
[0085] 17.如项1的方法，其中所述方法监测化合物对至少一种脱髓鞘作用或髓鞘再生 活动的功效。
[0086] 18.如项1的方法，其中所述方法监测基因活动的效应。
[0087] 19.监测髓鞘形成的改良方法，所述改良包括成像表达髓鞘碱性蛋白荧光素酶的 转基因动物。
[0088] 20.降低髓鞘形成研宄中的差异性的方法，所述方法包括在至少两个不同的时间 点监测动物中的髓鞘碱性蛋白控制的荧光素酶。
[0089] 21.如项1的方法，其中所述生物的身体的特定部分选自周围神经系统与中枢神 经系统。
【附图说明】
[0090] 图1显示髓鞘碱性蛋白荧光素酶转基因模型的示意性简图，其用于追踪髓鞘表达 的实时变化。MBP荧光素酶转基因模型设计目标是实时体内追踪在CNS中髓鞘形成的状态。 其中（A)为即将在IVIS机器中生物成像之前将荧光素底物注射至MBPluci生物成像模型 中；(B)为用于全动物成像的低光设备；(C)MBPluci模型的设计目标是在引发脱髓鞘作用 期间或者在提高髓鞘再生的对受损CNS区域的治疗中非侵袭性地定量评价髓鞘形成。
[0091] 图2显示MBP-Iuci转基因结构和MBP转录本表达的内源性控制，显示该内源性髓 鞘碱性蛋白启动子具有4个元件，其在发育及进入成熟期间差异地调节髓鞘碱性蛋白在少 突胶质细胞中的表达（HF Farhadi : J. Neurosc. 2003, 23 (32)，10214-10223)。M1/M2 二者调 节出生后早期的转录本。M3涉及整个成熟期中表达的转录本调节。M4帮助许旺细胞表达 髓鞘碱性蛋白转录本。所述髓鞘碱性蛋白荧光素酶转基因的结构具有两种形式的髓鞘碱性 蛋白启动子。121系含有M4元件，预定在脑、脊髓及周围神经系统中表达荧光素酶。171系 由较短的髓鞘碱性蛋白启动子（例如，缺少M4元件）组成，主要在脑中表达荧光素酶，已由 生物成像分析确认。
[0092] 图3显示髓鞘碱性蛋白荧光素酶转基因表达盒，包括在荧光素酶表达载体中具有 5千碱基对的5'端脱氧核糖核酸的髓鞘碱性蛋白启动子。
[0093] 图4显示髓鞘碱性蛋白荧光素酶转基因表达盒，包括在荧光素酶表达载体中具有 10千碱基对的5'端脱氧核糖核酸的髓鞘碱性蛋白启动子。
[0094] 图5显示髓鞘碱性蛋白荧光素酶转基因系的筛选树的实例。其中从35个初始创 始系，使用四项测定来过滤和选择符合模型的设计目标的最佳MBP-Iuci系。
[0095] 图6显示来自第一级筛选的髓鞘碱性蛋白荧光素酶创始系（founders)的体内荧 光素酶图像。该荧光素酶强度范围为IO5 (+++)至IO3 (+)(光子/平方厘米/秒）。
[0096] 图7显示在7周㈧及10月（B)生物图像化的模型生物体538,说明脑中荧光素 酶图像随年龄增加而减退，其与在早期出生后发育后观察到的髓鞘形成减退有关。
[0097] 图8显示髓鞘碱性蛋白荧光素酶小鼠的体内生物成像：左方是负转基因野生型小 鼠（WT)，背景生物发光在头颅（R0I :关注区域）中测量，相当于2. 7xl03光子/秒。呈现在 右方的是杂合髓鞘碱性蛋白荧光素酶小鼠，关注区域的生物发光相当于1.327xl05光子/ 秒。呈现在中央的是纯合髓鞘碱性蛋白荧光素酶小鼠，关注区域值为3. 2924x10s光子/秒， 其大致如同预期为杂合值的两倍。
[0098] 图9显示中枢神经系统特异性在时间上荧光素酶的表达。所示的来自髓鞘碱性蛋 白荧光素酶转基因小鼠的头颅生物发光从第4周（A及*)至第8周（B及**)减退并平行 于Taqman分析法（C)测定的内源性髓鞘碱性蛋白转录本水平。
[0099] 图10显示荧光素酶在髓鞘碱性蛋白荧光素酶小鼠中的中枢神经系统特异性及亚 区的表达。在切片的生物成像后，髓鞘碱性蛋白荧光素酶转基因小鼠脑的两个矢状切面（A 及B)显示，脑中的胼胝体亚区含有最高生物发光信号并与铜宗损伤模型中最大的脱髓鞘 作用及髓鞘再生作用有关。
[0100] 图11显示在髓鞘碱性蛋白荧光素酶模型中的生物成像及已知发生在铜宗损伤 饮食中的其它生物应答。在此施行铜宗饮食4周，导致在图左方示出的生物成像及细胞 变化。预期所指（箭头）的每周生物成像平行于内源性髓鞘碱性蛋白的表达水平变化 (Matsushima GK and Morell P1Brain Pathology 11, 1-10, 2001)〇
[0101] 图12显示应答于持续性铜宗饮食处理，在野生型C57BL/6J小鼠中的内源性髓 鞘碱性蛋白稳定态信使核糖核酸的变化。8周龄的小鼠在其饮食中置放铜宗达12周（实 心三角）。在第二组（空心三角）中，在放置6周后移除铜宗食物，使小鼠得以在至多另 外6周中复原。通过northern印迹法（northern blot)单独测定信使核糖核酸水平的 数据，并相对于三个对照的平均值绘图（Jurevics H，et al, Journal of Neurochemist ry，2002, 82, 126-136)。
[0102] 图13显示示出的铜宗饮食对髓鞘碱性蛋白荧光素酶生物成像模型的影响。所述 成像信号可清楚模拟内源性髓鞘碱性蛋白基因的表达模式。历经4周的铜宗饮食处理在 M8P-luci小鼠中导致脱髓鞘作用和相应的生物成像值降低（R0I =圆圈），在第5周时恢复 成正常饮食提高生物成像信号，直到在第7周研宄结束时。非侵袭性生物成像在整个研宄 中支持在相同小鼠上的重复测定。在喂食铜宗食物期间（由第〇周至第4周），有2-3倍的 成像信号降低，而移除铜宗食物后（由第4周至第7周），也有3-4倍的成像信号增加。
[0103] 图14显示在髓鞘碱性蛋白荧光素酶模型中的胼胝体的勒克司坚牢蓝（LFB)染色。 将小鼠用铜宗或正常食物处理4周，然后二者回复至正常饮食。在第6周时，与正常饮食处 理组（A)相比，可在铜宗处理的髓鞘碱性蛋白荧光素酶模型的胼胝体（B)中使用勒克司坚 牢蓝染色以组织化学方式检测到清楚脱髓鞘作用。髓鞘形成的结构变化的组织化学测定与 经处理的髓鞘碱性蛋白荧光素酶模型的生物成像信号变化有关。
[0104] 图15显示