尽管有些肿瘤或疾病确实是由于基因组本身遗传信息改变所致，但是表观调控有时能更好地阐述肿瘤或疾病发生的机制。在课题进展中，尤其是在确定表型之后，我们往往从表观调控，或转录调控，或蛋白修饰的方向去研究表型发生的机制。差异基因与表型间的关系往往是比较容易确定的，机制的挖掘则相对复杂！全基因组筛选是表观调控的一种策略，通过生信分析来挖掘关键基因也是一种策略。
一个完整的基因结构包括诸多要素，比如编码区，包括外显子与内含子；前导区，位于编码区上游，相当于RNA5'末端非编码区，含有调控区，包括启动子和增强子等；尾部区，位于RNA3'编码区下游，相当于末端非编码区。基因编码区两侧也称侧翼顺序。前导区可调控基因表达，被定义为顺式作用元件，包括启动子、增强子、调控序列和可诱导元件等。顺式作用元件本身不编码任何蛋白，仅仅提供与反式作用因子相互作用位点。本质是核苷酸序列，即DNA片段。
反式作用因子与特异的顺式作用元件结合，参与基因表达调控的因子。编码反式作用因子的基因与被反式作用因子调控的基因不在同一染色体上。反式作用因子有两个重要的功能结构域：DNA结合结构域和转录活化结构域，这是反式作用因子发挥转录调控功能的必需结构。反式作用因子可被诱导合成，其活性也受多种因素的调节。这里的反式作用因子本质上是蛋白。转录因子是反式作用因子的重要组成，可被诱导表达。
转录因子的DNA结合域和顺式作用元件实现共价结合，从而对基因的表达起抑制或增强的调控作用。荧光素酶报告基因系统（Luciferase reporter）就是检测转录因子与目的基因启动子区DNA相互作用的一种检测方法。原理就是把启动子序列克隆到Firefly luciferase之前，用感兴趣的启动子去启动Firefly luciferase的表达。如下图，想要研究IFNa或者IFNβ的表达调控，就把IFNa或者IFNβ的启动子克隆到Firefly luciferase之前，内参就是用TK基因的启动子启动Renilla luciferase的表达。
荧光素酶报告原理（Rachael Kenworthy et al. 2009. Nucleic Acids Res）
如果我们想要研究某个转录因子是否能与某一靶启动子片段有作用。首先将靶基因启动子或其他待研究基因调控元件插入到荧光素酶报告基因前方，构建成报告基因质粒。然后，将可以表达待检测转录因子质粒与报告基因质粒共转染细胞；如果此转录因子能够激活靶启动子，则荧光素酶基因就会表达，荧光素酶的表达量与转录因子的作用强度成正比；再加入特定荧光素酶底物，荧光素酶与底物反应，产生荧光。通过检测荧光的强度可以测定荧光素酶的活性，从而判断转录因子是否能与此靶启动子片段有作用。
同时，为了减少细胞数目，细胞转染和裂解效率等内在因素对实验准确性的影响，将带有海肾荧光素酶基因 (Renilla luciferase的质粒pRL-TK作为对照质粒与报告基因质粒共转染细胞，提供转录活力的内参对照，使测试结果不受实验条件变化干扰。在测量过程中，当加入荧光素酶检测试剂Ⅱ时产生萤火虫荧光信号，这样先测量萤火虫荧光素酶报告基因。定量萤火虫荧光强度之后，再在同一样品中加入反应试剂，将上述反应淬灭，并同时启动海肾荧光素酶反应，同时进行第二次测量。那么，怎么用荧光素酶报告系统研究基因的启动子和转录因子调控呢？
2023年8月，国际知名学术期刊J Hematol Oncol发表一篇题为Synergistic efficacy of simultaneous anti-TGF-β/VEGF bispecific antibody and PD-1 blockade in cancer therapy的研究论文，其中使用Luciferase reporter体系检测TGF-β/VEGF双特异性抗体对TGF-β信号的阻断效果。
实验操作：96孔板中接种30000的A549或MDA-MB-231细胞，37℃过夜培养。第二天，每孔转染0.2μg SBE4 luciferase reporter质粒。24小时后，分别用10 ng/ml TGF-β1和106 pM的特异性抗体Y332D处理24小时；然后进行荧光报告检测。
结果和结论：Research revealed that TGF-β mediates the transcription of Smad-Binding Element-containing luciferase reporter construct, SBE4-Luc. Therefore, SBE4 luciferase reporter assay was performed to test the blocking capability of Y332D on TGF-β/Smad pathway. The results showed that Y332D remarkedly blocked TGF-β1 signaling in A549 and MDA-MB-231 cells. Also, Y332D significantly antagonized TGF-β1-regulated EMT in A549 and MDA-MB-231 cells.
参考链接：https://mp.weixin.qq.com/s/tSLP9ms4FxngdJnLTY4W7g
逐典萤光素酶报告基因
针对报告基因检测不同的侧重需求，逐典推出了3种检测系统。
逐典萤光素酶报告基因特点：
1. 检测灵敏度高，信号稳定性好
HEK293-NFK B-LUC细胞加入梯度稀释的TNF 在37C、5%CO条件下刺激6小时后,分别用增强型、超敏型、稳定型检测试剂进行信号检测。
2. 操作方便
仅需将底物和萤光素酶检测缓冲液混合后直接加入到细胞即可。
3. 稳定性好
同时在10次反复冻融实验中，逐典全系列报告基因检测试剂盒显示出较强的稳定性。
