細胞示蹤技術(shù)對于研究細胞的起源，了解組織器官發(fā)育及探究疾病的發(fā)生機制等都至關(guān)重要。細胞示蹤技術(shù)最早起源于20世紀初期，經(jīng)過研究者多年努力，現(xiàn)在通過不同的標記物和不同的成像手段對細胞活動進行觀察。
根據(jù)標記物的的種類可以分為外源性標記物和內(nèi)源性標記物。外源性標記物通常按照簡單的孵化而導(dǎo)入細胞，包括：熒光染料成像和量子點成像在示蹤標記物的應(yīng)用方面，內(nèi)源性遺傳標記發(fā)生于基因水平，能夠克服傳統(tǒng)標記物的局限和缺點。在追蹤手段上，借助光學(xué)顯微鏡，可在活體內(nèi)對細胞進行追蹤和觀察。內(nèi)源性標記物通常是具有生物活性的蛋白質(zhì)，主要包括熒光素酶、熒光蛋白及β-半乳糖苷酶。
熒光素酶基因?qū)爰毎螅鼙磉_熒光素酶，通過注射底物就可以觀察被標記細胞的發(fā)光現(xiàn)象，實現(xiàn)細胞示蹤。熒光蛋白由于熒光信號強，便于觀察追蹤，已經(jīng)廣泛用于細胞示蹤研究。內(nèi)源性標記的活體示蹤相比外源性標記示蹤更能闡明細胞在體內(nèi)真實的分化發(fā)育及遷移情況。與熒光素酶放光方式不同，熒光蛋白發(fā)光不需要注射底物，其發(fā)光原理是較高能量的激發(fā)光能使其蛋白構(gòu)象發(fā)生改變而產(chǎn)生熒光。最常見的熒光蛋白有綠色熒光蛋白和紅色熒光蛋白。
以上內(nèi)源性標記物與傳統(tǒng)的細胞標記物最大的區(qū)別在于它不會向臨近細胞污染擴散，能夠穩(wěn)定的表達，并且隨著細胞的分裂，標記也會遺傳給子代細胞。運用病毒轉(zhuǎn)導(dǎo)是將外源基因整合入目的細胞是一種普遍使用的方式。
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不同的標記適用的實驗
LUC常用于細胞標記后小動物細胞移植活體成像追蹤，從而評估移植后細胞的歸巢以及治療效果等。
GFP，RFP能穩(wěn)定在后代遺傳，它在定量或其他實驗中慢慢取代了傳統(tǒng)的化學(xué)染料。更多地，熒光蛋白被改造成了不同的新工具，廣泛被用于超分辨顯微鏡成像。