【目的】Luciferase2/mKate2双报告基因标记小鼠骨髓间充质干细胞(mMSC),并进行活体生物发光和荧光双模态光学成像研究。【方法】全骨髓细胞贴壁分离法提取mMSC,进行细胞表面标志物和多向分化潜能的鉴定;CMVLuciferase2-mKate2慢病毒感染mMSC,根据细胞内远红荧光蛋白mKate2的表达水平评估转染效率并利用流式细胞仪进行纯化筛选;对筛选后的mMSC(mMSC-CMV-Luc2-mKate2,mKate2+>95%)进行活体生物发光和荧光双模态光学成像。【结果】成功分离mMSC;表型分析结果显示mMSC高表达Sca-1(94.5%)、CD44(99.6%),低表达CD11b(0.092%)、CD45(0.11%);mMSC具有成脂和成骨分化能力。CMV-Luciferase2-mKate2慢病毒感染mMSC 96 h后,细胞内mKate2的荧光表达率为22.97%,经流式细胞仪筛选后mKate2表达率大于95%。对筛选后的mMSC进行活体生物发光成像和荧光成像可探测光信号,光信号强度与细胞数量呈明显线性正相关(生物发光成像为R2=0.9893;荧光成像为R2=0.9226)。【结论】CMVLuciferase2-mKate2慢病毒转染mMSC可稳定表达双报告基因Luciferase2和mKate2,体外可根据细胞内mKate2的表达水平间接评估转染效率、进行细胞筛选,活体内可同时进行生物发光成像和荧光成像,为mMSC体内移植后生物学行为的研究提供了良好、无创的定量示踪手段。