当前位置:Home > 医源资料库 > 在线期刊 > 中华医学实践杂志 > 2005年第4卷第11期 > 建立小鼠肿瘤模型的研究进展

建立小鼠肿瘤模型的研究进展

来源:中华医学实践杂志 作者:杜伟,陈明清,伍治平 2006-8-20
336*280 ads

摘要: 人类疾病的动物模型(animal model of human diseases)是生物医学科学研究中所建立的具有人类疾病模拟性表现的动物疾病材料。恶性肿瘤是一类严重威胁人类健康的多发病和常见病,与病毒性疾病、老年性疾病并称为现代医学的三大挑战,其发病机制尚未完全阐明,治疗效果亦不尽人意。而肿瘤模型,作为实验假说和临床假说的实......


  人类疾病的动物模型(animal model of human diseases)是生物医学科学研究中所建立的具有人类疾病模拟性表现的动物疾病材料。这种方法是促进医学科学发展的重要途径之一,无论在疾病的发生、发展机制的探讨上或预防与治疗上,都起着不容忽视的作用。恶性肿瘤是一类严重威胁人类健康的多发病和常见病,与病毒性疾病、老年性疾病并称为现代医学的三大挑战,其发病机制尚未完全阐明,治疗效果亦不尽人意。而肿瘤模型,作为实验假说和临床假说的实验基础,可为研究恶性肿瘤的病因学、发展过程和治疗提供特有的条件。在各类动物中,由于小鼠已有明确定型的各种遗传品系,对肿瘤有易感性以及成本较低,因而在肿瘤研究方面较为常用。小鼠肿瘤模型按照建立的方法及研究目的可分为:(1)基因修饰小鼠肿瘤模型;(2)自发和诱发小鼠肿瘤模型;(3)移植小鼠肿瘤模型。

  1  基因修饰小鼠肿瘤模型

  1.1  转基因小鼠 

  转基因小鼠是指通过不同方法将外源基因导入小鼠受精卵,然后产生携带外源基因的小鼠品系,并能通过生殖细胞将外源基因传递给后代的小鼠。1977年Evans首次报道以DMH治疗近交系ICRHa小鼠易致肿瘤,作用于DBA2和C57BL/Ha小鼠则无此反应,而ICR和C57BL小鼠杂交后经治疗能产生肿瘤[1],提示染色体与肿瘤密切相关。

  在20世纪80年代初发展起来的原核显微注射技术使我们可以将外源DNA直接导入小鼠生殖细胞以构建转基因动物模型。在合适启动子的驱动下,目的基因可赋予转基因动物新表型,进而可以通过表型分析基因功能。如免疫球蛋白启动子调控的c-myc在转基因小鼠中的表达导致早期淋巴瘤的发生,应用哺乳类肿瘤病毒LTR/c-myc融合基因造成的c-myc广谱表达转基因小鼠模型中也发现多组织如:睾丸、乳腺和淋巴系肿瘤形成。

  不同转基因动物之间杂交,可用于研究不同基因在肿瘤发生及发展中的协同作用。R,D,Storer等[2]对P53+/-小鼠及XPA-/-/P53+/-小鼠进行对比研究,对肿瘤的发生机制及优化治疗提出了新观点。在肿瘤抑制方面,Zhou等[3]进行了野生型抑癌基因和DNA损伤中修复酶O6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶基因的转基因研究。另外,人们将可诱导表达系统用于调控基因的时相表达,如反式因子vtTA与四环素类似物强力霉素结合后可激活四环素操纵子的表达,而tTA与强力霉素结合则抑制四环素操纵子的表达[4],并由此构建了可诱导性Hras-G12v小鼠黑色素瘤[5]、C-myc可诱导性表达T细胞淋巴瘤[6]及bar-abl诱导性表达的急性髓系白血病等肿瘤模型[7]。尽管国外IWGT工作组[1]认为,由于基因存在不稳定性,对于转基因动物,须在进行研究前后对基因的特性以及致瘤方面有价值的分子特征进行检测,但转基因小鼠模型已经广泛应用于肿瘤的发生机制、免疫耐受性、胚胎发育、基因治疗、器官移植、生物发育调控、免疫及神经生物等方面的研究。

  1.2  基因打靶 

  又称基因敲除,是指利用外源DNA与受体细胞染色体DNA上的同源序列之间发生重组,使之整合到预定位点上,并替代原有基因,从而改变细胞遗传性的方法。通过ES细胞打靶技术建立的第一个抑癌基因动物模型是P53-/-小鼠,随后又建立了pgp(乳腺癌)、Pms2(肠癌)、P27KIP(良性前列腺增生和前列腺癌)、erbB2(卵巢癌)、Vim[8](畸胎瘤)、IL-7(淋巴瘤)、ATM[9](白血病,淋巴瘤)等动物模型。另外,依赖位点特异性重组酶对特定靶序列识别,并催化位点间DNA的重组,使靶序列间DNA被删除或倒位,构建了垂体特异性Rb缺失的垂体腺瘤,中枢神经系统Rb缺失的髓母细胞瘤模型,Nf2等基因条件性剔除的雪旺氏细胞瘤模型和乳腺特异性Brcal和Brca2缺失的家族性乳腺癌模型[10~13]。这些模型在探讨肿瘤发病机制,诊断、预防及基因治疗等方面起着不容忽视的作用。

  2  自发和诱发小鼠肿瘤模型

  自发性小鼠肿瘤模型是指小鼠未经任何有意识的人工处理,在自然情况下产生肿瘤。由于它们是在自然条件下发生的肿瘤,其发病特征和人类肿瘤很相似,对研究人类肿瘤有很高的价值,但由于这类模型的建立所需时间很长,来源较困难,不可能大量获得,故在实验中应用的很少。

  自1941年Loreny和Stewart首次发现用二甲蒽或甲基胆蒽喂养的小鼠会产生小肠肿瘤以来,人们发现许多化合物均具有致癌性,主要有多环芳烃类、亚硝胺类和偶氮染料等[14],常见的为二甲胺肼(DMH)、氧化偶氮甲烷(AOM)、N-甲基-N硝基-N亚硝基胍(MNNG)和乙基-亚硝基尿素(ENU)、肼的衍生物、胆蒽、黄曲霉素等,而胆汁酸和手术可为辅助致癌因素,能诱导动物产生肿瘤。Phillips RK等[15]在体重为100~125 g的雄性Sprague-Dawley鼠腹腔内6周共注射AOM 90mg/kg,结果显示,切除回肠组的肿瘤数增加了55%,建立分流组增加了32%,可能由于前者能更有效地刺激隐窝细胞并增加黏膜细胞的不稳定性和促进细胞增生,使其对致癌物更敏感。另外,小鼠直肠内灌注MNNG并且每日口服含1mg石胆酸或牛黄脱氧胆酸的花生油11个月,产生息肉数较单用MNNG组多4倍,但肿瘤数相同,单纯用胆汁酸灌注小鼠时未见肿瘤产生[16]。

  3  移植性小鼠肿瘤模型

  3.1  同种移植性小鼠肿瘤模型 

  将可移植性肿瘤细胞移植于同系或同种动物称为同种移植。因其建立模型周期短,重复性好,移植的肿瘤细胞生物特性较稳定,故成为国内外常用的肿瘤动物模型复制方法之一。使用化学诱癌剂对实验动物诱发肿瘤方法的建立及近交系小鼠的培育和普遍应用,又为复制可移植性动物肿瘤提供了很大方便。1952年前苏联科学家利用化学诱癌剂在C3HA小鼠诱发出肝癌,从而为建立同种移植性小鼠肝癌模型提供了必要条件。目前按此种方法建立的小鼠肿瘤模型用于肿瘤研究的有:小鼠结肠腺癌CT-26,小鼠肉瘤S-180,小鼠淋巴细胞白血病L-1210和P388,艾氏腹水瘤,小鼠网织细胞白血病615,未分化胶质瘤G422,黑色素瘤B-16,Friehd病毒白血病,小鼠肝癌H22,小鼠乳腺癌M5076等,在肿瘤研究中具有重要的意义。但需注意的是,在科学实验中,要警惕移植瘤株生物学特性的改变,包括:传代后组织学类型,生长特性(接种成活率,生长速度,自动消退率,宿主寿命与宿主反应等),侵袭和转移特性以及对化疗药物敏感性等[17]的改变。

  3.2  异种移植性肿瘤模型 

  指将人体或其他种属的动物肿瘤移植到另一种属动物身上使其存活并生长。1834年,Leidy将人类肿瘤接种于蛙的皮下,获得人肿瘤异种移植片。1962年Grist在非近交系小鼠中发现无毛小鼠,Flanagan1966年将其命名为裸鼠(Nude),1968年Pantelouvis发现这种小鼠为无毛无胸腺小鼠[18],1969年Raygard J首次将人结肠癌成功移植于裸鼠体内,并进行传代,开辟了应用动物研究人类肿瘤的新领域;1983年Bosma首次报道了细胞和体液严重联合免疫缺陷的近交系小鼠—SCID小鼠,使得肿瘤的异体移植取得了更大进步。目前,利用裸鼠及SCID小鼠进行异种肿瘤移植已经成为肿瘤移植的主要方法;免疫重建后的SCID鼠在人类免疫系统的发育、淋巴细胞的功能、肿瘤生长、疫苗检测、HIV感染及人单抗的制备等研究领域亦得到广泛应用。

  3.3  移植部位选择 

  根据研究目的不同,应选择不同部位移植肿瘤,常用的体内模型部位包括:背侧皮下,爪垫皮下,肌肉内,腹腔内,肾包膜皮下,睾丸包膜皮下,耳廓皮下,视网膜内界膜,尾部移植及肝内等。若用于原发部位肿瘤研究,如大肠癌,则需移植肿瘤于肠壁。鱼达等[19]提出用粘接技术(在盲肠末端挑破浆膜,用钝性器将肠壁压成凹陷,将要移植的肿瘤块放入凹陷内,在瘤的表面滴上医用OB胶,使胶覆盖瘤的表面并铺平盲肠壁,待OB胶凝固,纳入盲肠)成功率较高。而在一些治疗性应用时,则根据需要选择适当的部位。如Maria T[20]在研究放射及基因联合治疗小鼠肿瘤时,选择背部靠下外侧,以免对小鼠内脏造成放射性损伤。另外,在肿瘤转移方面的研究中,可以根据小鼠的解剖结构建立模型。如建立直肠癌的肝转移模型,由于在直肠上建立原位模型较困难,所以可在盲肠上建立模型,或者通过门静脉注入肿瘤细胞来模拟直肠癌肝转移模型,研究肿瘤的转移性质。然而这两种方法对技术需要较高,且很容易引起较广泛的腹腔转移,故未得到推广。笔者采用在小鼠背部中线(俯卧位)正中左侧旁开1.5~2.0cm切口,拉出脾脏,在脾下极筋膜下注入肿瘤细胞,其肝转移成功率极高,且腹腔转移率低。

  4  展望

  小鼠肿瘤模型的建立为肿瘤的病因学、发展过程和治疗研究提供了极大的帮助,尤其是近来分子生物学技术的提高及在小鼠肿瘤模型中的应用,为肿瘤有关基因研究提供了依据,为进一步研究肿瘤发生机制及靶向治疗提供了广阔的前景。不可否认,目前仍存在一些问题有待解决,比如:基因修饰鼠基因稳定性的问题;另外,在移植性动物模型的建立中,对所移植的肿瘤细胞国内没有统一的监控体系,有些细胞可能已经发生肿瘤细胞株的变异。但是随着研究的深入以及各种技术的完善,人们将建立更为完善的肿瘤模型,在研究肿瘤及治疗肿瘤方面取得更大的突破。

  【参考文献】

  1  LaMont JT, O’Gorman TA.Experimental colon cancer.Gastroenterology,1978,75:1157-1169.

  2  Storer RD,French JE,Donehower LA, et al.Transgenic tumor models for carcinogen identification:the heterozygous Trp53-deficient and RasH2 mouse lines.Mutat Res,2003,540:165-176.

  3  Zhou ZQ,Manguino D,Kewitt K, et al.Spontaneous hepatocellular carcinoma is reduced in transgenic mice overexpressing human O6-methyguanine-DNA methytransferase.Proc Natl Acad Sci USA,2001,98(22):12566-12571.

  4  Baron U,Bujard H.Tet repressor-based system for regulated gene expression in eukaryotic cell:Principles and advances.Methods Enzymol,2000,327:401-421.

  5  Chin L,Tam A,Ponerantz J,et al.Essential role for oncogenic Ras in tumor maintenance,Nature,1999,400:468-472.

  6  Felsher DW,Bishop JM.Reversible tumorigenesis by Myc in hematopoie lineages.Mol Cell,1999,4:199-207.

  7  Huettner CS,Zhang P, Van Etten RA,et al.Reversibility of acute B-cell leukaemia induced by BCR-ABL1.Nat Genet,2000,24:57-60.

  8  Langa F,de la Cruz P,Espildora E,et al.C(60)-based triads with improved electron-acceptor properties:pyrazolylpyrazolino[60]fullerenes.J Cell Sci, 2000,113(19):3463-3472.

  9  Khanna KK.Cancer risk and the ATM gene:a continuing debate.J Natl Cancer Inst,2000,92(10):795-802.

  10  Marino S.Induction of medulloblatomas in p53-null mutant mice by somatic inactivation of Rb in the external granular layer cells of the cerebellum.Genes Dev,2000,14:994-1004.

  11  Giovannini M.Conditional biallelic Nf2 mutation in the mouse promotes manifestation of human neurofibromatosis type 2.Genes Dev,2000,14:1617-1630.

  12  Xu X,Wagner KU.Cinditional mutation of Brcal in mammary epithelial cells results in blunted ductal morphogenesis and tumor formation.Nat Genet,1999,22:37-43.

  13  Ludwig T.Development of mammary adenocarcinomas by tissue-specific knockout of Brca2 in mice.Oncogene,2001,20:3937-3948.

  14  梁朝霞. 小鼠肿瘤模型的研究进展. 国外医学·卫生学分册,2004,31(4):212-216.

  15  Phillips RK,Cook HT.Effect of steel wire sutures on the incidence of chemically induced rodent colonic tumor.Br J Surg,1986,73:671-674.

  16  戎兰. 肠道肿瘤模型的研究进展. 胃肠病学杂志,2000,5(2):125-127.

  17  刘福英.可移植性肿瘤动物模型的复制应用及问题. 医学动物防制,2000,16(9):482-485.

  18  Pantelouris EM.Absence of thymus in a mouse mutant.Nature,1968,271:370-371.

  19  鱼达. 改进原位接种技术建立裸小鼠人大肠癌(SW116)模型. 上海实验动物科学杂志,2000,20(2):97-99.

  20  Maria T.Enhanced therapeutic effect of multiple injections of HSV-TK+GCV gene therapy in combination with ionizing radiation in a mouse mammary tumor model. Radiation Oncology Biol Phys,2001,51(4):1008-1017.

  作者单位:1 650031 云南昆明,昆明医学院第一附属医院

  2 云南昆明,云南省肿瘤研究所

  (编辑:罗  彬)


 


医学百科App—医学基础知识学习工具


页:
返回顶部】【打印本文】【放入收藏夹】【收藏到新浪】【发布评论



察看关于《建立小鼠肿瘤模型的研究进展》的讨论


关闭

网站地图 | RSS订阅 | 图文 | 版权说明 | 友情链接
Copyright © 2008 39kf.com All rights reserved. 医源世界 版权所有
医源世界所刊载之内容一般仅用于教育目的。您从医源世界获取的信息不得直接用于诊断、治疗疾病或应对您的健康问题。如果您怀疑自己有健康问题,请直接咨询您的保健医生。医源世界、作者、编辑都将不负任何责任和义务。
本站内容来源于网络,转载仅为传播信息促进医药行业发展,如果我们的行为侵犯了您的权益,请及时与我们联系我们将在收到通知后妥善处理该部分内容
联系Email: