小鼠模型在大肠癌研究中的应用进展

医学综述2010年12月第16卷第23期MedicalRecapitulate,Dec 2010,V o.l 16,No. 23

氧化偶氮甲烷及二甲基肼可口服或注射,致癌

效果佳,器官选择性较好。一般认为二甲基肼为间

接致癌剂,本身不致癌,必须经过氧化脱烷基才具致

癌作用,并且不同给药方式引发小鼠发生肿瘤的概

率有所不同。N-甲基N-亚硝基脲及N-甲基-N′-硝

基-N-亚硝基胍等亚硝胺类为后来发现给动物灌肠后

能诱发大肠癌的一类化合物。直肠内直接给予N-甲

基N-亚硝基脲后结肠癌的发生率为100%,并伴

23%~31%的小鼠发生肿瘤的转移[3]。

由于诱发肿瘤模型发生转移率较低,实验中需

使用大量小鼠,并且不具有可预测性,在肿瘤转移机

制的研究中存在局限性。

3基因工程小鼠模型

1977年,Evans等[4]首次报道以二甲基肼治疗近

交系ICRHa小鼠易致肿瘤,而DBA2和C57BL/Ha

小鼠则无此反应, ICR和C57BL小鼠杂交后经二甲

基肼治疗也能产生肿瘤,提示染色体与肿瘤密切相

关。而随后发展起来的原核显微注射技术、基因打

靶及RNA干扰等技术基因工程小鼠模型逐渐成熟。

基因工程小鼠模型在遗传性非息肉性结肠癌综合征

(hereditary nonpolyposis colorectal cancer,HNPCC)和

家族性多发性腺癌的研究中应用广泛,在大肠癌的

转移和药物治疗的实验中也起着重要的作用。

3.1遗传性非息肉性结肠癌的小鼠模型HNPCC

是APC基因失活致杂化性缺失,错配基因(MLH-1、MLH-2、MLH-6、PMS-1、PMS-2)突变致基因不稳定。HNPCC基因特点为不稳定的短串联重复序列,也称

微卫星,参与肿瘤后期的形成。

利用基因剔除技术,剔除纯合子小鼠MLH-1或

MLH-2基因,淋巴细胞会发生瘤变。同时也易患胃

肠道的肿瘤,可以作为研究HNPCC很好的模型,

Mlh1-/-小鼠易患胃肠道肿瘤和胃肠道肿瘤[5]。

Mlh2-/-基因缺陷的纯合子小鼠伴有APC基因的失

活,易发生淋巴瘤和肠内肿瘤。

3.2家族性多发性腺癌的小鼠模型一序列特殊

基因的改变会包括抑癌基因APC, p53和Smad 3的

失活和原癌基因K-Ras基因的激活,最终导致胃肠

道肿瘤的发生。用N-乙基-N-亚硝基脲诱导C57BL/

6J(B6)雄性小鼠显性突变可致Min阳性鼠,其存活

期<150 d,杂合子Min小鼠低龄时产生大量小肠肿

瘤,少量结肠和十二指肠息肉,与人类家族性多发息

肉病(familial adenomatous polyposis, FAP)相似,目前

已用于FAP药物治疗的研究。Min小鼠的优点为其腺瘤发生、发展的遗传背景相同,无结肠肿瘤遗传异质性[6]。

3.3FAP的限制性小鼠模型随着新技术的出现, 现在可以实现在特定时间和特定组织内,使体细胞

基因激活或失活[7-13]。例如Apc模型小鼠,Apc基因可因腺病毒感染大肠表达Cre重组酶后被删除[14], 从而抑制β连环蛋白的条件表达,导致胃肠息肉的

形成[15, 16]。

限制性小鼠模型能很好的模拟FAP综合征,具

有肿瘤自发性、发生率高及可预测性的特点,并且无免疫原性,能在免疫活性小鼠中生长。

4移植小鼠模型

移植肿瘤是当今最常用的肿瘤动物模型,其方

便简便,移植成功率高,成瘤快,成本低且实验效

果好。

4.1免疫缺陷小鼠由于裸小鼠和严重联合免疫

缺陷(severe combined immunodeficiency, SCID)小鼠的应用,人类的肿瘤在受体小鼠内的异种移植得到

实现,而不受移植排斥的影响。

裸小鼠11号染色体上的隐形裸基因突变而无

被毛,先天性无胸腺或仅有异常的胸腺上皮,不能分

泌胸腺素使T细胞正常分化,细胞免疫力低下[17]。SCID小鼠首先发现于C. B-17的同源近交系,其第16号染色体上称scid的单个隐形基因突变。SCID 小鼠的所有T淋巴细胞和B淋巴细胞功能测试均

为阴性,对外源性看远无细胞免疫及抗体反应,体

内缺乏携带前B细胞、B细胞和T细胞表面标志的细胞。

4.2移植的材料移植的肿瘤来源包括裸鼠体内

的移植瘤、手术切除的人类肿瘤组织、人癌细胞株等。肿瘤的来源、性质对移植的成功率有明显的影响,转移肿瘤组织异种移植的成功率高于原发肿瘤

组织,转移率也较高;经传代培养或筛选过的高转移人癌细胞移植成功率和转移率均较高。

4.3移植的方法及部位移植的方法和部位有很

多种(表1),移植的部位包括皮下、腹腔、静脉、脾内和原位移植。由于皮下组织与结肠浆膜下或肝脏内的微环境有所区别,皮下生长的肿瘤会呈现不同的

特征,因为生长的微环境和结肠或肝脏中生长的肿

瘤的微环境的差别,皮下肿瘤移植模型会出现某些

特征的改变(如生长因子的水平、营养素和肿瘤的血管发生、转移的行为等),另外大肠癌在大肠中的原位移植模型会发生肿瘤的转移,但是皮下生长的肿

瘤不发生转移[18]。

大肠癌的原位移植有两种方法,在大肠浆膜下

注射肿瘤细胞或将实体瘤移植到大肠中。肿瘤细胞

体外培养,选出转移性高的细胞亚群,在宿主体内连

续传代,与兴趣靶器官组织共同孵育,利用克隆技

术,建立细胞株,都可以使肿瘤转移能力增强。

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[19]王孟薇,杨少波,张子其,等.老年人胃癌前黏膜癌变的胃镜随

访[J].世界华人消化杂志, 2003, 11(9): 1279-1281.

[20]孙良华,李群,安莉莉,等.胃黏膜上皮异性增生3-10年随访结

果[J].实用医药杂志, 2005, 22(9): 769-771.

[21]陈孝,张子其,万军,等.胃黏膜上皮细胞异型增生的随访研究[J].中华消化内镜杂志, 2003, 20(5): 318-320.

[22]杨少波,王孟薇,张子其,等.胃癌前黏膜变化的自然演变规律

研究[J].中国综合临床, 2005, 21(3): 193-194.

[23]孙崇泉,冒云,陈明坤.叶酸对胃黏膜不典型增生的逆转作用[J].实用医技杂志, 2003, 20(4): 335.

[24]叶旭.增生平治疗胃黏膜异性增生80例[J].安徽中医学院学报, 2001, 20(4): 24-25.

[25]齐双山,萨如拉,席月亮.阿那日-14对萎缩性胃炎伴异性增生

的逆转治疗研究[J].中国民族医药杂志, 2006, 2(1): 5.