肿瘤动物模型的构建——白血病篇

肿瘤动物模型的构建——白血病篇

导读白血病（Leukemia）是一种常见的恶性血液疾病，俗称血癌。据统计，白血病是儿童恶性肿瘤的头号原因，在儿童及35岁以下成人中发病率位居第一[1]。同时也是十大恶性肿瘤之一。目前，白血病具体的发病原因至今尚未研究透彻，因此建立合适的白血病动物模型，对于白血病发病机制及药物研发具有重要意义。

本期为大家综述了白血病的基本情况及小鼠模型的分类、建立方法和应用。

第一章：白血病基本常识白血病是常见液体瘤

白血病是常见的液体瘤，与结肠癌、肝癌等实体瘤不同的是，它是造血干细胞的异常分化和过度增殖导致，因此肿瘤细胞会遍布全身，会侵犯身体的每个脏器，造成全身衰竭。

造血干细胞是血液系统中的成体干细胞，具有长期自我更新和分化成各类成熟血细胞的能力。如下图为造血干细胞可分类形成各种血细胞，如红细胞、血小板和白细胞：

造血干细胞分化成各类血细胞（图片来自网站）白血病致病因素有哪些呢

现阶段认为白血病的发病因素：化学因素、电离辐射、药物、毒物、病毒、遗传因素等有关。

白血病主要分为四类

根据白血病细胞的成熟程度和自然病程，白血病可分为急性和慢性两大类，临床上，白血病共分为四大类：急性髓系白血病（AML）、急性淋巴细胞白血病（ALL）、慢性髓系白血病（CML）和慢性淋巴细胞白血病（CLL）。儿童白血病90%以上是急性的，其中急性白血病中70%～80%是ALL。

第二章：实验研究所用白血病模型首先，来了解一下常用的细胞株白血病中常用的小鼠品系

用于建立白血病小鼠模型的小鼠可分为近交系和突变系。根据不同类型和目的选择不同的小鼠品系，具体如下图所示：最后说说常用的动物模型，主要分为三类：

一、异种移植模型

异种移植模型是最常用的淋巴瘤动物模型。根据实验目的选择相应的小鼠品系和细胞株后，通常细胞的接种方式为皮下注射、腹腔注射和尾静脉注射。

皮下注射和腹腔注射操作简单，很快在接种部位形成肿瘤或腹腔内形成多发性肿瘤，适合筛选针对白血病的药物。但该类模型与白血病临床病人实际情况差距较大。异种移植型白血病模型异种移植示意图[2]

尾静脉注射接种模型，可形成全身性扩散的白血病模型。符合白血病临床过程规律，此模型以动物生存期作为评价药效的主要指标，并对采血样本进行血细胞的形态学检测。

下面以尾静脉注射模型实验步骤为例：

根据实验目的选择实验小鼠和细胞（如NOD-SCID小鼠和人急性早幼粒细胞白血病细胞株）；荷瘤细胞量一般1-2 × 105/只。

破坏动物残留的免疫能力：给予小鼠射线照射（如剂量60Coγ射线全身照射）；

细胞接种：小鼠射线照射4-5天后，收集对数期生长的细胞，尾静脉注射细胞悬液；

移植后第二天对小鼠分组，进行给药；统计小鼠生存率。

评价：此种模型易建立，成瘤率高，成瘤时间差异小，是筛选抗肿瘤药物常用的动物模型。

数据分析：小鼠经X射线照射后尾静脉注射2×105个hMRP8-PML-RARα细胞，建立ATRA耐药移植型小鼠模型[3]。如下图：

图A统计生存曲线，给药组（LG362B和阳性药ATRA）均可延长小鼠生存期。

图C与D剥离小鼠脾脏拍照并称重，患白血病小鼠较正常小鼠脾脏肿大，给药组（LG362B和阳性药ATRA）均可使脾脏恢复正常。

图e：取小鼠外周血和骨髓细胞制作涂片进行Wright-Giemsa 染色，从形态学上可观察到给药组（LG362B和阳性药ATRA）可诱导白血病细胞分化。

二、基因修饰型白血病模型

基因修饰型白血病模型主要为利用基因编辑技术进行敲除或插入特定基因，从而诱发动物产生白血病。如骨髓增生异常综合征（MDS）转化为急性髓系白血病是由于NRAS和BCL-2在形成复合物，建立骨髓增生异常综合征转化AML小鼠模型MRP8[NRASD12/hBCL-2]筛选出BCL-2抑制剂ABT-737[4]。下图为主要的基因工程型白血病模型[5]：评价：基因修饰型动物模型成瘤机制清楚、病理表现明确，常用于白血病发病机制的研究。但需构建基因工程载体，胚胎培养、显微注射等一系列工作，周期长，花费大，一般根据实验需求构建适合的动物模型。

三、诱发型白血病模型诱发白血病示意图[2]

指通过使用理化和生物因素作用于小鼠而人为造成的白血病疾病模型。小鼠长期接触致癌化学物质（如3-甲基胆蒽）或者接受电离辐射（如γ射线），则会被诱发白血病[6]。

评价：诱发型模型操作简便，基本模拟了肿瘤的发生过程，是一种较好的建立肿瘤模型的方法。但生物学特征不稳定，并且诱导剂对人也有一定的危害，导致该模型较少使用。以上就是本期我们为大家精心整理的白血病动物模型的介绍了，希望我们可以为您的科研助力，如果还未涉及到您的研究方向，您也可以在下面留言，也许会为您专门整理一份稿子哦。

参考文献

[1] 2017中国城市癌症最新数据报告[2]Cook GJ, Pardee models of leukemia: any closer to the real thing Cancer Metastasis Rev. 2013 Jun;32(1-2):63-76. doi: s5-5.[3] Wang X, Lin Q, Lv F, Liu N, Xu Y, Liu M,Chen Y, Yi targets PML-RAR and blocks ATRA resistance of acute promyelocytic . 2016

Jul;30(7):1465-74.[4] Beurlet S et. al. BCL-2 inhibition with ABT-737 prolongs survival in an NRAS/BCL-2 mouse model of AML bytargeting primitive LSK and progenitor cells. Blood. 2013 Oct 17;122(16):2864-76. [5] Kohnken, R., Porcu, P. & Mishra, A. Overview of the Use of Murine Models in Leukemia and Lymphoma Research. Frontiers in oncology 7, 22 (2017).[6] Mc Cormack, E., Bruserud, O., & Gjertsen, B. T. Animal models of acute myelogenous leukaemia—development, application and future perspectives. Leukemia, 19, 687-706(2005).

精彩内容列表（持续更新）模式动物系列（—）大小鼠基本信息常见大小鼠品系如何进行小鼠科学地饲养小鼠的一生及繁育过程ICR小鼠介绍小鼠隔离与净化常见小鼠实验操作技能（小鼠的抓取与固定、给药方式等）尾静脉注射实验技巧大鼠信息介绍

2. 模式动物系列（二）基因编辑鼠（一）基因编辑鼠的构建流程基因编辑鼠的构建

gRNA设计和筛选sgRNA表达载体构建显微注射操作