结直肠癌(colorectal cancer,CRC)是最常见的消化道恶性肿瘤之一,发病率及死亡率在全球恶性肿瘤排名前三。近二十年来,由于人口增长、衰老及生活方式的改变等,结直肠癌发病率呈明显上升趋势,严重威胁着人类的健康。
结直肠癌小鼠模型能够模拟人体结直肠癌的发生发展,在疾病发生机理研究,药物新靶点发现及临床前药效学评价等方面具有十分重要的理论价值和临床意义,结直肠癌模型主要分为移植瘤模型和原发瘤模型两种。
结直肠癌移植瘤模型就是将人体或小鼠原发的结直肠癌组织或细胞移植到小鼠身上使其生长成肿瘤的动物模型。该模型目前在实验室中应用较为广泛,根据移植物来源可分为同种移植和异种移植。同种移植采用鼠源组织或细胞,异种移植采用人源组织或细胞,更接近人体肿瘤真实情况,也因此更受欢迎,但其需要免疫缺陷小鼠作为宿主。
目前人源性结直肠癌移植瘤(异种移植)模型主要分为两种:
①CDX模型(cell-line-derived xenograft),将人源的结直肠癌细胞系接种到免疫缺陷小鼠体内,用作CDX模型的人源结直肠癌细胞系易获取,成瘤效果好,验证数据详实(有大量细胞功能学和药效数据可供参考),操作简单、成本低,在各类实验室中都有使用。
②PDX模型(patient-derived xenograft),将来源于患者的结直肠癌组织块接种到免疫缺陷小鼠体内。
结直肠癌PDX模型在组织病理学、癌基因表达及对药物反应上均可较好地复制原发肿瘤的生物学特点,具有较好的临床预见性。
根据移植部位,又可分为异位移植(皮下、尾静脉、脾脏等)和原位移植(盲肠)。
脾脏肝转移模型造模方法
实验动物选择
BALB/c 雌性 5周龄
实验操作步骤
1.麻醉小鼠
2.制作上腹斜切口
3.分离脾脏,轻轻牵拉至体外,放置在用生理盐水湿润的纱布上
4.细胞注射
5.观察反应,可看到注射部位脾脏被膜出现肿胀和变白
6.复位脾脏
7.伤口无菌缝合
8.麻醉清醒后将小鼠移回SPF级饲养环境中继续饲养
实验评价
1、体重曲线 接种后每周称重小鼠2-3次
2、活体成像 根据活体数据分析,明显看到肝脏和脾脏部位都有荧光图像
3、术后破腹观察拍照 实验结束后拍摄脾脏和肝脏照片,有明显肿块,说明造模成功
4、组织病理染色 结肠组织行HE染色后,对比正常组与模型组
原发瘤模型
在药物筛选、药效评价或临床预测方面,移植瘤显然有独特的优势。但若我们想探究结直肠癌发生或转移的内在机理,显然原发瘤模型更为适合。目前主流的结直肠癌原发瘤模型分为化学诱发型模型和基因工程小鼠模型。
化学诱发型模型是在实验条件下,人为地运用各种致癌因素,通过口服、注入、埋藏和涂抹等方式诱发动物发生肿瘤。其制作方法相对简单,重复性好,可以在较短时间内大量复制,而且基本模拟癌变的过程,因此在实验中应用较广。
目前,常用的结肠癌化学诱导剂有二甲基肼(dimethylhydrazine, DMH)、氧化偶氮甲烷(azoxymethane, AOM)及致炎剂葡聚糖硫酸钠(dextran sulfate sodiuln, DSS)等。
基因工程型即应用分子生物学手段对结直肠癌发生相关的基因进行编辑,如外源癌基因的导入和细胞内抑癌基因的敲除等建立的结直肠癌动物模型。该类模型特异性高,在发展机制中有独特的优势,肿瘤的发生发展在理论上与原发肿瘤一致的,且可对任何动物进行建模;但由于目前对癌基因及抑癌基因本身的研究还有待深入,建立的模型还不够理想,造价较贵,短期内很难普及。