浅析三种小鼠结直肠癌局部免疫动物模型
生物探索 · 2018/09/11
构建研究结直肠癌肿瘤的发生、发展及转移中,扮演重要角色的癌组织局部免疫状态的免疫动物模型,在研究人类结直肠癌的预防与治疗中具有重大的意义。近些年,结直肠癌小鼠模型发展迅速,现有的结直肠癌小鼠模型根据成瘤机制不同可分为三种。人类疾病动物模型是

构建研究结直肠癌肿瘤的发生、发展及转移中,扮演重要角色的癌组织局部免疫状态的免疫动物模型,在研究人类结直肠癌的预防与治疗中具有重大的意义。近些年,结直肠癌小鼠模型发展迅速,现有的结直肠癌小鼠模型根据成瘤机制不同可分为三种。

人类疾病动物模型是医学研究中建立起来的模拟人类疾病表现的动物,是研究人类疾病的常用手段和最为有效的实验材料。美迪西根据客户的需求提供各种有效的炎症疾病模型和免疫性疾病动物模型,用来检测药物的有效性。常规的炎症和免疫性疾病有:急性炎症、关节炎、实验性过敏性脑脊髓炎等,通过大小鼠进行动物实验。

1、致癌剂诱变小鼠模型

这种模型通过特定致癌剂直接作用于动物细胞从而诱发其发生细胞突变,但其并不适合成为现阶段理想的结直肠癌局部免疫动物模型,这是因为一方面现阶段已知的致癌剂诱发活体动物细胞癌变的发生率低且不可预测,诱发后成瘤周期也较长;另一方面,致癌剂不可避免地带来诸多副作用,常常造成机体的免疫功能损伤。

2、癌细胞原位或异位移植小鼠模型

它是在活体动物机体中直接原位或异位移植肿瘤细胞,通过移植肿瘤细胞自身的生长而成瘤。这类模型又可分为异基因系小鼠移植模型及同基因系小鼠移植模型两大类:前者因为受体免疫系统可识别及杀伤移植细胞,要想成瘤常常需抑制受体动物的免疫功能,这种局限性严重限制了其在结直肠癌局部免疫状态领域的应用;后者则避免了免疫排斥的缺点。

有研究者通过外科手术将小鼠结肠癌细胞系注入另外一种小鼠体内,试图形成小鼠结肠癌转移模型并研究其免疫功能变化。但此类模型仍有不足:

(1)这类模型无法避免手术这一有创操作对受体动物的免疫功能的影响;

(2)模型肿瘤组织取材也需通过手术操作甚至处死动物,不能反复多次取材,从而对肿瘤病程监测缺乏连贯性,阻碍了此类模型的发展。

3、基因工程小鼠模型

它是通过基因打靶、基因沉默和转基因等基因工程技术产生基因剔除、转基因疾病小鼠模型和基因功能研究模型,最初的基因工程型模型由于生命周期短及基因技术严重影响机体免疫功能而很少应用于局部免疫学研究,随着能使动物基因选择性“湮灭”的基因工程方法出现,此类模型取得了突破性的进展,如有研究者将远端结肠上皮内APCloxP等位基因特异性敲除,从而形成理想的散发性结肠癌模型。但是,不能监测肿瘤发生早期局部免疫状态的不足,限制了该模型的应用。

现阶段结直肠癌局部免疫基因工程模型的突破性进展来源于通过基因工程技术突变结肠干细胞成瘤以及突变成瘤后原发肿瘤生长导致肠梗阻的解决这两个方面。

正常情况下,小鼠隐窝基底部干细胞的分裂与结肠细胞的凋亡处于动态平衡,动态平衡的打破将导致腺瘤形成。敲除Apc基因的小鼠,腺瘤发生概率大,且常会癌变;当结肠干细胞的Kras基因被突变后,其腺瘤常向腺癌轴向发展。当Apc基因和Kras基因同时发生变化时,原发癌灶常会形成并合并自发性转移灶。而且,现阶段已有研究者通过特异性激活小鼠结肠干细胞内的特殊颜色基因来标记干细胞,通过研究单个干细胞的增殖,进而说明肿瘤的发生与转移。这些都说明可以通过突变干细胞研究肿瘤的发生转移过程。

在此基础上,由于突变结直肠干细胞成瘤后,结直肠癌发生与转移需很长时间,小鼠常因肿瘤生长导致的肠梗阻死亡。近些年,小鼠结肠镜的研究进展为局部肠梗阻的解决提供了条件,通过小鼠结肠镜研究者在镜下可反复将扩张支架置于狭窄肠管处或切除部分肿瘤组织使其恢复到通畅状态。模型小鼠的研究时限将被延长,更有利于转移灶的形成,从而为全程监测小鼠局部免疫状态提供了基础。

未来理想的结直肠癌免疫动物模型要满足两个要求:一方面人体结直肠癌病理生理过程可通过反复无损伤取材而被模型重现并全程监测,另一方面小鼠免疫功能不被人为原因破坏,满足局部免疫研究要求。


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