SCID小鼠在食管癌肿瘤模型建立上的作用
生物探索 · 2018/12/29
食管癌是由食管鳞状上皮或腺上皮的异常增生所形成的恶性病变,其发病率居全球第8,死亡率位于第6位,癌症动物模型不仅有助于理解食管癌的分子发病机制,而且还有助于为疾病制定治疗干预措施。常见的食管癌癌症动物模型有3 大类: 诱发性食管癌模型、移植

食管癌是由食管鳞状上皮或腺上皮的异常增生所形成的恶性病变,其发病率居全球第8,死亡率位于第6位,癌症动物模型不仅有助于理解食管癌的分子发病机制,而且还有助于为疾病制定治疗干预措施。常见的食管癌癌症动物模型有3 大类: 诱发性食管癌模型、移植性食管癌模型和基因工程小鼠模型。移植型模型因其周期短、成本低、个体差异小、成瘤率高、肿瘤生长速度较为一致、易饲养等优点,已成为临床应用最广的一种模型。

裸鼠、SCID小鼠、NOD/SCID 小鼠和NSG 小鼠是常见的免疫缺陷动物鼠类,裸鼠是nude 基因突变使得T细胞功能缺失;SCID小鼠由SCID 基因纯化使大量获得性免疫系统的成熟T、B 淋巴细胞破坏;NOD/SCID鼠是在SCID鼠的基础上降低NK 细胞活性,减少了巨噬细胞的活化、异常树突状细胞的发展和功能,缺乏溶血补体。Kitamura 等在1981 年首次建立食管鳞癌皮下肿瘤组织移植模型,植于裸鼠皮下瘤体组织在组织学上与原发肿瘤相似,但并不能用来研究肿瘤局部浸润和远处转移的发生。在CRO公司排名中靠前的美迪西根据客户的需求提供各种有效的动物模型,用来检测药物的有效性。实验动物有非人类灵长动物、狗、小鼠、大鼠、家兔、豚鼠、裸鼠等各种种类。目前,美迪西已经建立多个有效动物肿瘤模型,并经过多方验证和长期实践考验。

免疫缺陷型模型是研究免疫缺陷病必不可少的工具,它是将新鲜外科手术肿瘤组织或活检组织通过皮下或原位种植到免疫缺陷小鼠身上,该模型可以保留患者肿瘤的异质性等特征。然而缺陷是免疫系统缺失,无法再现患者体内肿瘤和免疫系统之间的相互作用及激活免疫系统来抗肿瘤的治疗方法。免疫缺陷动物对于药品、生物制品的安全性评价以及有效药物的筛选试验有着特殊的应用价值。

为了克服传统试验动物的缺陷,建立了人源化动物模型。用人类细胞或基因替代或置换动物的内源性同类细胞或基因产生的动物称为人源化动物,以建立更接近人类的生物体系或疾病模型。人源化小鼠模型是将人类基因敲入到动物基因组中,使动物可以分泌人类抗体、可以感染人传染病病原等。在免疫缺陷的动物中,注射一定数量的人类细胞或干细胞,可以保留患者肿瘤的异质性等特征,再现患者体内肿瘤和免疫系统之间的相互作用。然而人源化小鼠肿瘤模型操作复杂、动物成活周期短。

1、SCID小鼠在荷人食管癌肿瘤模型上的应用

建立荷人食管癌重症联合免疫缺陷(SCID)鼠肿瘤模型,为食管癌的治疗提供一种能够模拟人免疫环境的荷瘤动物模型。方法是密度梯度离心分离健康志愿者外周血淋巴细胞(PBL),将SICD小鼠15只用简单随机法分为实验组和对照组,实验组12只,对照组3只。

实验组每只SCID鼠接受腹腔内注射约2×107个PBL,重建人的免疫系统,次日,每只鼠右后肢皮下注射约5×106个ECA109细胞,接种后观察肿瘤生长情况,于接种肿瘤细胞后第3、4、5、6周处死小鼠,称量脾重,制备肿瘤组织切片,检测鼠血清中IgG水平。

结果发现实验组SCID鼠成瘤率100%,移植瘤局限性生长,未见转移灶。实验组SCID鼠第3、4、5、6周脾重分别为(55.44±4.45)mg、(88.62±2.24) mg、(125.98±2.19)mg、(213.71±2.96)mg,与对照组的(41.87±2.97) mg相比,均增加,差异均具有统计学意义(第3周P< 0.05,第4、5、6周均P<0.01)。实验组SCID鼠血清IgG含量第3、4、5、6周分别为(122.40±20.73) μg/ml、(149.09±18.90) μg/ml、(161.81 ±6.27) μg/ml、(174.62±17.45)μg/ml,较对照组的(0.20±0.01) μg/ml均增加(均P< 0.01)。

因此对SCID小鼠采用腹腔注射人PBL,皮下接种人食管癌ECA109细胞,可成功建立免疫重建荷人食管癌SCID小鼠模型。

2、SCID小鼠在食管癌PDX模型建立上的应用

利用新鲜食管鳞癌组织植于重度联合免疫缺陷( SCID) 小鼠皮下建立异种移植鼠模型,在雌性裸鼠中传代,共成瘤率分别为25/54( 46.3%) 和51 /96( 53.1%)。PDX 保留了原始肿瘤的结构和基质成分,且保留了肿瘤的异质性,为人类EC 研究提供了更高的可靠性。建立动物异种移植肿瘤模型旨在用于迫切需要探索的ESCC 靶向药物的发现。此外,用于产生患者来源的异种移植模型的原始组织可以在体内连续繁殖。目前,尽管PDX 有优势,但它们也有其局限性,特别是仍然需要免疫缺陷宿主。

移植性癌症动物模型可以模拟人体内肿瘤微环境研究食管鳞癌在体内的发生发展过程,多用于研究食管鳞癌生长、转移等机制,具有广泛的应用前景。


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