人源性肿瘤组织原位异种移植模型的特征及研究策略
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国际外科学杂志 202丨年4 月第 48 卷第 4 期丨n丨ernational Journal of Surgery,April 2021,Vol. 48,No. 4279 •食管鳞癌动物模型研究进展张鑫平宋帅常栋首都医科大学附属北京友谊医院胸外科100050通信作者:常栋,E m a i l:changdongj@163. c o m【摘要】食管癌是常见的消化道恶性肿瘤之一,其确切的病因及发病机制尚未完全明确食管癌动物模型的建立,为食管癌的基础和临床前研究提供支持,对于进一步研究明确发病机制及和探索研发新的治疗药物具有重要意义。
目前研究常用的食管鱗癌动物模型主要有化学诱导模型、异位移植模型和原位移植模型,随着人源性肿瘤动物研究的不断进展,移植瘤模型也得到越来越广泛地应用:无论哪种模型都各有其优缺点及适用性,应根据实验目的合理选择。
本文综合近年来有关食管鳞癌动物模型的研究进展,探讨目前科研及临床前常用模型,为食管癌临床治疗提供理论参考。
【关键词】食管肿瘤;模型,动物;诱发性;移植性;食管癌细胞系基金项目:吴阶平医学基金会-临床科研专项资助(320. 6750. 18475)DOI:10. 3760/cma. j. cnl 15396-20210204-00045Research progress of animal models of esophageal squamous cell carcinomaZhang Xinping, Song Shuai, Chang DongDepartment of Thoracic Surgery, Beijing FrienAship Hospital, Capital Medical University, Beijing 100050, ChinaGorresponding author:Chang Dong, Email:******************【Abstract】Esophageal cancer is one of the common malignancies of tlie digestive tract,and its exact etiologyand pathogenesis have not been completely clear. The establishment of animal model of esophageal cancer providessupport for the basic and preclinical research of esophageal cancer, which is of great significance for further study toclarify the pathogenesis and explore the development of new therapeutic drugs. At present, the animal modelscommonly used in the study of esophageal squamous cell carcinoma mainly include chemical induction model,heterotopic transplantation model and orthotopic transplantation model. With the continuous progress of animalresearch on human origin tumor, the human transplanted tumor model has been more and more widely used. Nomatter which model has its own advantages and disadvantages and applicability, should be selected according to thepurpose of the experiment. In this paper, the research progress on animal models of esophageal squamous cellcarcinoma in recent years is reviewed, and the models commonly used in scientific research and preclinicaltreatment are discussed, which may provide a theoretical basis for the clinical treatment.【Key words 】Esophageal neoplasms ;Models, animal ;Induction ;Transplantation ;Esophagealcancer cell lineFund program:Wu Jieping Medical Foundation-Clinical Research Special Fund (320.6750. 18475)DOI:10. 3760/cma. j. cnl 15396-20210204-00045食管癌是常见的消化道恶性肿瘤之一,预后较 差,发病率居全球恶性肿瘤第8位,病死率居第6位[,]。
专题论述20238261人源化小鼠模型的构建及其相关医学应用侯宗昊,王 馨,陈姝彤,张若文#(北华大学基础医学院,吉林吉林 132000)摘要:在过去近四十年中,在生物医学研究中,人源化小鼠模型的发展和普遍应用,极大地加速了将基础研究成果转化为临床潜在诊断和治疗策略的速度。
人源化免疫系统重建的技术发展随着人源化小鼠模型的进步而得以提高,并且构建模型的技术手段也日趋成熟。
肿瘤免疫治疗已经迎来了新时代,人源化小鼠模型已经成为了有效的研究工具,主要应用在评估新疗法、指导免疫治疗以及研究组合疗法中,并且其在肿瘤免疫治疗研究中应用有望推进临床治疗的发展,为临床治疗前的研究提供有效的研究工具。
关键词:人源化小鼠;肿瘤;免疫系统;小鼠模型中图分类号:Q95 文献标志码:B 文章编号:1003-8655(2023)08-0082-03癌症的治疗方法已经由手术,放化疗和靶向治疗的传统方法迈入了免疫治疗的新阶段。
人类和动物基因的相似水平比较高,在动物体内模拟人类疾病的形成,构建相应疾病的动物模型,将为探索人类疾病的发生发展机制、研究治疗新模式、评估药物有效性,时效性和安全性的可靠手段。
与常规的体外培养细胞模型相比,从动物模型上探索的实验结论更有说服力,免疫缺陷动物受体的出现推动了人源化动物模型的快速发展,其缩小了动物模型与人类的种属差异,使人源化动物模型更为可靠的还原人体内的情况。
1 人源化小鼠模型的出现过程具有功能性的人类基因、细胞或者组织的小鼠模型即为人源化小鼠模型,它也是学者研究人类疾病最常用,最主要的替代模型。
最早的免疫缺陷小鼠是裸鼠,外观为无鼻毛,足尖常收缩呈螺旋样畸形的是原种新生裸体小鼠的特征。
而裸鼠则为无毛,但可以观察到有被毛滤泡的细毛组织,同时为正常胸腺缺陷型。
重度联合免疫缺陷(Server Combined Immune-deficiency,SCID)小鼠具有16号染色体上的隐性基因突变(PrkdcSCID),存在严重缺乏T细胞、B细胞的情况,且胸腺、外周淋巴组织均出现严重的萎缩,胸腺、淋巴结和脾滤泡几乎没有淋巴细胞。
生物技术进展2021年㊀第11卷㊀第2期㊀148~154CurrentBiotechnology㊀ISSN2095 ̄2341进展评述Reviews㊀收稿日期:2020 ̄10 ̄12ꎻ接受日期:2021 ̄01 ̄12㊀联系方式:肖金平E ̄mail:1558086557@qq.comꎻ∗通信作者李程E ̄mail:59681374@qq.com肝脏类器官的研究及应用进展肖金平ꎬ㊀曹云娣ꎬ㊀李程∗ꎬ㊀孙志坚浙江科途医学科技有限公司ꎬ浙江湖州313000摘㊀要:肝脏疾病易感性差异大且个体间的肝脏细胞存在明显的异质性ꎬ因此开发体外能够长期存活并具有代谢功能的人体类肝组织细胞模型ꎬ对治疗终末期肝病㊁开展肝脏致病机理研究及药物筛选具有重要意义ꎮ过去十年中ꎬ体外三维类器官模型发展迅猛ꎬ为疾病模拟㊁精准化治疗领域的研究提供了新的工具ꎬ显示出巨大潜力ꎮ肝脏类器官具有患者的基因表达与突变特征ꎬ在体外能够较长时间地保持肝脏细胞功能ꎬ已被应用于疾病模拟及药物有效性研究ꎬ并具有进行原位或异位移植发挥治疗作用的应用潜能ꎮ就干细胞㊁肝脏原代细胞等不同来源的肝脏类器官的发展及近年的研究进展作了综述ꎬ以期为肝脏类器官在疾病建模㊁药物发现和器官移植领域的研究和应用提供新的思路ꎮ关键词:肝脏类器官ꎻ模型构建ꎻ药物研发ꎻ器官移植DOI:10.19586/j.2095 ̄2341.2020.0126中图分类号:R575ꎬQ485㊀㊀㊀文献标识码:AResearchProgressandApplicationofLiverOrganoidsXIAOJinpingꎬCAOYundiꎬLICheng∗ꎬSUNZhijianZhejiangKetuMedicalTechnologyCo.ꎬLtd.ꎬZhejiangHuzhou313000ꎬChinaAbstract:Thesusceptibilitytoliverdiseaseandthelivercellheterogeneityishighlyvariableꎬnecessitatinginvitropersonalizedhepaticmodelsystemtowardsdiseasemodelingꎬdrugdiscoveryꎬanddrugtoxicitystudies.Thereismuchadvancementinthedevelopmentof3Dinvitromodelsinthepastdecade.Theyprovideapowerfultoolformodelingpatient ̄specificdiseaseandestablishingpersonalizedtherapeuticapproaches.Liverorganoidsrepresentstheoriginalpatient ̄specifificgeneticsignatureandmutationsꎬandmaintainlivercellsfunctionsinvitroforalongtime.Theyhavebeenusedtomimicliverdiseaseꎬtestdrugefficacyandtoxicityꎬofferingnewperspectivesinorgantransplantation.Thisreviewevaluatedtheprogressandthecurrentapplicationofliverorganoidsfromstemcellsorprimarycellsindiseasemodellingꎬdrugvalidationandtoxicityassessmentꎬwhichwasexpectedtoprovidenewideasforresearchandapplicationofliverorganoidsindiseasemodelingꎬdrugvalidationꎬandorgantransplantation.Keywords:liverorganoidsꎻmodelbuildingꎻdrugvalidationꎻorgantransplantation㊀㊀类器官(organoids)是一种通过体外模拟器官微环境ꎬ由干细胞或其衍生而来的各种类型细胞经三维(3 ̄dimensionalꎬ3D)培养形成的器官特异性细胞集合[1]ꎮ作为体外形成的一种3D细胞簇ꎬ类器官不仅具有自我更新和自我组织的能力ꎬ并且能够重现器官的体内功能[2 ̄3]ꎮ近年来ꎬ类器官培养技术取得了重大进展ꎬ其中已报道的包括胰腺[4]㊁肠[5]㊁胃[6]㊁肺[7]和前列腺[8]等多种类器官的构建及应用ꎬ不仅在体外可连续传代ꎬ而且能保持相对稳定的遗传学特征和表型[9]ꎮ不同病因所致的肝病死亡已成为全球疾病死亡的主要原因之一ꎬ由于肝细胞在体外培养的增殖能力有限[10]ꎻ同时ꎬ细胞株㊁细胞系㊁小鼠等构建的肝脏疾病模型在遗传代谢机制上和人具有较大差异ꎬ使其研究结果较难向临床转化ꎻ在体外肝细胞分子机制和药物疗效的研究中通常采用二维(2D)培养的肝细胞作为研究模型ꎬ但2D单层培养环境容易迫使肝细胞适应塑料表面环境ꎬ进而. All Rights Reserved.影响肝细胞的重要代谢途径ꎬ引起细胞骨架变化ꎬ使其失去细胞极性和酶活性ꎬ同时无法再现体内肝细胞的结构㊁生理和功能特征[11 ̄12]ꎮ而3D培养技术摆脱了上述条件的限制ꎬ在肝细胞疾病建模㊁肝脏移植及药物发现等方面具有较大的应用前景ꎮ1㊀肝脏类器官技术的发展长久以来ꎬ体外长期培养和扩增人源肝细胞一直是制约肝脏疾病基础和临床转化研究的瓶颈[10 ̄13]ꎮ目前人源肝脏类器官可由永生化细胞系㊁干细胞及肝脏原代细胞等多种来源的细胞ꎬ在体外通过悬浮球体培养㊁基质胶㊁支架等构建ꎮ本文着重对干细胞㊁成纤维细胞转分化和肝脏原代细胞此三种细胞来源的肝脏类器官进展进行探讨ꎮ1.1㊀干细胞来源的肝脏类器官干细胞是一种具有多种分化潜能的细胞群ꎬ是机体组织㊁器官再生的基础[14]ꎮ干细胞来源的肝脏类器官主要由两种类型的干细胞产生:胚胎干细胞(embryonicstemcellꎬES细胞)和诱导多能干细胞(inducedpluripotentstemcellsꎬiPSC)ꎮ研究发现ꎬ通过诱导小鼠或人的ES细胞可定向分化形成类肝细胞ꎬ其分化效率高达70%~80%[15]ꎮ据报道ꎬ通过ES细胞分化形成的类肝细胞具有上皮细胞样形态ꎬ能够实现糖原积累㊁分泌肝脏功能蛋白ALBUMIN㊁转运ICG等肝功能ꎬ部分具有CYP450酶活性[16 ̄17]ꎮ该来源的类肝细胞可用于HCV病毒感染ꎬ且可整合至CCL4诱导㊁Fah缺陷㊁DPP4缺陷的小鼠肝损伤模型中[18 ̄19]ꎮES细胞虽然经过诱导后能获得CYP450酶的一些特定的肝脏功能ꎬ但在药物代谢能力方面与原代肝脏细胞却相差很大ꎬ需要改进分化或培养条件才能达到研究所需要求ꎬ且该类细胞分化后一般会混杂未分化的细胞ꎬ很容易在移植时形成畸胎瘤ꎬ同时在异体细胞移植时易存在免疫排斥等问题[15ꎬ20 ̄21]ꎮiPSC来源的肝脏类器官主要通过逐步诱导分化的方式形成ꎮ研究发现利用特异性过表达转录因子对小鼠/人成体细胞诱导后利用重编程技术形成的iPSC细胞也具有上皮样细胞形态ꎬ能够实现糖原积累㊁分泌肝脏功能蛋白ALBUMIN及吸收ICG等功能[22 ̄23]ꎮ但2011年ꎬ有研究者将iPSC通过诱导分化形成数量较多的类肝实质细胞移植入由二甲基亚硝胺(dimethylnitrosamineꎬDMN)诱导的肝纤维化小鼠体内后ꎬ其整合效率仅为8%~15%ꎬ且移植后的小鼠体内含人ALBUMIN的浓度极低ꎬ表明通过此诱导方法形成的类肝实质细胞中大部分肝细胞并不具有成熟的肝功能[24]ꎮ随后ꎬTakebe等[25]于2013年将iPSC来源诱导的肝细胞和人静脉内皮细胞及间充干细胞于基质胶平板上共培养后形成了类似于肝芽组织的聚合物ꎬ该3D聚合物成为了最初由iPSC源性肝细胞类器官雏形ꎮ自此经过不断优化和改进ꎬ通过将iPSC逐步诱导形成终末内胚层ꎬ然后到前祖细胞ꎬ最后形成肝细胞后ꎮOgawa等[26]通过加入维甲酸㊁成纤维细胞生长因子10㊁活化素A等诱导iPSC向胆管细胞类器官分化ꎮSampaziotis等[27]通过添加抑瘤素M㊁肝细胞生长因子等使其向肝细胞类器官分化ꎮ2017年Wu等[28]通过向iPSC来源的类器官经典培养基中添加25%的MTeSR(主要成分为维生素C㊁成纤维细胞生长因子2等)使其向内胚层及小部分中胚层分化ꎬ实现了肝细胞样细胞和胆管细胞样细胞的共分化ꎬ并在最后培养阶段加入胆固醇混合物显著促进了肝-胆类器官的形成与成熟ꎮ然而ꎬ多能干细胞在培养过程中需要添加多种生长因子进行诱导分化形成肝脏类器官和促进该类器官成熟ꎬ该过程耗时较长ꎬ且存在成本较高㊁诱导和培养过程中容易因人为因素造成前后形成的肝脏类器官结构不一致等问题ꎮ同时ꎬ人们发现多能干细胞形成的类器官在培养过程中存在生长停滞㊁组织特征表现异常的问题ꎬ使其在生物医学领域的应用受到了限制[29 ̄30]ꎮ2020年Jeremy等[31]通过基因调控网络(generegulatorynetworksꎬGRN)系统技术和CRISPR技术在体外17d内即可构建出具有血液系统和4种主要细胞类型(包括肝细胞㊁胆管细胞㊁内皮细胞和星状细胞群)的人肝脏类器官ꎬ且该类器官在能量储存㊁化学物质转运㊁脂肪积累㊁酶的活性及蛋白质产生方面与成年人体肝脏功能较为接近ꎬ但研究人员指出该方法形成的类器官并不能反映肝功能的所有特性ꎬ如CYP2C19活性和尿素合成ꎮ1.2㊀成纤维细胞转分化形成的肝脏类器官转分化是由一种已分化的细胞类型转化为另一种已分化细胞类型的过程ꎬ通过此技术诱导形941肖金平ꎬ等:肝脏类器官的研究及应用进展. All Rights Reserved.成的细胞一般具有较为成熟的状态和特定个体的功能ꎬ其方法主要包括生长因子诱导㊁抑制剂处理㊁转录因子诱导等ꎮ已有研究证实可利用小鼠成纤维细胞成功转化为其他类型细胞ꎬ而人们普遍认为人类细胞对谱系重新编程具有抗性[32]ꎮ2011年Wernig实验室首次利用与诱导小鼠神经细胞不同的转录因子共同作用于人的胚胎成纤维细胞和新生儿成纤维细胞ꎬ经过转分化技术成功获得了人的神经细胞(iN细胞)ꎬ但其效率较低ꎬ且iN细胞的跨膜电位突触响应能力和去极化水平均较弱ꎬ表明形成的神经细胞并不属于成熟神经细胞[33]ꎮ2014年惠利健团队[34]采用过表达FOXA3㊁HNFlA和HNF4A3种转录因子能在14d内诱导人成纤维细胞(早期)转分化为稳定的无增殖能力的肝实质细胞类似细胞(hiHep细胞)ꎬ并利用过表达SV40largeTantige的HFFl细胞可获得增殖性hiHepLT细胞ꎬ获得的细胞不仅具有和肝实质细胞相似的基因表达谱ꎬ还具有分泌血清白蛋白㊁积累肝糖原㊁代谢异源物质等肝细胞功能(肝细胞功能鉴定标准见表1)ꎬ且将其植入肝损伤小鼠肝脏后发现ꎬ该细胞不仅可整合至小鼠肝脏内ꎬ还能达到治疗肝损伤的功效ꎬ首次证实了转分化形成的细胞可在体内发挥功能ꎮ表1㊀肝细胞功能的鉴定方法[35]Table1㊀Identificationcriteriaoflivercellquality观察指标鉴定方法形态学上皮样细胞形态基因表达分泌性血清蛋白:Alb㊁Aat㊁Tlr等细胞骨架蛋白:CKS㊁cK18转录因子:Hnf4a㊁Foxa2㊁Hnfla等转运蛋白:BSEP㊁MRP2等异种生物代谢:CypIa2㊁Cyp3a4等补体和凝血蛋白:Fga㊁C3㊁C5㊁F7等氨基酸代谢:Tat㊁Fah等细胞间连接蛋白:CDH1㊁Tjp1㊁Cldn2等糖原储存:G6P㊁Pckl等体外功能糖原储存:PASstainingUptakeofac ̄LDL&ICG分泌血清蛋白:Albuminꎬa ̄1 ̄antitrypsinꎬ等功能转运蛋白:胆汁酸排泄指数药物代谢:CYP450酶活力尿素合成:尿素的分泌体内功能细胞移植后肝病治疗动物模型动物肝脏移植1.3㊀肿瘤组织来源的类器官新鲜分离或组织保存液保存的原代肝组织可用于培养人肝脏类器官ꎬ培养的主要方法是通过筛选肝组织中的LGR5+细胞ꎬ然后在主要含有R ̄spondin㊁内皮细胞生长因子㊁肝细胞生长因子㊁烟酰胺和成纤维生长因子10的肝脏类器官培养基中进行培养[36]ꎮ随着研究的不断更新ꎬ通过加入CAMP信号通路激动剂FSK和TGFβ受体抑制剂A8301对培养基进行改良后ꎬ可提高肝癌类器官的扩增效率[37]ꎮ自2017年日本TakahiroOchiya团队通过向培养中添加TGFβ抑制剂㊁GSK3抑制剂和ROCK抑制剂的方法ꎬ将小鼠成熟肝实质细胞成功去分化形成能在体外长期培养的肝前体细胞后ꎬ鄢和新团队[38]于2018年通过人肝实质细胞去分化形成了在体外扩增的肝脏干细胞ꎬ实现了原代肝细胞的扩增和逆转ꎬ成为肝病研制新细胞源ꎮ同年ꎬ惠利健团队通过对培养条件优化ꎬ利用去除培养基中的Rspo1㊁Noggin和forskolin成分ꎬ并加入Wnt3a等因子的方法ꎬ于2D培养技术下实现肝细胞扩增ꎬ再利用3D培养技术经诱导再分化成功构建出具有成熟肝细胞功能的肝细胞ꎬ且在体外能扩增至3~4代ꎬ在5%O2条件下可扩增至少8代ꎬ同时将其转移至肝衰竭小鼠体内发现ꎬ扩增的肝细胞与原代肝实质细胞具有类似的治疗肝衰竭小鼠的作用ꎬ其中超过70%小鼠存活ꎬ而设置的对照组小鼠全部死亡[39]ꎮ2018年HansClevers团队通过将组织消化的时间由1h延长至2~5h或12hꎬ结果达到了降低非肿瘤细胞数量的目的ꎬ并通过改变组织的起始培养条件ꎬ使用去除了经典培养基[37]中的R ̄spondin ̄1㊁Noggin和Wnt3aꎬ添加了地塞米松和Rhokinase抑制剂后ꎬ成功构建了8例不同原发性肝癌(primarylivercancerꎬPLC)患者的人PLC衍生类器官ꎮ经检测后发现ꎬPLC衍生类器官不仅具有原组织结构和基因表达ꎬ且在相同的培养条件下不同的肿瘤组织和亚型亦能长期在体外扩增培养ꎮ同时ꎬ移植实验结果表明PLC衍生的类器官在体内具有致瘤性ꎬ并保留了其组织学特征和转移特性ꎬ可用于生物标志物鉴定和药物筛选试验[40]ꎮ2019年Liang等[41]研究发现人源肝癌类器官在同种培养基中长期培养后ꎬ可用于区分不同肿瘤组织及亚型ꎬ且能保留源组织的组织结构㊁基因图谱等ꎮ研究发现ꎬ原代组织来源的肝脏类051生物技术进展CurrentBiotechnology. All Rights Reserved.器官与干细胞分化和成纤维细胞转分化诱导形成的类器官相比ꎬ在体外长期培养过程中拷贝数或其他基因组结构的变异机率较低ꎬ能够更好地反应和稳定维持原样本的遗传特性ꎬ在类器官的培养中可能更有优势[36]ꎮ2㊀肝癌类器官的应用研究2.1㊀肝脏相关疾病模型的构建类器官可用于研究疾病的稳态㊁发展和作用机制ꎬ能够在疾病的诊断㊁治疗方面提供新方法ꎮ目前ꎬ已成功构建了不同种类肝脏疾病模型ꎬ为肝脏类疾病发生的分子机制和治疗方法提供了有效的研究平台ꎮiPSC来源的肝脏类器官可用于模拟Alagille综合症(alagillesyndromeꎬALGS)㊁囊肿性纤维化(cysticfibrosisꎬCF)和传染性疾病三种肝脏疾病类型[42 ̄46]ꎮAlagille综合症是一种常染色体显性多系统疾病ꎬ伴有JAG1或NOTCH2突变ꎬ其主要特征之一是胆管异常引起的肝损伤[3ꎬ47 ̄48]ꎮCF是由囊性纤维化跨膜电导调节因子基因突变引起的疾病ꎬ可引发肝脏内的小胆管堵塞ꎮ2015年Lorent等[42]采用bioliatresone作用于鼠胆管细胞类器官后ꎬ发现类器官出现管腔变窄㊁细胞结构被破坏等现象ꎬ证实bioliatresone可导致胆道闭锁ꎬ同时该类器官可用于构建胆道闭锁先天性肝脏类疾病模型ꎮiPSC诱导后分化为胆管细胞ꎬ置于3D培养条件下ꎬ可形成具有胆管标志物表达和体内相似的胆管功能的胆管类器官ꎬ与实验对照组相比ꎬALGS患者的iPSC形成的类器官具有肝脏受损后的自我组装和再生能力[43]ꎮ从CF患者的iPSCs中产生的类器官具有CF的典型特征ꎬ如CFTR蛋白错折叠㊁氯离子通道和胆管细胞功能障碍[26 ̄27ꎬ44]ꎮBaktash等[45]利用HCV感染肝癌类器官ꎬ构建出的HCV疾病模型不仅可表达HCV定位相关因子ꎬ且可对其作用机制进行研究ꎮ此外可利用重编程技术ꎬ将不同类型疾病相关基因的突变导入至正常类器官中ꎬ为肿瘤病因及发病机理研究提供良好的人源肿瘤类器官模型[46]ꎮ体外培养人原代肝细胞形成的类器官与体内肝脏的疾病状态最为相似[49]ꎮ以α1 ̄抗胰蛋白酶缺乏症(alphal ̄antitrypsindeficiencyꎬAATD)为例ꎬ该遗传性疾病的特征是ALAT蛋白折叠异常ꎮ研究发现ꎬ从AATD患者原代人肝细胞形成的肝脏类器官可以模拟体内肝脏病理状态ꎬ形成的类器官表现出ALAT蛋白聚集和内质网应激㊁细胞凋亡数增加等现象[37ꎬ50]ꎮ此外ꎬ从原代人肝细胞形成的肝脏类器官也可用于高血糖㊁非酒精性脂肪肝等体外代谢紊乱研究ꎬ如Ouchi等[51]将培养形成的肝脏类器官置于游离脂肪酸中ꎬ发现脂质物质在类器官中存在堆积现象ꎬ且随着培养环境中脂质含量的增加ꎬ类器官脂肪变性程度不断加重ꎬ表现出纤维化和炎症反应等表型ꎬ证实该类器官可作为脂肪变性相关的代谢性疾病模型ꎮ2.2㊀肝癌类器官在药物研发中的应用在药物筛选和开发过程中ꎬ传统临床前试验主要采用细胞系培养和人源性肿瘤异种移植物(PDX)模型ꎬ其中药物研发主要依赖永生化细胞系用于高通量筛选ꎮ但肝细胞是具有高度细胞极性和异质性的细胞ꎬ其细胞极性主要表现在肝细胞功能和形态等方面ꎬ而大多数2D培养的肝细胞在培养2~3天内便失去细胞极性ꎬ导致在2D培养的细胞系模型上无法得到准确真实的实验结果ꎮ另外ꎬ细胞系在人体对药物的反应性和耐受性等方面均具有显著差异ꎬ大部分药物即使在前期通过了临床前试验ꎬ当其进入人体试验时仍以失败而告终[52 ̄54]ꎻ人源性肿瘤异种移植物(PDX)模型虽然能够模拟原代肿瘤基因组结构㊁组织病理学及药敏反应ꎬ但由于异种差异使其基因的表达图谱与原发灶肿瘤区别较大ꎬ肿瘤异位移植中导致肿瘤形成部位不同ꎬ同时存在建模周期长和成功率低等问题[55]ꎮ因此迫切需要能重现原发患者肿瘤生理病理且可稳定扩增的体外模型用于临床前药物开发ꎮ肝癌类器官技术可从不同发病阶段的肝癌患者手术或活检组织中分离原代细胞ꎬ体外三维培养快速形成类器官ꎮ肝癌类器官不仅能重现原组织结构和其突变特征ꎬ而且能在体外长期培养时保持原组织的遗传稳定性ꎬ成为现有药物筛选模型的有益补充ꎮ因此ꎬ肝脏肿瘤类器官成为临床前药物筛选的有效模型ꎮ2017年Broutier等[40]揭示ꎬ不同类型的原发性肝癌的基因突变谱对于不同治疗药物的敏感性不同ꎬ如CTNNB1突变的肝细胞癌类器官对LGK974耐受ꎬ而胆管癌类器官对其较为敏感ꎮ据已有研究报告表明ꎬ通过利151肖金平ꎬ等:肝脏类器官的研究及应用进展. All Rights Reserved.用植物性多空水凝胶制造形成的合成型3D支架生长细胞ꎬ其尺寸仅为100μmꎬ可轻松将其用于96孔板中进行高通量药物筛选和检测ꎬ该方法可产生数十至数百个特殊支架ꎬ并可将其与原始肝脏肿瘤的异质性和遗传特性结合用于肝癌药物的研发[56]ꎮ在一项药物研发实验中ꎬ研究者利用收集的2300种药物制剂作为SPECTRUM药物文库处理来源于PSC的肝脏类器官时ꎬ结果筛选出能够降低肝脏细胞中ApoB水平的9种强心苷制剂ꎬ可用于降低家族性高胆固醇血症患者体内低蛋白胆固醇水平和心力衰竭的治疗ꎬ该研究成果有效推动了他汀类药物替代制剂的研发[29]ꎮ2.3㊀肝脏类器官在器官移植中的应用目前肝脏类器官在小鼠模型上实现的细胞移植应用研究ꎬ显示出一定的治疗效果ꎮ如Takebe等[25]研究人员通过细胞共培养的方式获得iPSC来源的类器官后ꎬ将其植入急性肝损伤的小鼠体内后ꎬ发现形成的类器官可在小鼠肝脏内迅速填充ꎬ并且小鼠的存活时间和存活率均提高ꎮ同时ꎬ将肝脏类器官植入Ⅰ型酪氨酸血症小鼠体内后ꎬ肝脏类器官亦可迅速增殖并在小鼠肝脏受损部位具有显著的填充效果[57]ꎮ另有研究发现ꎬ将肝外胆管类器官植入到不同的生物支架上ꎬ可获得相似的肝外胆管㊁胆囊壁的生物工程组织ꎬ并可成功修复胆囊受损小鼠胆囊壁及其胆外管损伤[58]ꎮ此外ꎬ有研究发现通过CRISPR技术将来自于人源干细胞的肝组织转化为肝脏类器官后ꎬ将其移植入具有肝损伤的小鼠体内ꎬ发现经移植后在动物血液中能够检测到人白蛋白ꎬ并可延长小鼠寿命[31]ꎮ3㊀展望肝脏类器官在体外保留了源组织的组织学特性和基因表达特征ꎬ同时与源组织高度相似的特性使其成为细胞系及动物模型的有益补充ꎮ肝脏类器官的构建不仅解决了肝脏肿瘤研究领域中肝实质细胞无法在体外长期培养和扩增的障碍ꎬ其在疾病模型构建㊁药物研发和细胞移植等方面均具有良好的应用前景ꎮ特别是对于肝癌这类具有强异质性的疾病ꎬ肝癌类器官未来有望实现针对个人的精准化医疗检测㊁取代试验动物进行药物毒理测试ꎬ并向着体外培养可用于临床㊁可移植㊁可改造器官的目标不断前行ꎮ然而ꎬ目前肝脏类器官在培养体系上仍存在成功率较低㊁培养成本高昂㊁组织细胞类型尚未健全㊁部分功能尚未具备等问题ꎮ例如缺少肝脏独特的免疫特征ꎬ包括高密度的免疫细胞浸润㊁较强的免疫原性和多种免疫微环境等ꎮ目前还无法在肝脏类器官模型中探究免疫药物在患者中的作用ꎮ未来通过技术的不断发展ꎬ实现肝脏类器官与神经㊁血管㊁间质细胞及免疫细胞等多种细胞的体外三维共培养ꎬ有可能利用肝脏类器官模型探究其与各组织间的相互作用ꎬ实现肝脏类器官技术在药物开发㊁疾病模型及个性化治疗领域更为广泛的应用与临床转化ꎮ参㊀考㊀文㊀献[1]㊀LANCASTERMAꎬKNOBLICHJA.Organogenesisinadish:modelingdevelopmentanddiseaseusingorganoidtechnologies[J].Scienceꎬ2014ꎬ345(6194):1247125.[2]㊀HUCHMꎬKOOBK.Modelingmouseandhumandevelopmentusingorganoidcultures[J].Developmentꎬ2015ꎬ142(18):3113-3125.[3]㊀PRIORNꎬINACIOPꎬHUCHM.Liverorganoids:frombasicresearchtotherapeuticapplications[J].BMJOpenAccessꎬ2019ꎬ68(12):2228-2237.[4]㊀BROUTIERLꎬLAURAARꎬANDERSSON ̄ROLFꎬetal..Cultureandestablishmentofself ̄renewinghumanandmousea ̄dultliverandpancreas3Dorganoidsandtheirgeneticmanipu ̄lation[J].NatureProt.ꎬ2016ꎬ11(9):1724-1743. 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人源化小鼠构建方法及应用人源化小鼠是指将人类基因或组织移植或置入小鼠中,使其具有人类的某些特性或功能。
目前,人源化小鼠主要包括两种方法:转基因小鼠和异种移植小鼠。
这些方法在医学研究中具有广泛的应用,如研究人类疾病机制、药物筛选、组织移植等方面。
转基因小鼠是通过将人类基因导入小鼠的遗传背景中,使小鼠体内表达人类基因。
这可以通过不同的方法实现,比如使用逆转录酶来制备转基因载体,然后将其导入小鼠胚胎干细胞中,使其成为转基因小鼠的一部分。
此外,还可以使用CRISPR/Cas9等基因编辑技术,直接对小鼠基因组进行编辑,以达到引入人类基因的目的。
通过转基因技术,可以研究人类基因在小鼠中的表达、功能以及相关疾病的发生机制。
例如,科学家可以通过将人类脑部相关基因导入小鼠中,研究神经发育、认知功能等方面的问题。
异种移植小鼠是将人类组织或细胞移植到小鼠体内,使其具有人类组织的特性。
这可以通过将人类的干细胞或器官移植到小鼠体内,再使其发育成熟。
例如,通过将人类胰岛细胞移植到小鼠体内,可以研究胰岛素的产生及调节机制,这对于糖尿病治疗具有重要意义。
此外,还可以将人类癌细胞移植到小鼠体内,用于研究肿瘤发生、生长机制以及药物疗效的评估。
人源化小鼠在医学研究中具有广泛的应用。
首先,在研究人类疾病机制方面,通过引入人类基因或组织,可以更好地模拟人类体内的生理和病理过程。
例如,通过转基因技术引入与阿尔茨海默病相关的人类基因,可以模拟该疾病发生的机制,从而更好地研究该病的预防和治疗。
其次,在药物筛选方面,人源化小鼠可以用于评估新药的疗效和毒副作用。
通过将人类基因或细胞引入小鼠体内,可以更准确地评估药物在人类中的药效和安全性。
此外,人源化小鼠还可以用于研究器官移植和再生医学。
通过将人类干细胞移植到小鼠体内,可以研究干细胞的分化和发育过程,从而为再生医学的研究和临床应用提供基础。
然而,人源化小鼠也存在一些问题和限制。
首先,转基因小鼠与人类的差异可能会导致研究结果的偏差。
人源化小鼠模型在感染性疾病方面的研究及应用摘要:研究人类疾病的发病机制需要理想的动物模型来进行大量的体内试验,但是动物种属差异使得某些病原微生物仅仅对人类具有特异的易感性及致病性,限制了人们对疾病发病机理的理解及预防治疗。
因此,构建具有人类功能性基因、细胞或组织的人源化动物模型尤为重要。
本文对人源化小鼠模型的研究概况及其在感染性疾病中的应用进行综述。
关键词:人源化小鼠;动物模型;感染性疾病人源化小鼠模型是指带有功能性的人类基因、细胞或组织的小鼠模型。
这种模型通常被用于人类疾病体内研究的活体替代模型[1]。
由于种属差异,利用普通动物模型得到的实验结果有时在人体上不能适用。
所以,利用转基因或同源重组的方法,将人类基因“放置”在小鼠模型上所制备的人源化小鼠模型,大大提高了其作为模拟某些人类疾病的有效性。
当前,基因被修饰的人源化小鼠模型已经在癌症、传染病、人类退化性疾病、血液病等许多不同的研究领域有广泛的应用,成为有价值的科研工具。
近几年,带有人类基因的人源化小鼠模型已经被证明在解码人类疾病奥秘中具有巨大的优势和广泛的应用前景[2]。
1人源化小鼠模型的发展人源化小鼠模型研究的第一次突破性进展是1983年Bosma等成功培养出的T/B淋巴细胞缺陷的重症联合免疫缺陷(SCID)小鼠。
Bosma等于近交系C.B-17小鼠中发现位于第16号染色体的单个基因隐性突变可导致小鼠出现T/B淋巴细胞缺陷的重症联合免疫缺陷综合征(SCID),称为SCID小鼠。
SCID小鼠表现为缺乏成熟的功能性T、B淋巴细胞及低免疫球蛋白血症。
造成SCID小鼠出现严重免疫缺陷的最主要原因是纯合SCID基因突变导致淋巴细胞抗原受体基因VDJ编码顺序的重组酶活性异常,故不能有效地合成免疫球蛋白与T细胞受体。
但是由于这种小鼠存在正常的自然杀伤(NK)细胞以及单核/巨噬细胞系统,应用这种小鼠产生的人源化小鼠模型效率不高[3]。
NOD/SCID小鼠的发现和使用成为人源化小鼠模型发展过程中的又一里程碑式事件。
急性髓系白血病动物模型及中药干预的研究进展 作者:李位智子 余湘雪 高姚 余文超 伍振辉 曾英坚 来源:《湖南中医药大学学报》2022年第06期 〔摘要〕 急性髓系白血病(acute myeloid leukemia, AML)是一种恶性增殖性疾病,发病机制尚未明确,目前临床治疗措施有限且进展缓慢。中药治疗AML具有一定优势,但其作用机制仍有待深入探讨。理想的实验动物模型有助于揭示AML发生发展的关键机制,对于潜在靶点的发现、治疗方法的开发及中药抗AML机制的研究至关重要。近年来,众多学者为阐明AML的发病机制及中药抗AML作用机制做了大量研究,并取得相关成果。在此基础上,本文系统总结了AML实验动物的选择、动物模型的制备方法以及各自的特点和评价方法,并总结了AML动物模型的中药干预研究进展,为今后AML动物模型研究及中医药治疗AML提供理论参考。
〔关键词〕 急性髓系白血病;动物模型;评价方法;中药;作用机制 〔中图分类号〕R285 〔文献标志码〕A 〔文章编号〕doi:10.3969/j.issn.1674-070X.2022.06.029
Research progress of acute myeloid leukemia animal models and intervention with traditional Chinese medicine LI Weizhizi1, YU Xiangxue1, GAO Yao1, YU Wenchao1, WU Zhenhui1,2*, ZENG Yingjian1,2*
(1. Jiangxi University of Chinese Medicine, Nanchang, Jiangxi 330000, China; 2. The Affiliated Hospital of Jiangxi University of Chinese Medicine, Nanchang, Jiangxi 330006, China) 〔Abstract〕 Acute myeloid leukemia (AML) is a malignant proliferative disease, and its pathogenesis is not clear, which led to the limited and tardy progress of treatment measures. Traditional Chinese medicine (TCM) has certain advantages in the treatment of AML, but its mechanism of action needs further exploration. The ideal experimental animal model is helpful to reveal the key mechanism of the occurrence and development of AML and play an important role in the discovery of potential targets, the development of therapeutic approaches and the study of anti-AML mechanism of TCM. In recent years, many scholars have done a lot of research to elucidate the pathogenesis of AML and the mechanism of anti-AML action of TCM, which have achieved relevant results. On this basis, this review summarizes the selection of experimental animals for AML, animal model preparation methods for AML, as well as their respective advantages and disadvantages and evaluation methods, and summarizes the research progress of TCM intervention in animal models of AML, providing theoretical reference for future research on animal models of AML and TCM treatment of AML.
doi:10.3969/j.issn.1674-5817.2020.06.015•综述.肿瘤类器官模型的建立及应用罗宝花2,张永斌匚刘晓秋叫师长宏2#(1.广州中医药大学科技创新中心/实验动物中心,广州510405;2.空军军医大学实验动物中心,西安710032)[摘要]来源于特异性干细胞,经体外三维培养,形成与原器官相类似的空间形态结构,称为类器官(organoid)。
运用该培养技术形成的肿瘤类器官,可以较好地再现原发肿瘤的体内特征及异质性,而且所需形成时间短、传代稳定,弥补了传统肿瘤模型的缺陷,可用于肿瘤的发生和发展机制研究、药物筛选与个体化治疗、免疫治疗和液体活检等。
本文将从肿瘤类器官模型的发展简史、建立方法、应用前景及局限性等方面进行综述。
[关键词]类器官;肿瘤研究;三维培养;个体化治疗[中图分类号]Q95-33;R73-3[文献标志码]A[文章编号]1674-5817(2020)06-0540-07人体肿瘤研究常用的动物模型主要有人源肿瘤细胞系移植(cell-derived xenograft,CDX)模里和人源肿瘤组织异种移植(patient-derived xenograft,PDX)模羽。
CDX模羽是将人体肿瘤细胞先在体外二维培养环境下进行培养,经过筛选、传代,形成稳定的肿瘤细胞系,然后注射到免疫缺陷小鼠体内建立的模型;该模型的建立操作简单,且肿瘤细胞可在体外无限增殖,便于进行基因编辑操作,但是肿瘤细胞在体外培养过程中,会被含血清培养基诱导发生转化,对培养环境进行适应和选择,从而失去原发肿瘤细胞[收稿日期]2020-04-20[基金项目]国家自然科学基金(31772546)[作者简介]罗宝花(1995—),女,硕上研究生,研究方向:中医肿瘤学。
E-mail:*****************张永斌(1973—),男,副研究员,研究方向:动物模型研究。
E-mail:**********************.cn*共同第一作者[通信作者]师长宏(1973—),男,博上生导师,教授,研究方向:肿瘤模型的制各与评价。
免疫系统人源化小鼠模型的研究进展连晶瑶;丁苗慧;秦国慧;张毅;王纯耀【摘要】动物模型是生物医学科学研究中所建立的具有人类模拟性表现的动物材料,作为实验假说和临床假说的实验基础,可以缩短研究时间,观察疾病的发生、发展或预防与治疗的全过程,并可在人为控制条件下进行各种实验研究,对各种疾病的相关机制研究有着重要意义.人类的生物医学研究主要受限于生物体复杂性,为了克服这个限制,基于可接受异种移植物的严重联合免疫缺陷(SCID)或重组激活基因(Ragnul)无效小鼠的免疫缺陷特征开发人源化小鼠模型,这些具有人体免疫力的小鼠模型已被广泛用于研究人类免疫生物学的基本原理以及人类疾病的复杂病理的潜在机制.这种方法是促进医学科学发展的重要途径之一,具有实用性和前瞻性.本文将对人源化小鼠模型的应用及研究进展进行综述.%Animal model is an animal material with human mimic performance established in biomedical scientific research. It can be used as experimental basis for studies of experimental hypothesis and clinical hypothesis. It can shorten the research time and observe the whole process of disease occurrence, development or prevention and treatment. Human biomedical research is largely limited by the biological complexity. In order to overcome this limitation, based on the immunosuppressive characteristics of a severely immunodeficient ( SCID) or recombinant activated gene ( Ragnul ) in mice, humanized mouse models of human diseases can be established and have been widely used to study the underlying principles of human immunobiology and complex pathological mechanisms of human diseases. This approach has become one of the important ways to promote thedevelopment of medical sciences, with practicality and foresight. In this paper, the application and research progress of humanized mouse models are reviewed.【期刊名称】《中国比较医学杂志》【年(卷),期】2017(027)010【总页数】7页(P113-119)【关键词】动物模型;人源化小鼠;治疗;进展【作者】连晶瑶;丁苗慧;秦国慧;张毅;王纯耀【作者单位】郑州大学第一附属医院,郑州 450052;郑州大学,郑州 450052;郑州大学临床医学系,郑州 450052;郑州大学第一附属医院,郑州 450052;郑州大学第一附属医院,郑州 450052;郑州大学第一附属医院,郑州 450052;郑州大学,郑州 450052【正文语种】中文【中图分类】R-33人源化小鼠应用于研究人类免疫细胞、人类自身免疫性疾病、病毒感染、移植生物学和肿瘤生物学的发展和应用。
2018年1月第28卷 第1期中国比较医学杂志
CHINESEJOURNALOFCOMPARATIVEMEDICINEJanuary,2018Vol.28 No.1
[基金项目]国家自然科学基金(编号:31572340);军队实验动物专项课题(编号:SYDW2016-006)。[作者简介]陈薛(1990—),女,硕士生,研究方向:肿瘤动物模型。E⁃mail:chenxuefamily6@163.com[通信作者]师长宏(1973—),教授,博士生导师。E⁃mail:changhong@fmmu.edu.cn
研究进展
人源性肿瘤组织原位异种移植模型的特征及研究策略陈 薛1,2,张 贺2,师长宏2∗(1.成都医学院基础医学院,成都 610500;2.第四军医大学实验动物中心,西安 710032)
【摘要】 人源性肿瘤组织原位异种移植模型(PDOX模型)能够更好地保持原发肿瘤的基因特征,在组织学、
转录组、多态性和拷贝数变异中具有高的保真度,保留了原发瘤的微血管、基质成分和相互作用,以及肿瘤转移的特点,从而更加准确地预测临床患者的疾病预后,可以筛选出最合适的个体化治疗方案,在临床转化应用研究中显示出良好的前景。但由于小鼠和人体微环境仍有差别,原位移植瘤的形态结构与原发瘤仍存在一定差别,且原位移植并不能确保肿瘤发生转移。因此,构建个体化PDOX模型就需要分析移植瘤的组织形态和相关基因的表达,建立异种移植模型的数据库,共享异种移植模型的信息与研究结果,促进PDOX模型的转化应用。本文总结了PDOX模型的主要特征,概述了其优势以及局限性,并对应用进行了展望。
【关键词】 人源性肿瘤组织原位异种移植;肿瘤微环境;转移【中图分类号】R⁃33 【文献标识码】A 【文章编号】1671⁃7856(2018)01⁃0118⁃05doi:103969/j.issn.1671-7856201801021
Characteristicsandresearchstrategiesofpatient⁃derivedorthotopicxenograftmodels
CHENXue1,2,ZHANGHe2,SHIChanghong2∗
(1.CollegeofBasicMedicine,ChengduMedicalCollege,Chengdu610500,China;2.LaboratoryAnimalCenter,theFourthMilitaryMedicalUniversity,Xi’an710032)
【Abstract】 Thepatient⁃derivedorthotopicxenograft(PDOX)modelbettermaintainsthegeneticcharacteristicsoftheprimarytumor,andkeepstableinhistology,transcriptome,polymorphismandcopynumbervariations.Italsoretainstheinteractionbetweenthetumormesenchyma,microvesselsandstroma,andthetumormetastaticproperties.Therefore,PDOXmodelcanpredictdiseaseprognosismoreaccuratelyandcanbeusedtoscreenappropriateindividualizedtreatmentstrategies,thus,showsperfectprospectinclinicalapplication.However,duetothedifferencesbetweenmouseandhumanmicroenvironment,morphologicaldistinctionsbetweenorthotopicxenografttumorsandprimarytumorsstillexist,andtumormetastasiscannotbeensuredbyorthotopicxenograft.Thus,inordertoconstructtheindividualizedPDOXmodelandtopromoteitsclinicaltranslation,itisnecessarytoanalyzethehistomorphologyoforthotopicxenografts,toestablishdatabaseofthetransplantationmodelandsharetheinformationofthemodel.Inthisreview,wewillsummarizethemainfeaturesofPDOXmodelswithitsadvantagesandlimitations,andlookingforwardtoitsapplicationinthefuture.【Keywords】 patient⁃derivedorthotopicxenograft,PDOX;tumormicroenvironment;metastasis 随着高通量测序、微阵列芯片等技术在肿瘤生物学领域中的应用,人们对恶性肿瘤的进展和分子驱动机制有了深入了解,在人源性肿瘤组织异种移植(patient⁃derivedxenograft,PDX)模型的基础上,采用原位移植的方法建立了人源性肿瘤组织原位异种移植(patient⁃derivedorthotopicxenograft,PDOX)模型,观察肿瘤的发生和转移特征。PDOX模型更好地保留了患者肿瘤的组织病理、基因组特性及药物敏感性,并且可以作为患者“替身”来研究药物反应,从而促进肿瘤基础研究向临床转化。1 PDOX模型的研究概况异质性是肿瘤的基本特征,原发瘤中只用少数具有转移潜能的瘤细胞能够从原发灶脱落,突破周围基质屏障,侵入血管或淋巴管,迁移、黏附于适宜部位,最终在远处形成转移灶[1-2]。良好的转移模型一方面要保持原发瘤的生物学特性,另一方面要模拟肿瘤局部浸润性生长和远处转移这一过程。肿瘤转移的发生与移植瘤原位细胞微环境及转移器官的微环境密切相关[3]。原位移植是目前广泛接受的肿瘤异种移植方法,可以更好保存肿瘤原有组织结构,其恶性行为的表达更接近于临床。常规制备转移模型的方法是使用具有高转移潜能的传代肿瘤细胞系直接原位或异位移植,方法简单,但转移发生率低;或是在皮下形成实体瘤再行原位移植可提高转移发生率。但细胞系长期体外培养丧失肿瘤的异质性,易造成原发瘤某些基因型和间质成分的缺失,影响肿瘤生物学特性的表达,发生转移概率不确定,与临床实际存在较大差别[4]。将人体新鲜的肿瘤组织移植到免疫缺陷小鼠体内建立的PDX模型,较好地保持了原发瘤的异质性[5-6]。但该类模型主要移植于裸鼠皮下,很难发生与临床相近的转移特征。通过手术将肿瘤组织移植到与原发部位相应动物器官的原位移植可提供适合肿瘤生长的体内环境[7],有利于原发肿瘤的基因和生物学特性的表达,维持肿瘤的异质性;由于移植部位血供丰富,有利于肿瘤转移的发生。已证实PDOX模型可更好地模拟患者肿瘤生长的微环境(tumormicroenvironment,TME)组分,包括免疫细胞、癌症相关成纤维细胞(cancer⁃associatedfibroblasts,CAFs)、肿瘤相关巨噬细胞(tumor⁃associatedmacrophages,TAMs)、周细胞和细胞外基质(extracellularmatrix,ECM)以及丰富的血管、淋巴管,与皮下移植相比,PDOX模型更客观、准确地模拟人体肿瘤的体内演进过程,易形成与临床肿瘤相似的转移特征。
2 PDOX模型的建立方法PDOX模型的建立可分为皮下移植后原位传代和组织块直接移植两种方法。前者应用最广泛,主要是提高单位体积内肿瘤细胞的数量,从而提高原位移植成功率。例如,Choi等[8]的一项研究探讨了胃癌劳伦分型(Laurenclassification)与肿瘤细胞百分比对移植成功率的关系。实验结果表明,由于弥漫型胃癌中的肿瘤细胞分散在基质组织中,单位面积内肿瘤细胞数量很低[弥漫型(244±214)%,肠道型(470±287)%,其他类型(410±263)%,P=0001]使得它异种移植成功率大大降
低。因此,将患者来源的肿瘤组织样本首先接种于小鼠皮下生长并传代,在一定的传代次数内不仅能够维持患者原发肿瘤的重要基本特征,还能够扩增患者原发肿瘤组织,以获得足够数量和高质量的肿瘤材料用于原位移植。采用临床肿瘤标本直接原位移植虽然可以提供与原发肿瘤相似的微环境,但成功率低,影响因素较多,特别是一些消化道肿瘤,因其原发于消化道腔内,其原位移植的成功率进一步降低[9]。主要
原因是:①临床标本中单位体积内肿瘤细胞数量有限;②原位移植可接受的瘤组织较小;③手术操作难度大。尽管如此,这种组织移植更能重现患者原发肿瘤的异质性,并在小鼠连续传代的早期阶段(通常3~5代)较好地保持了原发瘤遗传学和组织
学复杂性,从而更加准确地显示出患者的临床实际。3 PDOX模型的优缺点31 PDOX模型的优点311 保留原发肿瘤的基因特征Braekeveldt等[10-11]
对建立的神经母细胞瘤
PDOX模型进行单核苷酸多态性分析,结果显示
MYCN扩增和17q增加,保留了临床相应患者重要的基因特征。Zhang等[12]从建立的胃癌异种移植模型中观察到其与亲本肿瘤间FGFR2和MET基因扩增的高度相似性。另一项小鼠肾包膜下原位移植患者源性肾细胞癌组织的研究中,所有成功的移植物中癌细胞转移至临床相关位点(包括骨),且移植物和患者原发肿瘤之间具有可比较的全基因表
911中国比较医学杂志2018年1月第28卷第1期 ChinJCompMed,January2018,Vol.28.No.1