KPC

产品编号：C001308

品系背景：C57BL/6N.129

传代建议：KP x Pdx-Cre

品系描述

原癌基因KRAS编码的K-Ras蛋白是RAS/MAPK信号通路的重要组成部分，负责细胞生长、增殖、成熟和分化等过程的调控。KRAS基因的突变是最常见的癌症发生的原因，约30%的癌症患者都存在KRAS突变，其中90%的胰腺癌和50%的结肠癌存在KRAS突变 ^[1]。这些突变主要表现为单碱基错义突变，其中超过80%的突变发生在第12个氨基酸残基（G12）。KRAS G12D突变是胰腺癌和结直肠癌最常见的KRAS突变，也广泛存在于肺癌和直肠癌中 ^[1-2]。G12D突变增强K-Ras蛋白的激活，导致细胞不受控制的生长和分裂，促进肿瘤的发生。K-Ras蛋白在小鼠和人之间高度保守，仅存在两个132和187两个氨基残基位点的不同。

抑癌基因TP53编码细胞肿瘤抗原P53蛋白，该蛋白能调节细胞周期，促使细胞凋亡或衰老，从而避免癌变。P53蛋白是一种肿瘤抑制蛋白和转录因子，可调控细胞分裂，阻止DNA突变或受损的细胞进行分裂并通过转录调控向这些细胞传导凋亡信号，阻止肿瘤形成 ^[3]。TP53突变与肿瘤的转移有密切的关系，是癌症晚期的关键因子。TP53在癌症中最常见的突变为R175H，该突变抑制了P53蛋白的功能，能驱动中性粒细胞在胰腺肿瘤中的积累，从而促进胰腺癌对免疫疗法的抵抗 ^[4]。小鼠Trp53是人类TP53的同源基因，小鼠Trp53 R172H突变和人TP53 R175H突变高度同源，同样具有促进肿瘤发展和转移的功能 ^[5]。

KPC小鼠同时携带K-Ras G12D和LSL-Trp53 R172H两种致病突变。首先将LSL-K-Ras G12D小鼠（条件性过表达K-Ras G12D突变基因小鼠）与LSL-Trp53 R172H小鼠（条件性过表达Trp53 R172H突变基因小鼠）杂交，产生基因组中携带但不表达两种致病突变基因的小鼠，即KP小鼠。然后将KP小鼠与Pdx-Cre小鼠（胰腺特异性Cre重组酶表达小鼠）杂交以产生KPC小鼠，该小鼠在Pdx启动子的调控下，通过Cre重组酶特异性删除胰腺组织中的Loxp-Stop-Loxp（LSL）基因沉默元件，使K-Ras G12D和Trp53 R172H突变基因选择性的在胰腺组织中表达。K-Ras G12D突变和Trp53 R172H突变使胰腺肿瘤发展更为迅速，同时转移潜力加大 ^[6]。KPC新生小鼠胰腺正常，不存在肿瘤细胞，在8至10周龄时，胰腺内开始出现前体病变或胰腺上皮内瘤变（PanIN）；大多数小鼠在16周龄时发展出局部侵入性胰腺导管腺癌（PDAC），并伴有密集的促纤维增生反应。肿瘤通常具有中等分化的导管形态，具有广泛的间质结缔组织增生，类似于在人类肿瘤中观察到的最常见形态 ^[6-8]。此外，在约80%的KPC小鼠中体内可以观察到肿瘤的转移，主要在肝脏和肺部组织中，这些部位也是人类胰腺癌常见的转移部位 ^[6-8]。

构建方式

通过将KP小鼠（产品编号：C001320）与Pdx-Cre小鼠（产品编号 ：C001033）交配获得。

研究应用

• 胰腺导管腺癌（PDAC）和结直肠癌发生和转移机制研究；
• 胰腺导管腺癌（PDAC）和结直肠癌治疗药物筛选、研发和评价；
• 其它KRAS G12D或Trp53 R172H相关肿瘤研究。

验证数据

• 瘤体形态观测

图1. KPC小鼠胰腺肿瘤形态。取18周龄KPC小鼠的胰腺进行肿瘤形态的观测，结果显示该模型的肿瘤体积较大且表面不平整，并包含多个结节状突起。

• 胰腺组织病理检测

4x                                                               10x   

图2. KPC小鼠胰腺组织H&E染色结果。通过H&E染色检测KPC小鼠胰腺组织的病理情况，结果显示该小鼠的胰腺存在结构紊乱、导管增生和炎症细胞浸润等多种病理状态。

• 肺部组织病理检测

图3. KPC小鼠肺部组织H&E染色结果。通过H&E染色检测KPC小鼠肺部组织的病理情况，结果显示可在大部分KPC小鼠肺部观测到肿瘤的病理转移情况，表现为大量淋巴细胞的浸润。

参考文献

[1]Li S, Balmain A, Counter CM. A model for RAS mutation patterns in cancers: finding the sweet spot. Nat Rev Cancer. 2018 Dec;18(12):767-777.

[2]Filiberti A, Ventafridda V, Costa A. What is the best treatment for early breast cancer? A psychosocial answer. Ann Oncol. 1995 May;6(5):417-9.

[3]Aubrey BJ, Strasser A, Kelly GL. Tumor-Suppressor Functions of the TP53 Pathway. Cold Spring Harb Perspect Med. 2016 May 2;6(5):a026062.

[4]Olivier M, Hollstein M, Hainaut P. TP53 mutations in human cancers: origins, consequences, and clinical use. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2010 Jan;2(1):a001008.

[5]Olive KP, Tuveson DA, Ruhe ZC, Yin B, Willis NA, Bronson RT, Crowley D, Jacks T. Mutant p53 gain of function in two mouse models of Li-Fraumeni syndrome. Cell. 2004 Dec 17;119(6):847-60.

[6]Johnson L, Mercer K, Greenbaum D, Bronson RT, Crowley D, Tuveson DA, Jacks T. Somatic activation of the K-ras oncogene causes early onset lung cancer in mice. Nature. 2001 Apr 26;410(6832):1111-6.

[7]Lee JW, Komar CA, Bengsch F, Graham K, Beatty GL. Genetically Engineered Mouse Models of Pancreatic Cancer: The KPC Model (LSL-Kras(G12D/+) ;LSL-Trp53(R172H/+) ;Pdx-1-Cre), Its Variants, and Their Application in Immuno-oncology Drug Discovery. Curr Protoc Pharmacol. 2016 Jun 1;73:14.39.1-14.39.20.

[8]Hingorani SR, Wang L, Multani AS, Combs C, Deramaudt TB, Hruban RH, Rustgi AK, Chang S, Tuveson DA. Trp53R172H and KrasG12D cooperate to promote chromosomal instability and widely metastatic pancreatic ductal adenocarcinoma in mice. Cancer Cell. 2005 May;7(5):469-83.