乳腺癌的临床前研究常见动物模型有哪些？

关于乳腺癌分型

根据风险、预后和对治疗反应的可能性，乳腺癌可分为四个亚型：Luminal A、Luminal B、HER2过表达型和三阴型（Basal-like型）。Luminal的特征是雌激素受体（ER）和孕激素受体（PR）的表达以及其他相关基因；HER2基因在约15%的浸润性乳腺癌中被扩增，该亚型部分已被证明表达ER，但大多数HER2富集的肿瘤缺乏ER或PR的表达，HER2富集的肿瘤通常是高级别肿瘤；Basal则大量表达上皮基因，如细胞角蛋白5和17，但ER、PR和HER2的表达有所缺失。

当前乳腺癌细胞系和肿瘤之间分型方案的比较^[1]

乳腺癌的啮齿类动物模型已成为研究乳腺癌进展、转移机制和遗传途径，以及开发、评估临床治疗方法的重要工具。选择合适的动物模型是研究的关键，我们需要基于对不同模型优缺点的整合，使其符合特定研究目的。

（1）CDX模型

将人类肿瘤细胞系移植到免疫缺陷小鼠中，可分为皮下接种模型和乳垫接种模型。CDX模型细胞系是来自各种人类肿瘤类型的代表，遗传信息稳定；其间质细胞和血管细胞组成肿瘤微环境的特征稳定；肿瘤便于精确测量。但皮下位置可能不允许关键组织特异性的培养间质浸润；存在跨物种分裂，即基质组件是鼠源的，肿瘤细胞是人类的；且缺乏免疫环境。                                                                                                                                                                                                                                                         

赛业生物对人源肿瘤细胞做了大量的荧光报告基因的转入工作，为的是提供更接近临床的转移瘤模型和原位模型。

（2）同源移植模型

鼠源性肿瘤异体移植到免疫活性小鼠中，可分为皮下接种模型和乳垫接种模型。同源移植存在完全的免疫系统；其间质细胞和血管细胞组成肿瘤微环境的特征稳定；且肿瘤内的所有细胞类型都来自小鼠。但细胞系种类较少；小鼠免疫源加强，肿瘤移植后会消退；且增殖过快，影响给药窗口期。

（3）PDX模型

将人类乳腺癌细胞或组织从原发性肿瘤（在乳房肿块切除术或乳房切除术期间采集）或转移性病变原位移植到免疫功能低下小鼠的乳腺脂肪垫中。PDX在连续传代中高度模拟了亲代肿瘤的组织学、基因组和结构特征；且肿瘤便于精确测量。但生成自发PDX转移模型需要高超的技术专长；从头开始建立PDX模型非常耗时；为了捕捉在临床上观察到的患者间异质性，研究人员应考虑使用PDX模型库，而不是单一独立的模型。

未经任何有意识的人工处理而自然发生乳腺癌的小鼠为自发型，多采用近交系小鼠，如SHN和C3H等。其中SHN小鼠较为常用，一般出生后4个月就开始出现肿瘤症状，到12个月时乳腺癌患病率高达100%，其肿瘤发生与人类乳腺癌极为相似，但成瘤时间太长，且肿瘤发生不同步，不能在短期内获得大量的具有统计学意义的实验数据。

诱发性乳腺癌模型多采用化学诱发途径，常用的诱导剂有甲基亚硝基脲（N-methyl-N-nitrosourea, MNU）或DMBA等，一般通过灌胃、局部涂抹或静脉注射等途径作用于实验动物，多是采用大鼠。该方法模型构建周期较长，肿瘤细胞差异性大，恶性行为有限，肿瘤侵袭转移能力较弱，不利于研究恶性乳腺癌发病机理。

由乳腺癌患者的胸腔积液中分离建立，常用于发病机理的研究。MCF7属于贴壁细胞，显微镜下呈上皮细胞形态，且保留了多个分化乳腺上皮的特性，ER（+）、PR（+）、P53（+/-）；WT表达WNT7B；表达胰岛素样生长因子结合蛋白（IGFBP）BP-2、BP-4、BP-5；TNF-α可以抑制MCF-7细胞的生长。

来自转移乳腺腺癌患者的胸水，常用于乳腺疾病的发病机理及临床应用研究。MDA-MB-231属上皮细胞，细胞形态大部分为纺锤状，也有部分细胞呈圆形，存在少量悬浮细胞。ER（-）、PR（-）、HER2（-）、TP53++M；贴壁生长；表达表皮生长因子EGF受体、转化生长因子TGF-α受体和WNT7B癌基因。

细胞是由E·Lasfargues和W·G·Coutinho从一个实心的乳腺浸润性导管癌中分离到的细胞株。呈上皮细胞样，ER（+）、PR（+）、HER2（+）、TP53+。

1.基于C-NKG重度免疫缺陷小鼠的CDX模型构建

乳腺癌细胞MCF-7乳垫原位移植肿瘤及体重生长曲线

接种细胞前24小时，体内接种雌激素缓释片，将细胞以乳垫原位注射的形式接种到C-NKG小鼠体内，并在不同的时间点测量成瘤体积。细胞接种量为5×10⁶/只，数据以Mean±SEM形式呈现。结果显示在C-NKG小鼠体内肿瘤曲线稳定，容易成瘤。

乳腺癌细胞MDA-MB-231乳垫原位移植肿瘤及体重生长曲线

将细胞以乳垫原位注射的形式接种到C-NKG和NOD-Scid小鼠体内，并在不同的时间点测量成瘤体积。细胞接种量为1×10⁷/只，数据以Mean±SEM形式呈现。结果显示在C-NKG小鼠体内肿瘤曲线稳定，容易成瘤。

乳腺癌细胞BT474乳垫原位移植肿瘤及体重生长曲线

接种细胞前24小时，体内接种雌激素缓释片，将细胞以乳垫原位注射的形式接种到C-NKG和NOD-Scid小鼠体内，并在不同的时间点测量成瘤体积。细胞接种量为5~10×10⁶/只，数据以Mean±SEM形式呈现。结果显示在C-NKG小鼠体内肿瘤曲线稳定，容易成瘤。

2. 基于荧光报告基因的转移瘤模型构建

乳腺癌细胞MCF-7-LUC骨腔移植肿瘤活体成像数据

所有小鼠接种前24天体内接种新型雌激素药片。将细胞乳垫注射的形式接种到C-NKG小鼠体内，并在不同的时间点对小鼠进行活体成像。细胞接种量为1×10⁶/只。结果显示在C-NKG小鼠体内肿瘤曲线稳定，动脉注射方式MCF-7细胞容易在骨腔内归巢。

乳腺癌细胞4T-1-LUC骨腔移植肿瘤活体成像数据（A. 将细胞以胫骨骨腔形式接种到BALB/c小鼠体内，并在不同的时间点对小鼠进行活体成像，细胞接种量为0.5×10⁶/只；B. 肿瘤转移脏器观察，观察到脾脏、肺、肾脏及脑部有肉眼可见的肿瘤瘤块转移灶；C. 胫骨组织取材后的荧光成像图片。）

结果显示在BALB/c小鼠体内肿瘤曲线稳定，4T-1-LUC鼠源三阴性乳腺癌转移能力强，能够快速转移肺、脾脏、肾脏以及脑部。

3.基于免疫健全小鼠的Syngeneic模型构建

小鼠乳腺癌细胞4T-1乳垫原位和皮下移植肿瘤及体重生长曲线

将细胞以乳垫原位注射的形式接种到BABL/c小鼠体内，并在不同的时间点测量成瘤体积。细胞接种量为0.5~1×10⁶/只，数据以Mean±SEM形式呈现。结果显示在BABL/c小鼠体内肿瘤曲线稳定，容易成瘤。