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世界癌症日|国自然申报视角下的肿瘤基因功能研究思路解析

世界癌症日是由国际抗癌联盟(Union for International Cancer Control, UICC)发起设立的一个全球性健康宣传活动日,定于每年的2月4日。这个特殊的日子旨在提升公众对癌症防控重要性的认识,促进政府、民间团体和个人在全球范围内采取行动共同对抗癌症。

 

肿瘤研究作为抗击癌症的关键领域,涵盖了从基础生物学研究到临床应用转化的全过程;同时这一领域也是国自然基金申报的热点方向,随着细胞生物学、发育生物学、遗传学、免疫学等迅速发展,科学研究方式的改变以及多学科的交叉融合,肿瘤学研究取得了一定进展,肿瘤学科申请项目数量及质量也在逐渐提高。

 

国自然申报视角下的肿瘤基因功能研究思路解析

 

01.肿瘤基因功能研究的常见思路

虽然肿瘤研究的细分领域众多,但不同的领域均会涉及很多基因功能的研究,例如与肿瘤发生、发展、转移、耐药分子机制相关的致癌基因、抑癌基因、转移相关基因和耐药相关基因等。肿瘤基因功能的研究是一个整体性的过程,从开始的基因筛选、到细胞水平(体外)和动物水平(体内)的功能性验证,再到机制探讨及验证,形成一个完整的研究逻辑。

 

1.基因筛选

通常采用组学的方法进行分析,根据研究目标的不同,可分为基因组、转录组、蛋白组和代谢组分析

 

2.细胞水平功能性验证

细胞水平的调控则需要建立基因表达调控的细胞模型,如通过病毒载体或电转等方式,实现对目标基因的过表达、敲低表达、敲除表达和点突变等。

 

3.动物水平功能性验证

肿瘤研究常用的动物模型则为免疫缺陷小鼠,可通过移植肿瘤细胞构建模型,对于重度免疫缺陷小鼠则可用于人免疫系统的重建,此外还有各种定制化的基因修饰动物也应用于肿瘤的研究中。

 

4.机制探讨和验证

对于肿瘤机制的研究则各有不同,常规的思路是寻找目标基因上下游的调控分子或信号通路,并采用蛋白与DNA、RNA与蛋白、蛋白与蛋白等相互作用进行验证。

 

02.肿瘤研究案例

2023年8月,研究人员在《Nature Communications》发表了题为“Spatial transcriptomics analysis of esophageal squamous precancerous lesions and their progression to esophageal cancer”的研究论文。

 

研究材料

在体内研究中,研究人员构建了食管鳞癌PDX模型(其中CB17-SCID雌性免疫缺陷小鼠由赛业生物提供),皮下接种瘤块后,每周两次瘤内注射相应的慢病毒,观察基因敲低或过表达对肿瘤生长的影响。

 

技术路线

1.差异性表达基因的筛选:通过空间全转录组图谱(WTA)、主成分分析(PCA)和差异表达基因分析(DEGs)筛选ESPL发展为ESCC过程显著变化的基因。

 

2.候选基因的确定和验证:采用机器学习方法进一步确定潜在候选基因,并通过IHC染色验证候选基因与ESCC进展的相关性。

 

3.候选基因的调控机制研究:通过细胞增殖分析、集落形成测定和体内研究探究候选基因对ESCC增殖的影响,及对正常食管细胞向恶性细胞转变的作用。

 

研究结论

TAGLN2和CRNN异常表达与食管状上皮癌前病变向食管鳞癌进展相关,并有望成为食管癌早期干预标志物。

 

03.免费领取国自然资质证明

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国自然申报视角下的肿瘤基因功能研究思路解析

 

经典肿瘤动物模型推荐

自发性肿瘤模型

这类肿瘤的发展进程在复杂的肿瘤微环境中原位进行,其分子调控机制和病理学机制与自然条件下发生的肿瘤更相似,适合于肿瘤生长的生物学过程的研究、免疫治疗模式的评估和抗肿瘤治疗药物的研发筛选等。

 

产品编号 产品名称 品系背景 研究应用
C001514 KS(inducible) C57BL/6J 肺癌小鼠模型
C001308 KPC C57BL/6 自发胰腺癌模型
C001320 KP C57BL/6 胰腺导管腺癌 (PDAC)中间小鼠模型
C001251 KC model C57BL/6 胰腺导管腺癌 (PDAC)早期阶段的成熟模型
C001196 Apc-Min C57BL/6J 自发肠道肿瘤模型
C001212 MMTV-PyMT C57BL/6J 自发乳腺肿瘤模型
C001339 Alb-Cre+/MYC+ C57BL/6J 自发肝癌小鼠模型
C001338 H11-CAG-LSL-hMYC-IRES-EGFP C57BL/6J 条件性原癌基因表达模型
C001203 Trp53 KO C57BL/6J 肿瘤研究模型
C001207 Trem2 KO C57BL/6N 阿尔茨海默症、肿瘤、代谢综合征研究模型

 

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人源肿瘤细胞系异体移植(CDX模型)

因CDX模型有明确的肿瘤生长动力学、易于遗传操作、成瘤率高、价格低廉等特点,并且能够产生一致和可重复的数据,而广泛应用于癌症研究和抗癌药物研发。赛业生物已建立肺癌、乳腺癌、肝癌等多种有效的CDX模型,成功移植的人源细胞系超200种。

 

肿瘤类型 细胞株
肺癌 NCI-H1299,PC-9,NCI-H1975,NCI-H460,A549,Calu-3,Calu-3-luc,NCI-H23,NCI-H23-luc,NCI-H1703-luc, HCC827,NCI-H1703,NCI-H441,NCI-H1650,NCI-H292,NCI-H520,NCI-H441-luc,NCI-H446,NCI-H2228,NCI-H69,A549-luc,HCC827-luc,NCI-H226
结肠癌 Colo205,HT29,LOVO,HCT116,HCT116-luc,SW620, SW620-luc,SW480,SW480-luc,HCT-15,DLD-1
膀胱癌 5637,5637-luc,UMUC3,786-o-luc,RT4,SW-780
淋巴瘤 Raji
乳腺癌 MDA-MB-231,BT474,MCF-7
卵巢癌 Hela,SK-OV-3,OVCAR-3
胰腺癌 AsPC-1,PANC-1,PANC-1-luc,BxPC-3
脑癌 U-87MG,U-87MG-luc
胃癌 HGC-27,MGC803-luc,MGC803,MKN45,NCl-N87,NUGC-3,NUGC4
肝癌 HepG2,HUH-7,Hep3B,HepG2-luc,Hep3B-luc,SK-HEP-1
食管癌 KYSE-150,KYSE-150-luc
黑色素瘤 A375
表皮癌 A431
肾癌 786-O,caki-1,ACHN
白血病 MV-4-11
骨髓瘤 MM.1S,RPMI8226
前列腺癌 22RV1
神经母细胞瘤 SH-SY5Y

 

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