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常见的几种肿瘤小鼠模型及其优缺点有哪些?如何选择?

师姐:师妹听说你被老师教育了一顿?

师妹:师姐,我可太委屈了,我接着你的课题做,原本要选基因编辑肿瘤小鼠模型,后面选了跟你上次一样的同源肿瘤异体移植小鼠模型,结果莫名其妙被导师骂了一顿。

 

师姐: 我做的是前期基因靶点筛选用这种简单的模型当然可以,你接着我做靶点的验证,要证明降低致癌基因能引起进行中肿瘤的萎缩,怎么还能拿这个模型呢?!

师妹:好嘛,那我选好先给你看……但愿别再选错挨骂了……

 

面对多种肿瘤动物模型,究竟该如何选择?哪种可以研究肿瘤微环境?哪种能准确反应人类肿瘤发展情况?今天我们给大家整理了常见的几种肿瘤模型及其优缺点(结尾附各模型对比表)。

 

常见的肿瘤模型有肿瘤移植小鼠、自发性肿瘤小鼠、诱发性肿瘤小鼠,基因编辑肿瘤小鼠等;免疫缺陷小鼠因其免疫成分缺陷或缺少而作为异种移植模型的受体,也广泛应用于实验肿瘤学研究。

 

肿瘤移植小鼠

将体外培养的肿瘤细胞移植到免疫活性小鼠内,是比较常用的研究抗肿瘤治疗的方法,自发、致癌或转基因肿瘤细胞系可移植到C57BL/6、BALB/c和FVB等小鼠品种中,这种模型的优点是构建周期较,皮下移植的细胞几周内就会在动物体内生长,缺点是无法评估免疫治疗药物对于肿瘤发展早期是否有效。

 

异体移植肿瘤药效模型在肿瘤学研究中有着广泛应用,而关于肿瘤细胞系的移植模型又可分为人源和同源。人源肿瘤细胞系异体移植(cell derived xenograft,CDX)是将体外传代培养的肿瘤细胞接种至免疫缺陷小鼠,具有高同源性特点,模型建立容易、重复性好的特点。而同源肿瘤异体移植小鼠模型(Syngeneic model)则是将同种背景来源的肿瘤细胞系接种至免疫健全的近交系小鼠,受体小鼠拥有完整的鼠源免疫系统,具有完全的免疫活性,其免疫系统与同种移植肿瘤组织相容,能最大化模拟肿瘤微环境的真实生活情况等特点。

 

免疫缺陷小鼠

免疫缺陷小鼠是指由于先天遗传突变或者用人工方法造成的免疫系统上一种或者多种免疫成分(B细胞、T细胞、NK细胞等)存在缺陷或者缺失的小鼠。随着基因编辑技术的不断发展,越来越多的免疫缺陷小鼠品系被研发出来,被广泛应用于肿瘤学、免疫学、传染病学、干细胞生物学等研究领域。

 

自发性肿瘤小鼠

自发肿瘤模型是在自然突变或人为基因编辑的条件下,免疫功能健全小鼠体内携带癌基因的过表达或激活突变、抑癌基因的缺失或抑制突变而自发形成肿瘤的模型。

 

虽然这一类肿瘤模型构建周期长,但其优点在于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,包括了肿瘤发展的随机性、早期进展和自发的肿瘤转移,更好地概括了人类肿瘤的发展进程,适用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。

 

基因编辑肿瘤小鼠

基因编辑肿瘤模型是利用基因编辑技术敲除或插入特定基因,以提供致癌基因的系统性或组织特异性表达和/或抑癌基因缺失,从而诱发动物产生肿瘤的模型。如乳腺癌中的KRAS和MYC以及前列腺癌中的PTEN和TP53,则主要用于肿瘤发生发展过程及作用机制的研究。

 

通常这种肿瘤模型可以提供复杂的肿瘤微环境,并允许肿瘤经历免疫耐受、免疫编辑或者免疫抑制过程。与同基因肿瘤模型相比,序贯的肿瘤发展也是其关键优势之一,意味着可以对免疫治疗方法进行评估。

 

肿瘤小鼠模型

表 小鼠肿瘤模型的特征比较[1]

 

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肿瘤小鼠模型

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