在中國，現(xiàn)在每天約有7710例患者死于癌癥，每分鐘大概6人死于癌癥， 因此，癌癥的研究無疑成為生物醫(yī)學(xué)的重中之重，動(dòng)物模型在腫瘤發(fā)生發(fā)展及藥物研發(fā)上扮演著至關(guān)重要角色。那么面對不同的腫瘤模型，究竟怎樣的動(dòng)物模型才可以準(zhǔn)確反映人類腫瘤發(fā)展情況呢？這就是我們本期內(nèi)容，告訴大家什么樣的腫瘤動(dòng)物模型才是你真正想要的。
首先我們要明白，最大的問題不是如何去建立模型，而是建立什么樣的模型。因?yàn)椴煌�的模型�?huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較大出入，腫瘤學(xué)研究工作者應(yīng)當(dāng)熟悉該領(lǐng)域已有的研究成果，查閱全面資料后，才能為自己的課題選到合適的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物腫瘤模型。

第一步，需要明確你的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
根據(jù)設(shè)定的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)來選擇最合適的動(dòng)物模型，才能得到科學(xué)的結(jié)論和理想的結(jié)果。腫瘤動(dòng)物模型的應(yīng)用一般分為：腫瘤發(fā)生發(fā)展機(jī)制研究、抗腫瘤藥物篩選、免疫療法相關(guān)研究等。

第二步，了解已有的各類常見腫瘤模型分類及特點(diǎn)
腫瘤動(dòng)物模型一般分為：①CDTX（腫瘤細(xì)胞系移植模型）②PDTX（人源腫瘤組織異種移植模型）③誘發(fā)性腫瘤動(dòng)物模型 ④基因修飾腫瘤模型 ⑤自發(fā)性腫瘤動(dòng)物模型；
每個(gè)模型介紹詳情可點(diǎn)擊往期文章（3.4腫瘤動(dòng)物模型介紹）。

第三步，進(jìn)一步細(xì)化到模型的每一個(gè)不定因素
主要包括以下幾個(gè)不確定因素：
（1）細(xì)胞系的選擇
根據(jù)研究的腫瘤類型以及基因型選取相應(yīng)的腫瘤細(xì)胞系，用于荷瘤的細(xì)胞要保證較好的生長狀態(tài)，無污染，處于對數(shù)生長期。不同腫瘤細(xì)胞系的成瘤率不同，結(jié)合自身選取成瘤率高的細(xì)胞系進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如乳腺癌細(xì)胞有幾十種，根據(jù)來源有鼠源和人源的，根據(jù)分型有三陰性與非三陰性的，如果要更貼近人類三陰性乳腺癌的研究，一般會(huì)選擇易荷瘤的MDA-MB-231細(xì)胞。
（2）小鼠品系的選擇
腫瘤細(xì)胞系移植模型分為兩種：將人的腫瘤細(xì)胞系或腫瘤組織移植到小鼠體內(nèi)和將小鼠的腫瘤細(xì)胞移植到小鼠體內(nèi)，前者為異種移植因此必須選擇具有免疫缺陷的小鼠（如：nude，NOD/scid，NSG），后者為同種移植，因此選擇與腫瘤細(xì)胞系來源一致的小鼠（C57BL/6品系來源的黑色素瘤細(xì)胞系B16F10以及路易斯肺癌細(xì)胞系LLC就要選擇C57BL/6品系的小鼠）。
（3）小鼠的周齡、體重、性別
通常為6-8周，18-22g（部分模型會(huì)有差別），保證個(gè)體間差異較��；通常雌雄均可，但是根據(jù)研究的腫瘤類型及腫瘤細(xì)胞系選擇（乳腺癌等要選擇雌性，前列腺癌等要選擇雄性）
（4）接種位置的選擇
如CDTX主要包括皮下荷瘤、各種轉(zhuǎn)移模型荷瘤（尾靜脈、左心室注射）、原位荷瘤等。不同位置說明的情況不同，如單獨(dú)研究生長可以選擇簡單的皮下荷瘤。具體介紹看往期（3.5 腫瘤模型之生長、轉(zhuǎn)移及復(fù)發(fā)模型）

最后，結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮湍Ｐ吞攸c(diǎn)兩者去選擇最終模型
如CDTX接種成瘤率高、實(shí)驗(yàn)周期短，常用于藥物研發(fā)；而自發(fā)腫瘤模型誘導(dǎo)時(shí)間長，腫瘤出現(xiàn)時(shí)間、部位及大小等不均一，因此很少用于藥物研發(fā)。

下面以實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑榛�礎(chǔ)舉幾個(gè)實(shí)例，大家會(huì)有更直觀的理解：
一、基于抗腫瘤藥物篩選為目的，一般選擇CDTX、PDTX等。
a.腫瘤細(xì)胞系移植模型（CDTX model, cell-line-derived tumor xenograft）
主要包括皮下荷瘤、各種轉(zhuǎn)移模型荷瘤、原位荷瘤等。
①皮下荷瘤模型主要用于抑制腫瘤生長（細(xì)胞增殖）的藥物的篩選檢測；
②各種轉(zhuǎn)移模型（包括左心室注射、尾靜脈注射）主要用于抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的藥物的篩選檢測；
③原位模型由于是將腫瘤細(xì)胞移植到小鼠的相應(yīng)器官，腫瘤易發(fā)生轉(zhuǎn)移（如肺癌、乳腺癌等），因此原位模型既可用于抑制腫瘤生長又可用于抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的藥物的篩選與檢測。

舉例：人源肺癌細(xì)胞A549的裸鼠原位荷瘤模型
如圖1，該模型與皮下荷瘤模型相比，原位生長能更好的模擬腫瘤細(xì)胞在體內(nèi)生長的微環(huán)境，更準(zhǔn)確的預(yù)測藥物療效。A549原位生長模型較于皮下荷瘤模型發(fā)展更快，2-3周便發(fā)生轉(zhuǎn)移，生存時(shí)間明顯短于皮下荷瘤模型，因此便于繪制生長曲線（又稱Kaplan-Meier曲線），通過生存曲線可以對抗腫瘤效果有更直觀的了解。

圖1.肺癌原位荷瘤模型［1］
 

b.人源腫瘤組織異種移植模型（PDTX model, patient-derived tumor xenograft）
異種移植腫瘤是移植性腫瘤的一種，主要用于抑制腫瘤生長（細(xì)胞增殖）的藥物的篩選檢測，近年很重視人體腫瘤的動(dòng)物體內(nèi)移植模型。因?yàn)檫@種模型使用病人的腫瘤組織，在組織形態(tài)和遺傳特征等方面均與人類腫瘤相同，故用這種模型比較直接研究人類腫瘤等生物學(xué)特性及抗腫瘤藥物。根據(jù)抗腫瘤藥物的目標(biāo)腫瘤選取相應(yīng)的腫瘤模型即可。

c.基因修飾模型
基因修飾腫瘤模型是利用轉(zhuǎn)基因、基因打靶和條件性基因打靶等技術(shù)敲除或插入特定基因，從而誘發(fā)動(dòng)物產(chǎn)生腫瘤的模型。該模型主要用于腫瘤發(fā)生發(fā)展過程及作用機(jī)制的研究。但其在抗腫瘤藥物的篩選中也有一定的應(yīng)用，原癌基因在人類中頻發(fā)突變是腫瘤產(chǎn)生的重要原因之一，而靶向這部分原癌基因的抗腫瘤藥物篩選是一個(gè)重要方向。因此，相對應(yīng)的基因突變小鼠腫瘤模型在抗腫瘤藥物篩選中具有重要作用。

舉例 Lox-STOP-Lox-Kras^G12D Conditional Mouse Model
Ras在人類腫瘤頻發(fā)突變，K-ras的激活突變是肺部腫瘤產(chǎn)生的原因之一，在k-ras locus上敲入了Lox-Stop-Lox-Kras^G12D,通過小鼠鼻腔注入Ad-Cre重組腺病毒，誘導(dǎo)肺中的K-ras ^G12D表達(dá)，從而產(chǎn)生肺癌。由于其產(chǎn)生的機(jī)制及組織形態(tài)和遺傳特征等方面均與人類K-ras突變腫瘤相似，因此該模型能夠很好的評(píng)價(jià)針對K-ras突變的抗腫瘤藥物活性［2］。因此對于靶向特定基因的抗腫瘤藥物，可以運(yùn)用相對應(yīng)的基因修飾模型就行篩選檢測。

二、 腫瘤發(fā)生發(fā)展機(jī)制的研究
對于腫瘤機(jī)制的研究，也可以選擇上述幾種模型，更多的運(yùn)用基因修飾動(dòng)物模型。在實(shí)驗(yàn)中觀察指標(biāo)以及分析角度也有藥物研發(fā)不同。一般會(huì)采取多個(gè)模型共同驗(yàn)證。
舉例：如在探究REGγ在皮膚癌產(chǎn)生過程中作用的研究中，同時(shí)用到了腫瘤細(xì)胞系移植模型和基因修飾動(dòng)物模型（圖3）。通過比較REGγ^＋／＋和REGγ^-／-小鼠皮膚腫瘤形成進(jìn)展以及REGγ野生型與REGγ knock down之后的人源腫瘤細(xì)胞在小鼠皮下荷瘤模型中的大小，發(fā)現(xiàn)REGγ在皮膚腫瘤的發(fā)生發(fā)展中具有重要作用，且其是通過Wnt/b-catenin通路發(fā)揮作用的[3]。

圖3. REGγ在皮膚腫瘤產(chǎn)生過程中作用的研究[3]
 

3. 免疫療法相關(guān)研究
在當(dāng)今眾多的癌癥治療手段中，免疫療法可謂炙手可熱，因此我們把免疫相關(guān)的腫瘤模型單獨(dú)列出。以T細(xì)胞受體T細(xì)胞技術(shù)（TCR-T）、嵌合抗原受體T細(xì)胞技術(shù)（CAR-T）以及免疫檢查點(diǎn)阻斷技術(shù)（Immune Checkpoint Blockade）為代表的新興腫瘤免疫療法不斷取得臨床上的突破，在往期中我們已經(jīng)對以上技術(shù)的腫瘤模型進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，主要還集中在基于重癥聯(lián)合免疫缺陷小鼠（過繼性細(xì)胞回輸）以及同系腫瘤細(xì)胞系小鼠模型（免疫檢查點(diǎn)阻斷）的研究。（3.6 免疫療法相關(guān)腫瘤模型介紹）

注意：構(gòu)建模型應(yīng)該建立在已有的研究基礎(chǔ)上，避免無用功
一定要查閱相關(guān)文獻(xiàn)有比較全面的了解，通常文獻(xiàn)中不會(huì)非常具體的介紹模型的構(gòu)建過程，這就需要與身邊經(jīng)驗(yàn)豐富的大神取經(jīng)了，要關(guān)注每一個(gè)細(xì)節(jié)，切不可眼高手低。當(dāng)?shù)谝淮为?dú)立構(gòu)建模型時(shí)，最好先進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，預(yù)實(shí)驗(yàn)很重要！預(yù)實(shí)驗(yàn)很重要！預(yù)實(shí)驗(yàn)很重要！
為了滿足研究的需要，在種類繁多的動(dòng)物模型中如何選擇適合自己的模型變得尤為重要。這就需要我們結(jié)合自身需要進(jìn)行量身選擇，更多的時(shí)候是結(jié)合多個(gè)模型來說明一個(gè)問題。相信看到這里，你想要的模型心里已經(jīng)有數(shù)了吧，接著我們就會(huì)逐一為大家介紹各類腫瘤模型的建立方法，請持續(xù)關(guān)注我們哦！

參考文獻(xiàn)：
［1］Wang J, Hu K, Guo J, et al. Suppression of KRas-mutant cancer through the combined inhibition of KRAS with PLK1 and ROCK[J]. Nature Communications,2016: 11363-11363.
［2］Michel DuPage, Alison L Dooley & Tyler Jack. Conditional mouse lung cancer models using adenoviral or lentiviral delivery of Cre recombinase .Nat Protoc. 2009;4(7):1064-72.
［3］Lei Li1, Yongyan Dang, Jishen Zhang, Wangjun Yan1 et al. REGγ is critical for skin carcinogenesis by modulating the Wnt/b-catenin pathway Nature Communications, 2015 Apr 24;6:6875.