結(jié)直腸癌（CRC）是全球最常見的惡性腫瘤之一，發(fā)病率和死亡率逐年上升，且趨于年輕化。根據(jù)WHO的統(tǒng)計，CRC約占所有癌癥病例的10%，是全球癌癥相關(guān)死亡的第二大原因。預(yù)計到2040年，CRC的全球負擔將增加到每年320萬例新發(fā)病例和160萬例死亡病例^[1]。因此，研究CRC的機制并開發(fā)相關(guān)的治療方法，成為腫瘤治療研究的重要任務(wù)。CRC的發(fā)生往往潛伏在腸息肉等良性疾病中，其形成過程可能長達十幾年。因此，對家族性腺瘤性息肉病（FAP）等癌前病變的關(guān)注同樣十分重要。

結(jié)腸癌（CRC）與家族性腺瘤性息肉�。‵AP）
家族性腺瘤性息肉�。‵AP）的主要特征是在結(jié)腸和直腸內(nèi)形成大量的腺瘤性息肉，同時，這些息肉也可能出現(xiàn)在上消化道，特別是小腸上部^[2]。通常，F(xiàn)AP的發(fā)病在患者十幾歲時就開始，主要由腺瘤息肉病大腸桿菌（APC）基因的常染色體顯性缺陷引發(fā)。這種突變觸發(fā)了大腸癌的多階段多步驟發(fā)生模式，即從正常黏膜到低級別腺瘤，再到高級別腺瘤，最后發(fā)展為癌癥。如果不及時治療，幾乎所有的FAP患者在40歲前都會發(fā)展為結(jié)腸癌（CRC）^[3]。
 

圖1 家族性腺瘤性息肉�。‵AP）會逐漸發(fā)展為結(jié)直腸癌^[4]

APC蛋白及相關(guān)結(jié)腸癌研究模型
APC是一種腫瘤抑制蛋白，作為Wnt信號通路的重要拮抗劑，參與細胞遷移、黏附、轉(zhuǎn)錄激活和凋亡等多種生理過程^[5]。在大多數(shù)結(jié)腸癌（CRC）中，APC基因的突變往往聚集在突變簇區(qū)（MCR）內(nèi)，這些突變導(dǎo)致產(chǎn)生截斷蛋白并減少與β-catenin蛋白的結(jié)合，從而降低β-catenin蛋白的降解，導(dǎo)致β-catenin蛋白在細胞核內(nèi)過量聚集。這些過量的β-catenin蛋白會與細胞核內(nèi)的相關(guān)蛋白結(jié)合，啟動包括原癌基因c-myc在內(nèi)的多種基因的轉(zhuǎn)錄，引發(fā)一系列連鎖反應(yīng)，最終導(dǎo)致細胞分裂失控，進而引發(fā)癌變^[5-6]。在小鼠中，Apc基因的缺失或?qū)е律�成截短APC蛋白的多發(fā)性腸道腫瘤（Min）突變，都會引發(fā)與人類家族性腺瘤性息肉�。‵AP）和/或結(jié)直腸腫瘤相似的表型^[7-8]，因此，這些小鼠模型被廣泛用于腸道腫瘤的研究。
 

圖2 APC功能缺失/截斷突變及表達下調(diào)導(dǎo)致下游原癌基因的異常表達^[9]

為了推動結(jié)直腸腫瘤領(lǐng)域的研究，賽業(yè)生物通過敲除小鼠Apc基因中包含與人類突變簇區(qū)（MCR）對應(yīng)區(qū)域的基因序列，成功構(gòu)建了Apc KO小鼠模型（產(chǎn)品編號：C001511）。該模型在純合狀態(tài)下會致死，而在雜合狀態(tài)下，Apc KO小鼠能自發(fā)地產(chǎn)生家族性腺瘤性息肉�。‵AP），并在生存、生長、攝食量以及腸道病變等方面表現(xiàn)出明顯的腸癌疾病表型。此外，內(nèi)部數(shù)據(jù)顯示，在非高脂飲食的常規(guī)條件下，Apc KO小鼠的自發(fā)疾病表型比經(jīng)典的Apc^min小鼠更為嚴重且發(fā)病情況更一致。以下是該模型的詳細表型信息。

生存曲線
雌性Apc KO小鼠在27周時達到50%死亡率，雄性Apc KO小鼠在34周時達到50%死亡率。

圖3 Apc KO小鼠和野生型小鼠（WT）的生存曲線

注：因品系純合致死，此處的Apc KO小鼠均指Apc雜合敲除小鼠（Apc^+/-），所有數(shù)據(jù)均在正常飲食條件下獲得。

生長曲線
與對照組相比，雌性和雄性Apc KO小鼠體重均有所降低。

圖4 Apc KO小鼠和野生型小鼠（WT）的生長曲線

攝食量變化
與對照組相比，雌性和雄性Apc KO小鼠的攝食量均有所降低。

圖5 Apc KO小鼠和野生型小鼠（WT）的攝食量比較

發(fā)病率和腺瘤數(shù)量
在25周齡左右所有Apc KO小鼠均發(fā)病。腸道腺瘤數(shù)量統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，小鼠在9周齡就能夠自發(fā)形成腸腺瘤，且隨著時間的推移，小鼠腸道腺瘤數(shù)量逐漸上升并趨于穩(wěn)定。

圖6 Apc KO小鼠的發(fā)病情況和腸道腺瘤數(shù)量統(tǒng)計

腸道解剖圖
大多數(shù)Apc KO小鼠在9周齡時腸道已有腺瘤產(chǎn)生，且多發(fā)于小腸部位，以回腸居多（與Apc^min小鼠腺瘤高發(fā)部位相同^[10]），部分小鼠大腸組織也有腺瘤產(chǎn)生。
 

圖7 Apc KO小鼠和野生型小鼠（WT）腸道組織解剖觀測

腸道組織病理
Apc KO小鼠在第9周齡就已有腺瘤形成，且腺瘤的體積隨時間增加而增加。

圖8 野生型（WT）小鼠和不同周齡Apc KO小鼠腸道組織H&E染色檢測

總  結(jié)
Apc KO小鼠模型（產(chǎn)品編號：C001511）在生存、生長、攝食量和腸道病變等方面表現(xiàn)出腸癌疾病表型。雌性雜合小鼠在27周時，雄性在34周時，死亡率可達50%。無論雌性還是雄性，雜合小鼠的體重和攝食量均低于野生型。在常規(guī)飲食下，Apc KO小鼠能自發(fā)形成腸腺瘤，數(shù)量隨時間增加，主要分布在小腸，尤其是回腸部位，部分小鼠的大腸部位也會有腺瘤產(chǎn)生。因此，該模型可用于研究家族性腺瘤性息肉�。‵AP）和結(jié)直腸癌的發(fā)病機制，開發(fā)和測試新治療策略的長期療效，以及研究Wnt/β-catenin信號通路調(diào)控機制和其他APC相關(guān)腫瘤。 

此外，賽業(yè)生物還提供多種腸道疾病和其他腫瘤研究模型以及靶點人源化模型，以滿足研發(fā)人員在相關(guān)研究領(lǐng)域的實驗需求。
 

參考文獻：
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[3] National Center for Advancing Translational Sciences. (n.d.). Familial adenomatous polyposis. Retrieved May 10, 2024, from https://rarediseases.info.nih.gov/diseases/6408/familial-adenomatous-polyposis

[4] AGA GI Patient Center. (n.d.). Familial adenomatous polyposis (FAP) Archives. Retrieved May 10, 2024, from https://patient.gastro.org/tag/familial-adenomatous-polyposis-fap/

[5] Yang J, Wen Z, Li W, Sun X, Ma J, She X, Zhang H, Tu C, Wang G, Huang D, Shen X, Dong J, Zhang H. Immune Microenvironment: New Insight for Familial Adenomatous Polyposis. Front Oncol. 2021 Feb 8;11:570241. 

[6] McGowan KP, Delgado E, Keeley TM, Hibdon ES, Turgeon DK, Stoffel EM, Samuelson LC. Region-specific Wnt signaling responses promote gastric polyp formation in patients with familial adenomatous polyposis. JCI Insight. 2023 Nov 9;8(24):e174546.

[7] McCart AE, Vickaryous NK, Silver A. Apc mice: models, modifiers and mutants. Pathol Res Pract. 2008;204(7):479-90.

[8] Washington, K., Zemper, A.E.D. Apc-related models of intestinal neoplasia: a brief review for pathologists. Surg Exp Pathol 2, 11 (2019).

[9] Zhu L, Li X, Yuan Y, Dong C, Yang M. APC Promoter Methylation in Gastrointestinal Cancer. Front Oncol. 2021 Apr 23;11:653222.

[10] Yamada Y, Mori H. Multistep carcinogenesis of the colon in Apc(Min/+) mouse. Cancer Sci. 2007 Jan;98(1):6-10.