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如何正确地选择肿瘤动物模型?(一)

2021.4.19


在中国,现在每天约有7710例患者死于癌症,每分钟大概6人死于癌症, 因此,癌症的研究无疑成为生物医学的重中之重,动物模型在肿瘤发生发展及药物研发上扮演着至关重要角色。那么面对不同的肿瘤模型,究竟怎样的动物模型才可以准确反映人类肿瘤发展情况呢?这就是我们本期内容,告诉大家什么样的肿瘤动物模型才是你真正想要的。 首先我们要明白,最大的问题不是如何去建立模型,而是建立什么样的模型。因为不同的模型会导致实验结果有较大出入,肿瘤学研究工作者应当熟悉该领域已有的研究成果,查阅全面资料后,才能为自己的课题选到合适的实验动物肿瘤模型。 第一步,需要明确你的实验目的 根据设定的实验目标来选择最合适的动物模型,才能得到科学的结论和理想的结果。肿瘤动物模型的应用一般分为:肿瘤发生发展机制研究、抗肿瘤药物筛选、免疫疗法相关研究等。 第二步,了解已有的各类常见肿瘤模型分类及特点 肿瘤动物模型一般分为:①CDTX(肿瘤细胞系移植模型)②PDTX(人源肿瘤组织异种移植模型)③诱发性肿瘤动物模型 ④基因修饰肿瘤模型 ⑤自发性肿瘤动物模型; 每个模型介绍详情可点击往期文章(3.4肿瘤动物模型介绍)。 第三步,进一步细化到模型的每一个不定因素 主要包括以下几个不确定因素: (1)细胞系的选择 根据研究的肿瘤类型以及基因型选取相应的肿瘤细胞系,用于荷瘤的细胞要保证较好的生长状态,无污染,处于对数生长期。不同肿瘤细胞系的成瘤率不同,结合自身选取成瘤率高的细胞系进行实验。如乳腺癌细胞有几十种,根据来源有鼠源和人源的,根据分型有三阴性与非三阴性的,如果要更贴近人类三阴性乳腺癌的研究,一般会选择易荷瘤的MDA-MB-231细胞。 (2)小鼠品系的选择 肿瘤细胞系移植模型分为两种:将人的肿瘤细胞系或肿瘤组织移植到小鼠体内和将小鼠的肿瘤细胞移植到小鼠体内,前者为异种移植因此必须选择具有免疫缺陷的小鼠 (如:nude,NOD/scid,NSG),后者为同种移植,因此选择与肿瘤细胞系来源一致的小鼠(C57BL/6品系来源的黑色素瘤细胞系B16F10以及路易斯肺癌细胞系LLC就要选择C57BL/6品系的小鼠)。 (3)小鼠的周龄、体重、性别 通常为6-8周,18-22g(部分模型会有差别),保证个体间差异较小;通常雌雄均可,但是根据研究的肿瘤类型及肿瘤细胞系选择(乳腺癌等要选择雌性,前列腺癌等要选择雄性) (4)接种位置的选择 如CDTX主要包括皮下荷瘤、各种转移模型荷瘤(尾静脉、左心室注射)、原位荷瘤等。不同位置说明的情况不同,如单独研究生长可以选择简单的皮下荷瘤。具体介绍看往期(3.5 肿瘤模型之生长、转移及复发模型) 最后,结合实验目的和模型特点两者去选择最终模型 如CDTX接种成瘤率高、实验周期短,常用于药物研发;而自发肿瘤模型诱导时间长,肿瘤出现时间、部位及大小等不均一,因此很少用于药物研发。 下面以实验目的为基础举几个实例,大家会有更直观的理解: 一、基于抗肿瘤药物筛选为目的,一般选择CDTX、PDTX等。 a.肿瘤细胞系移植模型(CDTX model, cell-line-derived tumor xenograft) 主要包括皮下荷瘤、各种转移模型荷瘤、原位荷瘤等。 ①皮下荷瘤模型主要用于抑制肿瘤生长(细胞增殖)的药物的筛选检测; ②各种转移模型(包括左心室注射、尾静脉注射)主要用于抑制肿瘤转移的药物的筛选检测; ③原位模型由于是将肿瘤细胞移植到小鼠的相应器官,肿瘤易发生转移(如肺癌、乳腺癌等),因此原位模型既可用于抑制肿瘤生长又可用于抑制肿瘤转移的药物的筛选与检测。 举例:人源肺癌细胞A549的裸鼠原位荷瘤模型 如图1,该模型与皮下荷瘤模型相比,原位生长能更好的模拟肿瘤细胞在体内生长的微环境,更准确的预测药物疗效。A549原位生长模型较于皮下荷瘤模型发展更快,2-3周便发生转移,生存时间明显短于皮下荷瘤模型,因此便于绘制生长曲线(又称Kaplan-Meier曲线),通过生存曲线可以对抗肿瘤效果有更直观的了解。
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