常見(jiàn)肝癌動(dòng)物模型介紹及詳解肝癌研究CDX模型

肝細(xì)胞癌（HCC）是肝癌中發(fā)病率最高的亞型，是一種發(fā)病率和死亡率都較高的異質(zhì)性惡性腫瘤。HCC在長(zhǎng)期肝病患者中的發(fā)病率較高，如由乙型肝炎病毒（HBV）或丙型肝炎病毒（HCV）感染引起的肝硬化。患有代謝綜合征或糖尿病的非酒精性脂肪性肝炎（NASH）患者也被認(rèn)為是HCC發(fā)病的高危人群。

HCC的發(fā)展過(guò)程與基因的調(diào)控、表達(dá)密切相關(guān)，但其發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明，對(duì)于晚期HCC也暫無(wú)有效的治療方法。肝癌小鼠模型能反映肝癌的生物學(xué)特性，模擬腫瘤在人體內(nèi)生長(zhǎng)、侵襲及轉(zhuǎn)移的過(guò)程，為臨床研究提供有力依據(jù)，因此，構(gòu)建合理有效的小鼠模型已成為了研究疾病發(fā)生發(fā)展及治療方式的重要手段。

常見(jiàn)的肝癌動(dòng)物模型
HCC小鼠模型包括誘導(dǎo)模型、基因編輯模型、移植模型等。其中，基因編輯小鼠和誘導(dǎo)肝癌小鼠可以探索肝癌發(fā)病機(jī)制及藥物篩選，但其肝臟中有多個(gè)分散的腫瘤部位，均勻性差，很難確定腫瘤的大小是受藥物還是小鼠本身的影響，不便于比較不同藥物的效果。因此，HCC移植小鼠是藥理實(shí)驗(yàn)更為常用的模型。
 

肝癌小鼠模型的分類、進(jìn)展與應(yīng)用^[1]
 

腫瘤移植模型

（1）皮下移植CDX模型
在異位移植中，皮下種植在背部或腋下是較常用的方法。由于腫瘤模型構(gòu)建時(shí)間短、檢測(cè)方便，已被用于抗肝癌治療的臨床前評(píng)估。該方法腫瘤形成率高，腫瘤周期短，易于控制腫瘤的大小和位置，個(gè)體差異小，對(duì)宿主的影響相似，容易客觀判斷療效，但不能模擬腫瘤微環(huán)境。

賽業(yè)生物已驗(yàn)證的皮下移植肝癌模型：HepG2, HUH-7, Hep3B, HepG2-luc, Hep3B-luc, SK-Hep-1, Hepa1-6（鼠源）

（2）原位移植CDX模型
與異位移植相比，原位移植可以進(jìn)一步反映腫瘤的真實(shí)情況，提高腫瘤模型的可靠性。在原位移植模型中可誘導(dǎo)轉(zhuǎn)移，表明腫瘤細(xì)胞和器官特異性因子可以相互作用，與肝癌的發(fā)生存在關(guān)聯(lián)；原位移植還可以模擬腫瘤的免疫微環(huán)境。因此，大多數(shù)基于異位模型的結(jié)果都需要通過(guò)原位移植模型來(lái)進(jìn)一步驗(yàn)證。原位生長(zhǎng)可以更好地模擬腫瘤細(xì)胞在體內(nèi)生長(zhǎng)的微環(huán)境，并且對(duì)藥物療效的預(yù)測(cè)更為準(zhǔn)確。

（3）PDX模型
患者來(lái)源的異種移植物（PDX）模型存在兩個(gè)問(wèn)題：①目前全球PDX的成功率都低于20%；②由于免疫缺陷鼠的T細(xì)胞免疫系統(tǒng)存在缺陷，該模型不適合免疫學(xué)研究。原位腫瘤容易形成單一腫瘤，但腫瘤團(tuán)塊的整體均勻性仍然較差，質(zhì)量控制方法不如異位，無(wú)法進(jìn)行熒光報(bào)告基因標(biāo)記，在原位肝移植模型中檢測(cè)腫瘤生長(zhǎng)和藥物反應(yīng)的方法不如異位肝移植模型容易。

• 化學(xué)誘導(dǎo)模型

化學(xué)藥物誘導(dǎo)建模非常穩(wěn)定，能很好地恢復(fù)小鼠肝癌真實(shí)狀態(tài)。在這些模型中，有三個(gè)過(guò)程模擬了腫瘤的發(fā)生，即損傷、硬化和腫瘤。引起肝癌的物質(zhì)主要可分為兩大類：基因毒性致癌物和非基因毒性致癌物。腫瘤的產(chǎn)生幾乎是通過(guò)誘導(dǎo)宿主細(xì)胞的某些關(guān)鍵病變而引起的，如控制細(xì)胞的增殖、凋亡和分化。

• 食物誘導(dǎo)模型

給予動(dòng)物高脂、高糖飼料喂養(yǎng)建立的脂肪肝模型，其主要發(fā)病機(jī)制是營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩，食物中脂類、膽固醇或糖類過(guò)量，無(wú)法完全吸收利用，脂類堆積于肝而引發(fā)脂肪肝，進(jìn)一步出現(xiàn)肝炎性改變及纖維化。賽業(yè)生物通過(guò)高脂高膽固醇高果糖飼料（GAN）喂養(yǎng)構(gòu)建的小鼠模型，可作為闡明非酒精性脂肪肝的病理生理機(jī)制以及新藥的開(kāi)發(fā)的動(dòng)物模型。

•  基因編輯模型

使用CRISPR/Cas9等技術(shù)構(gòu)建轉(zhuǎn)基因型或基因敲除動(dòng)物模型，其發(fā)病成功率高且穩(wěn)定，是較為常用的肝癌造模方案。MYC基因是一種原癌基因，其編碼的核蛋白在細(xì)胞周期進(jìn)程、細(xì)胞凋亡和細(xì)胞轉(zhuǎn)化中發(fā)揮重要作用。賽業(yè)生物構(gòu)建的Alb-Cre+/MYC+小鼠模型（產(chǎn)品編號(hào)：C001339），即可用于肝癌發(fā)生發(fā)展機(jī)制、藥物篩選及療效評(píng)價(jià)等相關(guān)研究。

常見(jiàn)的肝癌細(xì)胞株

• 細(xì)胞株HepG2

HepG2是一種肝母細(xì)胞瘤，呈上皮樣形態(tài)，典型染色體數(shù)目為55個(gè)，AFP陽(yáng)性，HBsAg陰性，是研究HBV和HCV常用的細(xì)胞系模型。其在形態(tài)和功能上都更接近人的肝組織，因此常用于藥物代謝和肝毒性研究。該細(xì)胞敲入熒光標(biāo)記基因，可為腫瘤治療提供新的技術(shù)支持。

• 細(xì)胞株HUH-7

該細(xì)胞株由男性肝癌組織標(biāo)本培養(yǎng)而得，AFP陽(yáng)性，高度分化，細(xì)胞呈上皮樣，貼壁生長(zhǎng)。對(duì)于HBV陰性而對(duì)丙型肝炎病毒（hepatitisC virus, HCV）具易感性，可用于HCV與肝癌的關(guān)聯(lián)性研究。除此之外，還可用于研究基因表達(dá)的調(diào)節(jié)機(jī)制、新陳代謝及VLDL分泌等。

• 細(xì)胞株Hep3B

Hep3B分離自8歲美國(guó)黑人男童的肝癌組織，細(xì)胞形態(tài)跟HepG2類似，呈上皮細(xì)胞形態(tài)，電鏡下觀察胞漿里面有很多粗大的黑顆粒，喜抱團(tuán)貼壁生長(zhǎng)；其在裸鼠中能致瘤，但基本不轉(zhuǎn)移。該細(xì)胞株HBV陽(yáng)性，整合了完整HBV基因組，可用于HBV感染后發(fā)展致癌相關(guān)研究。
 

基于重度免疫缺陷小鼠C-NKG構(gòu)建的CDX模型驗(yàn)證數(shù)據(jù)

小鼠肝癌細(xì)胞Hep G2皮下移植腫瘤及體重生長(zhǎng)曲線

細(xì)胞以皮下注射的形式接種到C-NKG、NOD-Scid小鼠體內(nèi)，并在不同的時(shí)間點(diǎn)測(cè)量成瘤體積。細(xì)胞接種量為（9-10）×10⁶/只，數(shù)據(jù)以Mean±SEM形式呈現(xiàn)。結(jié)果顯示Hep G2在C-NKG和NOD-Scid容易成瘤，體重會(huì)有下降，該模式是中度惡病質(zhì)模型。
 

小鼠肝癌細(xì)胞HUH-7皮下移植腫瘤及體重生長(zhǎng)曲線

將細(xì)胞以皮下注射的形式接種到C-NKG、NOD-Scid小鼠體內(nèi)，并在不同的時(shí)間點(diǎn)測(cè)量成瘤體積。細(xì)胞接種量為5×10⁶/只，數(shù)據(jù)以Mean±SEM形式呈現(xiàn)。結(jié)果顯示HUH-7在C-NKG和NOD-Scid容易成瘤。
 

將細(xì)胞以皮下注射的形式接種到C-NKG小鼠體內(nèi)，并在不同的時(shí)間點(diǎn)測(cè)量成瘤體積。細(xì)胞接種量為5×10⁶/只，數(shù)據(jù)以Mean±SEM形式呈現(xiàn)。結(jié)果顯示Hep3B在C-NKG容易成瘤。
 

構(gòu)建小鼠肝癌細(xì)胞Hep G2肝原位移植腫瘤模型（圖中分別為：Hep G2肝原位模型中Day8天的熒光效應(yīng)圖；在C-NKG小鼠肝原位注射1×10⁶ Hep G2細(xì)胞，不同時(shí)期監(jiān)測(cè)活體熒光值；Hep G2肝原位模型Day17天的PET檢測(cè)成像圖）

參考文獻(xiàn)：
[1]Liu, Sha., Huang, Fang., Ru, Guoqing., Wang, Yigang.,  and Zhang, Bixiang.. "Mouse Models of Hepatocellular Carcinoma: Classification, Advancement, and Application." Frontiers in oncology.