常見(jiàn)肺癌動(dòng)物模型盤點(diǎn)及肺癌臨床前研究應(yīng)用案例介紹

肺癌是全球腫瘤發(fā)病率和死亡率最高的癌種，主要分為非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）和小細(xì)胞肺癌（SCLC），非小細(xì)胞肺癌約占85%。小細(xì)胞肺癌和非小細(xì)胞肺癌的增殖和擴(kuò)增情況完全不同，治療上的措施也是不同的。

小細(xì)胞肺癌在顯微鏡下可觀察到非常小的細(xì)胞，細(xì)胞形狀表現(xiàn)為紡錘形或多邊形。非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）包含腺癌、鱗狀細(xì)胞癌和大細(xì)胞癌，它們被歸為一類主要是因?yàn)槠渖�長(zhǎng)模式相似，治療措施也有類似之處，但這三種非小細(xì)胞肺癌在顯微鏡下的細(xì)胞形態(tài)明顯不同。

構(gòu)建精準(zhǔn)模擬病理過(guò)程的動(dòng)物模型，能更好地還原人類肺癌病因、發(fā)病機(jī)制等，在研究腫瘤演變、藥物開(kāi)發(fā)、比對(duì)療效及耐藥性等方面具有重要意義。為此，我們圍繞腫瘤移植模型、自發(fā)腫瘤等類型展開(kāi)，并結(jié)合具體的應(yīng)用案例向大家展示如何借助動(dòng)物模型開(kāi)展肺癌的臨床前研究。

常見(jiàn)的肺癌動(dòng)物模型

腫瘤移植模型

賽業(yè)生物已建立肺癌、乳腺癌、肝癌等多種有效的腫瘤移植模型：①成功移植的人源細(xì)胞系超200種，所用的受體為C-NKG（重度免疫缺陷小鼠）、NOD-Scid、BALB/c nude（裸鼠）等免疫缺陷小鼠；②同源腫瘤移植所用的受體則通常為C57BL/6或BALB/c等野生小鼠。

（1）皮下成瘤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，已被用于抗肺癌治療的臨床前評(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)生物肺癌細(xì)胞系皮下移植模型（精選）

（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，與肺癌的發(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。
 

賽業(yè)生物肺癌細(xì)胞系原位移植模型（精選）

（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)的方法不如異位移植模型容易。
 

自發(fā)模型

自發(fā)性腫瘤是指實(shí)驗(yàn)動(dòng)物未經(jīng)人工處理、在自然狀況下發(fā)生的腫瘤，其發(fā)生、發(fā)展與人類腫瘤類似，沒(méi)有人為因素的干擾，則更接近于人體腫瘤的真實(shí)狀態(tài)。然而，自發(fā)性肺癌動(dòng)物模型較少見(jiàn)，發(fā)病率也不高，故很難在短時(shí)間內(nèi)獲得滿足條件、足夠數(shù)量的動(dòng)物模型；且觀察時(shí)間可能較長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)耗費(fèi)較大，因此在研究中很少使用。
 

化學(xué)誘導(dǎo)模型

化學(xué)誘發(fā)性腫瘤動(dòng)物模型是在實(shí)驗(yàn)條件下，人為地運(yùn)用各種致癌因素，通過(guò)口服、注入、埋藏和涂抹等方式誘發(fā)動(dòng)物發(fā)生腫瘤。其制作方法相對(duì)簡(jiǎn)單，重復(fù)性好，可以在較短時(shí)間內(nèi)大量復(fù)制，而且基本模擬癌變的過(guò)程，因此在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用較廣。
 

賽業(yè)生物肺癌腫瘤移植模型驗(yàn)證數(shù)據(jù)

1.基于C-NKG重度免疫缺陷小鼠的皮下CDX模型構(gòu)建

圖1 肺癌細(xì)胞NCI-H1703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和BALB/c nude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/只和1×10⁷/只，數(shù)據(jù)以Mean±SEM形式呈現(xiàn)。結(jié)果顯示NCI-H1703在C-NKG和BALB/c nude容易成瘤，體重有下降，該模式是重度惡病質(zhì)模型。

圖2 肺癌細(xì)胞NCI-H23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和BALB/c nude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1×10⁶/只和5×10⁶/只，數(shù)據(jù)以Mean±SEM形式呈現(xiàn)。結(jié)果顯示NCI-H23在C-NKG和BALB/c nude容易成瘤。
 

圖3 肺癌細(xì)胞NCI-H441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和BALB/c nude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/只和1×10⁶/只，數(shù)據(jù)以Mean±SEM形式呈現(xiàn)。結(jié)果顯示NCI-H441在C-NKG和BALB/c nude容易成瘤。

2.基于LUC熒光報(bào)告基因細(xì)胞的小鼠原位或者轉(zhuǎn)移瘤CDX模型構(gòu)建

圖4 小鼠肺癌細(xì)胞NCI-H441-luc肺原位移植腫瘤活體熒光成像、熒光值變化和小鼠生存曲線

結(jié)果顯示NCI-H441-luc在C-NKG上容易成瘤，小鼠生存周期較長(zhǎng)，腫瘤組織在腹腔內(nèi)肝臟上轉(zhuǎn)移，增殖一定時(shí)間（D70）后腫瘤組織內(nèi)部有鈣化，相應(yīng)的小鼠熒光信號(hào)變?nèi)酢?/span>