肿瘤动物模型的构建——乳腺癌篇

Original 2017-07-07 贺源邦耀实验室

导读

乳腺癌是发生在乳腺上皮组织的恶性肿瘤。最新数据统计，近10年中国乳腺癌新发病率，一直逐年递增，严重威胁着女性身心健康。乳腺癌动物模型能够模拟出人体乳腺癌的病程发生发展，在研究乳腺癌发病机制和临床治疗中十分重要。本期我们根据多年的实战经验，为大家倾囊相授乳腺癌研究中那些最实用的动物模型。

在中国近10年乳腺癌在女性中的发病率[1]

首先，让我们先了解一下乳腺癌分型和乳腺癌细胞的分类

不同分子分型的乳腺癌细胞根据其靶点的表达量对应不同类型的乳腺癌研究，我们需要根据实验研究目的选择正确的细胞株进行动物实验。如需研究三阴性乳腺癌的生长和转移，常选择基底样的人源细胞株MDA-MB-231或者鼠源细胞株4T1。

乳腺癌分型：

临床上，乳腺癌根据分子分型：ER（雌激素受体）、PR（孕激素受体）和HER-2（人类表皮生长因子受体2），可将乳腺癌划分为以下四大类：

进一步，根据这些靶点又分了多种细胞株，如下表我们列举了研究中常用到的细胞株：

了解到上述乳腺癌分型，那研究中的乳腺癌动物模型有哪些呢？

乳腺癌动物模型根据肿瘤发生原理，主要分为四种：

1. 自发型乳腺癌动物模型（很少使用）

实验动物未经任何有意识的人工处理，自然发生乳腺癌。多采用近交系小鼠，如C3H、SHN小鼠，生长到一定年龄便自然发生乳腺癌肿瘤。此动物模型更贴近人类肿瘤的发展，但构建时间长，误差大，一般不建议使用等。

2. 诱发型乳腺癌动物模型（较少使用）

使用化学物质、物理、生物因素通过经口、涂抹、注射等方法应用实验动物，使之发生乳腺癌。常见化学诱导方式是以二甲基苯蒽（DMBA）和甲基亚硝酸基脲（MNU）为诱导剂诱发乳腺癌。

这种方法诱发成瘤率较高，但诱癌过程较长，个体差异较大，不易同时获得病程或者肿瘤大小均一的动物模型，不利于应用于抗肿瘤药物的筛选研究。

以DMBA诱导大鼠乳腺癌模型为例：

取7周龄的健康雌性SD，根据体重将80mg/kg DMBA稀释在0.5ml玉米油中，灌胃一次，12周后，可建立乳腺癌病变动物模型[2]。

3. 移植型乳腺癌动物模型（最常用，易构建）

定义：将人体或者其它种属的动物肿瘤组织或者细胞移植到免疫缺陷动物身上使其生长成肿瘤的动物模型。

优点：41 36460 41 14942 0 0 1259 0 0:00:28 0:00:11 0:00:17 2743 41 36460 41 14942 0 0 1161 0 0:00:31 0:00:12 0:00:19 2744 41 36460 41 14942 0 0 1077 0 0:00:33 0:00:13 0:00:20 2950 41 36460 41 14942 0 0 1038 0 0:00:35 0:00:14 0:00:21 3264pan>周期短，成本低，个体差异小，无自发缓解，成瘤率高等，目前实验室应用最多。

分类：

根据移植对象可分为肿瘤组织接种、组织块悬液注射、细胞悬液注射；
根据移植物来源可分为同种移植和异种移植，其中异种移植需移植于免疫缺陷小鼠中，常用的是T细胞免疫功能缺陷的裸鼠或者T、B细胞免疫功能严重缺陷的严重联合免疫缺陷(SCID)小鼠；
根据移植部位可分为原位移植和异位移植，其中异位移植按照实验目的不同，可分为皮下移植、检测肺转移的尾静脉注射、检测骨和脑转移的左心室注射等，具体细节参照前文。

详细移植步骤可以参考下面高清视频，配套详细字幕注解：（包括皮下注射、原位注射、尾静脉和左心室注射四种实验技巧）

https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=i0522vo8wbi&width=500&height=375&auto=0

温馨提示：请在Wi-Fi下观看，土豪随意

4. 转基因型乳腺癌动物模型（根据研究需要选择）

定义：主要是利用基因编辑技术如CRISPR/Cas9进行敲除或插入特定基因，从而诱发动物产生肿瘤的模型。此模型具有稳定的高发病率，便于观察，已成为研究乳腺癌发病机理的良好的动物模型。

目前研究较多的是乳腺特异的启动子，如在鼠乳腺肿瘤病毒长末端重复启动子（MMTV-LTR）的作用下表达癌基因。

MMTV是导致小鼠乳腺肿瘤的重要病毒，而是利用其病毒组织特异启动子及增强子功能非（致癌特性），介导癌基因ERBB2、PyMT、Wnt-1在小鼠乳腺高表达而发生乳腺癌。除外常用的有：抑癌基因Tp53敲除小鼠、乳腺癌抑制基因(BRCA)敲除小鼠等。

以MMTV-PyMT转基因乳腺癌模型为例，乳腺癌相关转录因子Runx1随着病程发展而表达上升[3]。

肿瘤动物模型是我们机制研究和新药研发中必不可少的工具，本文结合我们的实战经验，为大家综述了在乳腺癌研究中最常用的动物模型。相信对于肿瘤研究的你应该是非常受用吧，邦耀实验室助力解决你的各种实验难题，希望做科研的你能学以致用，早日发表高分文章！

参考文献：

[1] Chen W, Zheng R, Baade P D, et al. Cancer statistics in China, 2015.[J]. CA: A Cancer Journal for Clinicians, 2016, 66(2): 115-132.

[2] Kalyani Chowdary Karnama, Maheswara Ellutlaa, et al. Preventive effect of berberine against DMBA-induced breast cancer in female Sprague Dawley rats. [J]. Biomedicine & Pharmacotherapy 92 (2017) 207–214.

[3] Browne G, Taipaleenmaki H, Bishop N, et al. Runx1 is associated with breast cancer progression in MMTV‐PyMT transgenic mice and its depletion in vitro inhibits migration and invasion[J]. Journal of Cellular Physiology, 2015, 230(10): 2522-2532.

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1.6 常见小鼠实验操作技能（小鼠的抓取与固定、给药方式等）

1.7 尾静脉注射实验技巧

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2. 模式动物系列（二）基因编辑鼠

（一）基因编辑鼠的构建流程