胃癌动物模型

时间:2020-12-03浏览次数:3338

胃癌(gastric carcinoma)是指原发于胃的上皮源性恶性肿瘤。全球每年新发胃癌病例约120万,中国约占其中的40%。胃癌的发生由多种因素共同造成,其中最常见的病因包括幽门螺杆菌(Hp)感染,癌前病变、遗传因素、环境和饮食因素等。胃癌的病理类型主要是腺癌,也有鳞状细胞癌、腺鳞癌、类癌、小细胞癌等。按组织结构不同,腺癌还可分为乳头状癌、管状腺癌、低分化腺癌、黏液腺癌和印戒细胞癌。


胃癌动物模型是研究胃癌发病机制、药物筛选及治疗策略的重要工具。不同造模方法模拟了胃癌的异质性,涉及不同的分子机制和临床转化方向。以下是主要模型的详细阐述:


1. 化学诱导模型

方法:
通过口服或腹腔注射化学致癌剂(如MNNG、MNU)或联合幽门螺杆菌(Hp)感染,诱导胃黏膜逐步癌变。

MNNG(N-甲基-N'-硝基-N-亚硝基胍):溶于饮用水(50–100 μg/mL)自由摄入,持续6–12个月。

MNU(N-甲基亚硝基脲):周期性灌胃(每周2次,每次20 mg/kg),持续20周。

Hp联合模型:先感染Hp(如SS1菌株),再暴露于MNNG,加速癌变。

机制通路与关键蛋白:

DNA烷基化损伤:MNNG/MNU诱导DNA加合物,激活癌基因(如Ras)或失活抑癌基因(如p53)。

炎症-癌变通路:NF-κB活化促进IL-6、TNF-α释放,导致慢性炎症;COX-2/PGE2通路驱动细胞增殖。

Wnt/β-catenin通路:β-catenin核积累促进EMT(E-cadherin丢失)。

PI3K/AKT/mTOR通路:AKT磷酸化抑制凋亡,促进生存。

相关临床研究:

抗氧化剂(维生素C/E)在MNNG模型中被验证可减少氧化损伤,对应临床试验(NCT03334409)评估其预防效果。

COX-2抑制剂(塞来昔布)在Hp相关模型中抑制肿瘤生长,临床研究显示可降低胃癌风险(Meta分析,PMID 25665857)。


2. 基因工程模型

方法:
通过转基因或基因编辑技术(如CRISPR)构建特定基因突变小鼠。

K19-C2mE小鼠:过表达COX-2(环氧化酶-2)和mPGE2合成酶,自发形成胃腺癌。

p53敲除小鼠:联合MNNG暴露加速胃癌发生。

Cdh1(E-cadherin)条件性敲除:模拟遗传性弥漫型胃癌。

机制通路与关键蛋白:

COX-2/PGE2通路:PGE2通过EP受体激活EGFR/MAPK信号,促进增殖。

EMT通路:E-cadherin缺失导致β-catenin入核,诱导转移表型。

TP53突变:p53失活导致基因组不稳定,抑制凋亡。

相关临床研究:

阿司匹林(COX抑制剂)在K19-C2mE模型中减少肿瘤负荷,对应ASPREE试验(NCT01038583)显示其降低消化道癌症死亡率。

抗EGFR疗法(西妥昔单抗)在p53突变模型中有效,临床研究(NCT01401166)评估其在胃癌中的疗效。


3. 异种移植模型(CDX/PDX)

方法:
将胃癌细胞系(如MKN45、AGS)或患者来源肿瘤组织(PDX)移植至免疫缺陷小鼠(NOD/SCID或NSG)。

皮下移植:简单但缺乏微环境交互。

原位移植:将细胞注入胃壁(内镜或手术),模拟转移。

机制通路与关键蛋白:

血管生成:VEGF高表达促进肿瘤血管生成。

侵袭转移:MMP-2/9介导基底膜降解,Snail/Twist调控EMT。

免疫逃逸:PD-L1表达抑制T细胞活性。

相关临床研究:

抗VEGF药物(贝伐珠单抗)在PDX模型中抑制生长,对应AVAGAST试验(NCT00548548)显示其延长生存期。

PD-1抑制剂(纳武利尤单抗)在PDX模型中有效,对应ATTRACTION-2试验(NCT02267343)证实其临床获益。


4. 原位诱导模型(手术/内镜辅助)

方法:
通过手术或内镜在胃内直接诱导肿瘤。

MNNG局部注射:胃黏膜下注射高浓度MNNG,加速癌变。

电灼/激光损伤:联合致癌剂促进局部癌变。

机制通路与关键蛋白:

损伤修复异常:TGF-β/Smad通路激活导致纤维化及癌变。

ROS累积:NOX4介导氧化应激,诱导DNA损伤。


5. 自发模型

Mastomys natalensis(非洲多乳鼠):

自然发生胃类癌,机制与胃泌素过表达相关。

临床转化:质子泵抑制剂(PPI)在模型中减少胃泌素分泌,临床研究提示长期PPI使用或增加胃癌风险(PMID 29573711)。


模型对比与选择建议

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胃癌动物模型的选择需结合研究目的(机制探索 vs. 药物筛选)、时间成本及技术条件。化学诱导模型适合长期致癌机制研究,基因工程模型适用于靶向通路验证,而PDX模型在转化医学中更具临床预测价值。未来趋势包括人源化免疫模型(免疫检查点研究)和多基因编辑模型(模拟胃癌异质性)。


需确认的信息
1. 模型种属(大鼠还是小鼠或是其他种属)
2. 动物体重有无要求,年龄有无要求
3. 雌雄有无要求
4. 模型构建具体方案
5. 取材要求(采血、取组织样本)