胰腺癌动物模型

胰腺癌是一种恶性程度高、预后极差的肿瘤。胰腺癌发病隐匿，很难早期诊断，并且易发生肝脏转移、腹膜播散或者局部复发以及对化疗药物不敏感等特性。以前的胰腺癌模型多是采用裸鼠建模，但在肿瘤研究方面，由于裸鼠没有正常的免疫系统，缺乏胸腺，不具备T细胞免疫，故对异种移植不产生排斥反应，由于缺乏免疫功能，使得裸鼠胰腺癌发病机制与人不同，而地鼠在形态学及免疫学等方面与人较为相似。其主要表现的特点是潜伏期短、生长迅速、转移早且转移率高，同时还保持了胰腺癌的生理和解剖特性。因此，地鼠胰腺癌原位移植模型是体内研究人胰腺癌的理想模型。

胰腺癌是一种高度侵袭性恶性肿瘤，临床前研究依赖动物模型探索其发生机制和药物疗效。以下是常见胰腺癌动物模型的造模方法、机制通路、关键蛋白及对应临床研究的详细阐述：

1. 基因工程模型（Genetically Engineered Mouse Models, GEMMs）

造模方法

Kras突变模型：通过Cre-LoxP系统在胰腺特异性启动子（如Pdx1或Ptf1a）控制下，诱导胰腺上皮细胞中Kras基因（如KrasG12D）突变。

联合突变模型：叠加其他基因突变（如Trp53、Smad4或Cdkn2a缺失），模拟胰腺癌进展（如KPC模型：KrasG12D; Trp53R172H; Pdx1-Cre）。

诱导型模型：使用四环素/doxycycline调控系统，时空可控地激活致癌基因。

机制通路

MAPK/ERK通路：Kras突变持续激活下游Raf-MEK-ERK信号，促进细胞增殖和存活。

PI3K/AKT/mTOR通路：Kras间接激活PI3K，驱动代谢重编程和抗凋亡。

TGF-β/SMAD通路：Smad4缺失导致TGF-β信号失活，促进上皮间质转化（EMT）。

p53通路：Trp53突变导致基因组不稳定性和耐药性。

关键蛋白

KRAS（G12D突变体）、p53（突变型）、SMAD4、Cyclin D1、MMP2/9。

临床研究关联

KRAS抑制剂：如Sotorasib（AMG510）在KRASG12C突变患者中的试验（NCT03600883）。

MEK抑制剂：Trametinib联合化疗的临床试验（NCT02395016）。

免疫治疗耐药机制研究：基于KPC模型发现肿瘤微环境（TME）中免疫抑制细胞（如MDSCs、TAMs）的富集。

模型评价

优点：自发成瘤，模拟人类胰腺癌病理进展（PanIN→PDAC）；TME完整。

缺点：成本高、周期长（6-12个月成瘤），操作复杂。

2. 异种移植模型（Xenograft Models）

造模方法

皮下移植：将人胰腺癌细胞系（如PANC-1、MIA PaCa-2）注射到免疫缺陷小鼠（如裸鼠、NSG）皮下。

原位移植：开腹或超声引导下将细胞/组织块植入胰腺内，模拟原位微环境。

患者来源异种移植（PDX）：将患者肿瘤组织直接移植至小鼠胰腺，保留肿瘤异质性。

机制通路

血管生成通路：VEGF/VEGFR信号促进肿瘤血管化。

Hedgehog通路：Shh过表达驱动间质纤维化。

Wnt/β-catenin通路：β-catenin核易位促进细胞干性。

关键蛋白

VEGF、HIF-1α（缺氧诱导）、SMO（Hedgehog通路）、β-catenin。

临床研究关联

抗血管生成药物：贝伐珠单抗（VEGF抗体）在PDX模型中的疗效验证（NCT00088894）。

Hedgehog抑制剂：Vismodegib在联合化疗中的临床试验（NCT01064622）。

PDX指导个体化治疗：通过PDX筛选患者敏感药物（如FOLFIRINOX vs. 吉西他滨）。

模型评价

优点：操作简单、周期短（2-4周成瘤）；PDX保留患者肿瘤异质性。

缺点：缺乏免疫微环境（需人源化小鼠）；皮下模型无法模拟原位侵袭。

3. 化学诱导模型

造模方法

致癌剂注射：向叙利亚仓鼠或大鼠胰腺内注射二甲基苯并蒽（DMBA）或N-亚硝基双(2-氧丙基)胺（BOP）。

饮食诱导：高脂饮食联合致癌剂加速胰腺损伤。

机制通路

DNA损伤修复缺陷：DMBA代谢产物与DNA形成加合物，激活p53依赖的凋亡逃逸。

氧化应激：ROS积累激活NF-κB和STAT3通路，促进炎症和癌变。

Kras自发突变：长期炎症导致继发性Kras突变。

关键蛋白

COX-2（炎症介质）、STAT3、NF-κB、8-OHdG（氧化损伤标志）。

临床研究关联

COX-2抑制剂：塞来昔布在预防胰腺癌中的研究（NCT00005845）。

抗氧化剂：维生素E联合化疗的试验（NCT01019382）。

模型评价

优点：模拟环境致癌因素，适用于预防性研究。

缺点：成瘤率低（20-30%），种属限制（仓鼠为主）。

4. 细胞系来源的异种移植模型（CDX）

造模方法

稳定转染荧光素酶：构建Luc标记的细胞系（如AsPC-1-Luc），通过活体成像监测肿瘤生长。

基因编辑：CRISPR敲除靶基因（如CDKN2A）后移植。

机制通路

增殖信号通路：EGFR/MAPK通路过激活。

凋亡抑制：BCL-2家族蛋白过表达。

关键蛋白

EGFR、BCL-2、Survivin。

临床研究关联

EGFR抑制剂：厄洛替尼联合吉西他滨的III期试验（NCT00112632）。

BCL-2抑制剂：Venetoclax在胰腺癌中的探索性研究（NCT03366298）。

模型评价

优点：适用于高通量药物筛选；荧光成像便于定量。

缺点：细胞系长期传代导致遗传漂变，缺乏间质成分。

5. 胰腺癌干细胞模型

造模方法

干细胞分选：通过表面标志（CD44+/CD24+/ESA+）或ALDH活性分选肿瘤干细胞（CSCs）。

球体培养：无血清悬浮培养富集CSCs后移植。

机制通路

Wnt/β-catenin通路：维持干细胞自我更新。

Notch通路：调控CSCs分化与耐药。

Hippo通路：YAP/TAZ激活促进干性。

关键蛋白

CD44、ALDH1A1、NANOG、OCT4。

临床研究关联

CSCs靶向治疗：抗CD44抗体（RG7356）的I期试验（NCT01358903）。

Notch抑制剂：Demcizumab（抗DLL4抗体）的II期研究（NCT02289898）。

模型评价

优点：研究肿瘤复发和耐药机制。

缺点：干细胞分选技术复杂，体内成瘤效率低。

模型选择与临床转化

机制研究：优先选择GEMMs（如KPC模型）或PDX。

药物筛选：CDX或PDX联合活体成像。

免疫治疗：人源化小鼠（如hCD34+ NSG）移植PDX。

临床前到临床：PDX模型可预测患者分层，如奥拉帕利（PARPi）在BRCA突变PDX中的响应（NCT02184195）。

通过多模型联合应用（如GEMMs+PDX），可全面解析胰腺癌的分子机制并加速靶向治疗开发。

目前已有大量的胰腺癌动物模型，但大都是裸鼠模型，由于裸鼠是免疫缺陷动物，其发病机制也和人不同，所以，利用地鼠建立胰腺癌动物原位模型是研究胰腺癌生物特性及对胰腺癌药物筛选的有效工具。

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）