裸鼠腹水瘤

时间:2020-12-31浏览次数:3325

目前临床所用的抗肿瘤药中,大多数是经动物移植性肿瘤试验筛选而发现的。应用动物移植性肿瘤筛选药物的优点是:使一群动物同时接种同样量的瘤细胞,生长速率比较一致,个体差异较小,接种成活率近100%,对宿主的影响相类似,易于客观判断疗效,可在同种或同品系动物中连续移植,长期保留供试验用,试验周期一般均较短,试验条件易于控制等。因此目前抗肿瘤药筛选大多数采用动物移植瘤作为筛选模型。


实验中常用腹水瘤和实体瘤两种方式进行移植。对于会产生腹水的肿瘤,可将其一定数量的细胞注入受体动物腹腔形成腹水瘤或产生腹水。实体瘤移植也是在无菌条件下,把实体瘤切成2~3mm小块,植于受体动物皮下。


一、造模方法

裸鼠腹水瘤模型的核心是通过移植肿瘤细胞或组织至腹腔,模拟人类恶性肿瘤(如卵巢癌、肝癌、胃癌)的腹水生成和转移过程。常用造模方法包括:

1. 细胞悬液注射法

  • 步骤:
    选择高侵袭性肿瘤细胞系(如人卵巢癌细胞SKOV3、肝癌H22、胃癌SGC-7901),制备单细胞悬液(浓度通常为1×10⁶~1×10⁷ cells/mL),注射0.1~0.2 mL至裸鼠腹腔(4-6周龄,BALB/c nude鼠最常用)。

  • 特点:
    操作简单、成瘤率高(7-14天腹水明显),适用于药物敏感性和腹水生成机制研究。

  • 关键点:
    细胞活力需>95%,注射体积需精准以避免腹膜刺激。

2. 组织块移植法

  • 步骤:
    将实体瘤组织切割为1-2 mm³小块,通过腹腔手术植入裸鼠大网膜或腹膜表面。

  • 特点:
    模拟肿瘤微环境更真实,但操作复杂,成瘤周期较长(3-4周)。适用于研究肿瘤间质相互作用。

3. 基因编辑模型

  • 方法:
    利用CRISPR/Cas9或慢病毒载体在肿瘤细胞中敲入/敲除特定基因(如VEGF、EGFR),再注射至裸鼠腹腔。

  • 应用:
    研究特定基因对腹水形成的调控作用,例如敲低VEGF可显著减少腹水体积。

4. 人源化PDX模型

  • 步骤:
    将患者来源的肿瘤组织(PDX)移植至免疫缺陷鼠,待形成实体瘤后取腹水传代。

  • 优势:
    保留原发肿瘤异质性,适用于个体化治疗研究。


二、机制通路与关键蛋白

腹水形成涉及肿瘤细胞增殖、血管生成、淋巴管阻塞及炎症反应,以下为核心通路及蛋白:

1. 血管生成与通透性调控

  • VEGF/VEGFR通路:
    VEGF(血管内皮生长因子)通过结合VEGFR-2,激活PI3K/AKT和MAPK通路,促进血管内皮细胞增殖及血管通透性增加,导致血浆蛋白渗入腹腔形成腹水。
    关键蛋白:VEGF-A、VEGFR-2、HIF-1α(缺氧诱导因子)。

  • 临床关联:贝伐珠单抗(抗VEGF单抗)已用于治疗卵巢癌腹水(NCT03019510)。

2. 肿瘤细胞侵袭转移

  • MMPs/EMT通路:
    肿瘤细胞通过上皮-间质转化(EMT)获得迁移能力,MMP-2/9降解细胞外基质(ECM),促进腹膜播散。
    关键蛋白:MMP-2/9、E-cadherin(下调)、N-cadherin(上调)。

  • 临床关联:MMP抑制剂(如Marimastat)在临床试验中显示抑制腹水生成潜力。

3. 炎症与免疫逃逸

  • IL-6/STAT3通路:
    肿瘤细胞分泌IL-6激活STAT3,促进自身增殖并抑制免疫细胞(如T细胞)浸润。
    关键蛋白:IL-6、STAT3、PD-L1(免疫检查点)。

  • 临床关联:托珠单抗(抗IL-6R)联合化疗正在评估中(NCT04524871)。

4. 淋巴管阻塞与压力失衡

  • LYVE-1/Podoplanin通路:
    肿瘤阻塞腹膜淋巴管(标记物LYVE-1、Podoplanin),导致淋巴回流障碍,腹水积聚。
    关键蛋白:LYVE-1、Podoplanin(淋巴管内皮标志物)。


三、相关临床研究

1. 靶向VEGF的药物

  • 贝伐珠单抗:III期临床试验(GOG-0218)显示其联合化疗可延长卵巢癌患者无进展生存期,并减少腹水复发。

2. EGFR抑制剂

  • 厄洛替尼:在胃癌腹水模型中抑制EGFR磷酸化,临床试验(NCT01732276)显示可降低腹水生成率。

3. 免疫检查点抑制剂

  • 帕博利珠单抗(抗PD-1):针对腹膜转移性胃癌的II期试验(NCT02901301)显示部分患者腹水消退。


四、模型评价与局限性

  • 优势:
    快速模拟腹水病理过程,适用于药效评价(如腹水量、生存期)及机制研究。

  • 局限性:
    裸鼠缺乏完整免疫系统,无法完全模拟人体免疫微环境;部分细胞系(如H22)为鼠源性,与人肿瘤存在差异。


裸鼠腹水瘤模型通过不同造模方法模拟肿瘤腹水形成的多环节机制,核心通路涉及VEGF、MMPs、IL-6等靶点,其研究成果已推动抗血管生成药物和免疫治疗的临床应用。未来趋势包括开发人源化模型及多组学分析(如单细胞测序)以揭示腹水异质性。