前言
乳腺癌(breast carcinoma)居我國女性惡性腫瘤發(fā)病率首位,是嚴重威脅女性健康的惡性腫瘤。隨著乳腺癌相關(guān)研究的不斷進展,作為臨床前體內(nèi)研究的基礎(chǔ),乳腺癌動物模型的建立也在不斷進步。乳腺癌實驗動物模型可分為自發(fā)性、誘發(fā)性、移植性、轉(zhuǎn)基因或基因敲除型及乳腺癌遠處轉(zhuǎn)移型等5大類,這些動物模型為臨床試驗設(shè)計提供大量的客觀可靠的數(shù)據(jù)。
部分造模方法
使用動物:小鼠
【造模機制】:
利用將致癌基因高表達的轉(zhuǎn)基因技術(shù)或者抑癌基因敲除技術(shù)建立的乳腺癌動物模型,目前研究較多的轉(zhuǎn)基因小鼠模型有:ERBB2 (erythroblast leukemia viral oncogene homolog2)、MMTV(murine mammary tumor virus)-ERBB2、MMTV-PyMT(polyoma middle T antigen)、MMTVwnt-1轉(zhuǎn)基因小鼠模型等。ERBB2基因編碼ERBB2蛋白,屬于細胞生長因子受體家族,具有酪氨酸蛋白激酶活性,在20%~60%人類原發(fā)性乳腺癌的病例中有擴增或過表達或者變異,導(dǎo)致異常活化,刺激細胞增殖、發(fā)育分化、遷移,與乳腺癌發(fā)生發(fā)展及預(yù)后正相關(guān)。ERBB2轉(zhuǎn)基因小鼠,主要是高表達ERBB基因同源(如ERBB2/ERBB2)或異源二聚體(如ERBB2/ ERBB3),這種異?;罨问降闹掳┗蚋弑磉_在體內(nèi)或乳腺組織,導(dǎo)致小鼠發(fā)生乳腺癌等腫瘤?;蛘呃檬笕橄偬禺惖膯幼尤鏜MTV長末端重復(fù)啟動子定向表達癌基因,制備MMTV-ERBB2、MMTV-PyMT、MMTV-wnt-1乳腺癌小鼠模型。MMTV是導(dǎo)致小鼠乳腺腫瘤的重要病毒,在進行轉(zhuǎn)基因動物模型時,并不是利用其致癌特性,而是利用其病毒組織特異啟動子及增強子功能,介導(dǎo)癌基因ERBB2、PyMT、wnt-1在小鼠乳腺高表達而發(fā)生乳腺癌。除了致癌基因高表達的轉(zhuǎn)基因小鼠模型外,還有抑癌基因敲除動物模型發(fā)生乳腺癌,常用的有:抑癌基因Tp53敲除小鼠、乳腺癌抑制基因(breast tumor suppressor gene,BRCA)敲除小鼠包括BRCA1和BRCA2敲除模型及上皮細胞鈣黏蛋白(E-cadherin)與p53聯(lián)合缺陷動物模型等。P53是經(jīng)典的抑癌基因,敲除后純合子動物很快發(fā)生多系統(tǒng)腫瘤(包括乳腺癌),先已經(jīng)建立乳腺p53基因敲除小鼠,其腫瘤發(fā)生多集中在乳腺。研究乳腺癌發(fā)病也使用抑癌基因條件性基因敲除小鼠與p53基因雜合突變的聯(lián)合突變小鼠如BRCA 乳腺組織敲除與p53聯(lián)合突變、E-cadherin乳腺敲除p53聯(lián)合突變小鼠,發(fā)生乳腺癌,乳腺BRCA基因敲除小鼠也會發(fā)生乳腺癌。
【模型特點】:
ERBB2轉(zhuǎn)基因小鼠乳腺癌高發(fā),但其他系統(tǒng)也會發(fā)生腫瘤,且動物發(fā)生腫瘤時間一致性較差,現(xiàn)在使用較少。用MMTV乳腺特異表達癌基因的轉(zhuǎn)基因乳腺癌模型較多用,尤其是MMTV-PyMT轉(zhuǎn)基因乳腺癌模型小鼠,該模型動物第8周開始發(fā)病,第14周達到晚期乳腺癌的水平,表現(xiàn)出與人類乳腺癌較為相似的病理改變,也是目前研究乳腺癌發(fā)病機制的理想模型。
【模型的評估和應(yīng)用】:
轉(zhuǎn)基因乳腺癌小鼠模型主要用于其發(fā)病原因、機制等研究,也可用于靶點藥物療效評價實驗,在選用合適模型時主要考慮研究目的、與臨床發(fā)病的相關(guān)性、是否容易獲得等因素。表9-1為臨床乳腺癌與基因修飾動物模型相關(guān)性等總結(jié),供模型評估及應(yīng)用參考。
表9-1 人類乳腺癌腫瘤類型及其發(fā)病相對頻率與小鼠模型、表型、變異性評價對應(yīng)表
ERBB2的表達與乳腺癌的發(fā)生與預(yù)后相關(guān),并與患者的預(yù)后呈負相關(guān)。ERBB2轉(zhuǎn)基因小鼠乳腺癌模型在ERBB2陽性乳腺癌的研究領(lǐng)域中意義重大,它不僅明確了ERBB2與乳腺癌的發(fā)生有關(guān),并被用于信號通路以及ERBB2陽性乳腺癌發(fā)生發(fā)展的機制研究。ERBB2轉(zhuǎn)基因小鼠乳腺癌模型不斷更新了乳腺癌的治療手段和思路,為新藥開發(fā)提供研究平臺。利用MMTV增強子的作用建立的乳腺癌動物模型已廣泛地應(yīng)用于各種研究中,MMTVWnt-1轉(zhuǎn)基因小鼠發(fā)病率穩(wěn)定,便于觀察乳腺腫瘤發(fā)展進程的不同階段,也能幫助我們研究腫瘤的分子學(xué)機制,MMTV-Wnt-1轉(zhuǎn)基因小鼠是抗乳腺癌藥物研究和篩選的良好的動物模型。MMTV-PyMT轉(zhuǎn)基因小鼠利于觀察乳腺癌在小鼠不同周齡的發(fā)展 情況。MMTV-ERBB2轉(zhuǎn)基因小鼠是由小鼠活化的ERBB2基因,以小鼠乳腺癌腫瘤病毒為載體,轉(zhuǎn)基因形成的乳腺癌動物模型,是目前國際上作為乳腺癌病因?qū)W、預(yù)防研究的理想模型。
參考文獻:
1.張丹芳,孫保存,趙秀蘭,等.妊娠對TA2小鼠乳腺癌生長影響的初步研究.中國腫瘤臨床,2011,38(15): 871-874
2.陳中揚,李文萍,王頎.甲基亞硝脲快速誘導(dǎo)大鼠乳腺原位癌模型的實驗研究.中華腫瘤防治雜志,2007, 14(9):657-659
3.賈艷華,吳荻.乳腺癌動物模型建立與應(yīng)用的進展. 中國腫瘤,2009,18 (11):900-904
4.甄林林,武正炎,范萍,等.人乳腺癌裸鼠移植模型的建立南京醫(yī)科大學(xué)學(xué)報,2001, 21 (6):509-510
5.Kankesan J, Vanama R, Yusuf A, el al. Effect of PSC 833, an inhibitor of P-glycoprotein on N-methyl-N-nitrosourea induced mammary carcinogenesis in rats. Carcinogenesis, 2004,25 (3):425-430
6.Borowsky AD. Choosing a mouse model:experimental biology in context一the utility and limitations of mouse models of breast cancer. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2011,3 (9):a009670
7.Li Y,Hively WP,Varmus HE. Use of MMTV-Wnt-1 transgenic mice for studying the genetic basis of breast cancer. Oncogene, 2000, 19 (8): 1002-1009
8.Malanchi I, Sanlamaria-Martf nez A, Susan lo E, el al. Interactions between cancer stem cells and their niche govern metastatic colonization. Nature, 2011,481 (7379): 85-89
9.Ursini-Siegel J, Schade B, Cardiff RD, flt al. Insights from transgenic mouse models of ERBB2-induced breast cancer. Nat Rev Cancer, 2007, 7 (5):389-397
10.Wang S, Xu M, Li F, et al. Ethanol promotes mammary tumor growth and angiogenesis: the involvement of chemoattractanl factor MCP- 1. Breast Cancer Res Treat, 2012, 133(3): 1037-1048