胃癌动物模型的构建

与光同辉

胃癌(gastric cancer，GC)是世界上最常见的恶性肿瘤之一，属全球四大肿瘤，发病率及病死率都较高。目前胃癌的病因及发病机制尚不太明确，胃癌的浸润和转移都是影响治疗、预后及提高生存率的重要因素，建立最接近人体胃癌的动物模型，能很好的重现胃癌患者的临床发病、侵袭和转移过程是研究该病发病机制及治疗的重要前提跟保障。这也必将为探寻胃癌的发病机制、筛选治疗药物及基因治疗的探索提供途径。

实验动物的选择


可用于构建胃癌模型的动物有非人灵长类动物，犬，兔，及大鼠、小鼠、裸鼠等。考虑到成本、诱发率、饲养等原因，后3种动物较为常用。要注意的是动物性别、不同动物或同一动物的不同品系对致癌物或致癌物剂量的敏感性都不同，实验者对于造模动物的选择需根据实验目的、经费等具体情况而定。

常见胃癌动物模型


可用于构建胃癌模型的动物有非人灵长类动物，犬，兔，及大鼠、小鼠、裸鼠等。考虑到成本、诱发率、饲养等原因，后3种动物较为常用。要注意的是动物性别、不同动物或同一动物的不同品系对致癌物或致癌物剂量的敏感性都不同，实验者对于造模动物的选择需根据实验目的、经费等具体情况而定。



常用胃癌动物模型主要包括：诱导模型、异种移植及基因工程小鼠模型。



一、诱导模型

包括化学诱癌剂，幽门螺杆菌(H.pylori) ，化学诱癌剂联合H.pylori等。



1、化学诱癌剂

亚硝基类化合物是目前被公认的胃癌诱发的主要因素之一，因此常被用于诱导胃癌。常用的诱导剂有：甲基硝基亚硝基胍(MNNG)、甲基亚硝基脲(MNU)等。

在实际操作过程中，此模型低剂量（33μg/ml）的成模率（50%）高于高剂量组（83μg/ml）的成模率（50%）。



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优点：诱癌方法相对简便、诱癌率高，诱导的胃癌实验动物模型与人胃癌的自然发生机制比较相似。

缺点：诱导周期长，不适宜用于短期实验，且不适合用于批量实验。

应用：验证相关抗肿瘤药、中成药对MNNG诱导的实验动物胃癌保护以及抑制作用。



2、幽门螺杆菌(HP)感染

小鼠感染H.pylori的亚型中的SS1菌种8个月后，可看到胃炎和胃萎缩症状；继续诱导2年，可看到胃癌的部分特征。

评价：H.pylori可以模拟人体慢性胃病的发生发展，但需要诱导较长时间，很难发生转移。且在应用H. pylori时，来源有限，要求严格，限制了模型的推广。



3、最常用的诱导模型：H.pylori联合诱癌剂

由于H.pylori诱导胃癌成瘤率低且周期长，已很少用，目前，H.pylori联合诱癌剂更为常用。MNU与H.pylori联合诱导12weeks，胃癌诱变率会明显增高，与H.felis联合诱导率可达100%。

优点：不仅可以近似的模拟人体胃癌发生发展过程，而且可以在发展过程中对实验动物的整体和局部作出评估。

缺点：诱导周期相对于异种种植模型而言，时间较长，不适宜用于批量实验研究。

应用：研究胃癌的病因学与生物学行为。



二、种植模型

构建胃癌动物模型时，瘤源为胃癌细胞悬液或瘤组织块。



1、原位移植法

胃癌细胞悬液接种法：将肿瘤细胞／胶原复合物注射入胃大弯近胃窦处浆膜下。

瘤组织块移植法：采用医用胶粘贴法，将瘤组织块植入胃壁上。成瘤周期多为12周左右。实验研究发现瘤组织块原位移植法成瘤时间较快，而胃癌细胞悬液原位接种法相对较慢。

两者的比较：胃癌细胞悬液原位接种法的成瘤率和转移率不足于瘤组织块移植法。原位移植法可模拟胃癌生长、侵袭及转移整个过程。优点在于操作简便、快捷，大大提高实验效率；可节约经济成本；成瘤周期较短；成瘤率与转移率等指标均很高。

适用于：研究胃癌生物学行为、对新型抗肿瘤药物进行筛选、评价分子靶向药物的疗效等。



2、异位移植法

移植部位是裸鼠腋下。另外，为模拟晚期胃癌发生转移，也可在裸鼠腹腔内注入胃癌细胞悬液或瘤组织块。

优点：异位移植法步骤简单，此方法的成瘤率高于诱导法及原位移植法，通常为1～4周即可成瘤，可用于短期实验研究。



三、基因工程鼠

包括胰岛素-胃泌素小鼠(INS-GAS小鼠)、TFF-1基因敲除小鼠、胃泌素基因敲除小鼠、Wntl转基因小鼠、K—ras和COX-2转基因小鼠等。

总结


构建理想的胃癌实验动物模型是进行基础医学和临床研究的重要前提。各种胃癌实验动物模型都各有其优缺点：诱导模型-不仅可以近似模拟人体胃癌细胞的发生发展过程，而且能在其发展过程中对实验动物的整体和局部作出评估，对胃癌的病因学进行探讨；但诱导模型的周期过长，成瘤率不如种植模型。

目前，诱导模型主要应用于相关抗肿瘤药物、中成药对胃癌的预防、抑制以及治疗作用。

种植模型-诱导时间短，成瘤率高，可进行大批量实验研究；但种植模型大多采用裸鼠进行实验，由于缺少先天性免疫器官，不易饲养，容易患病死亡，而且肿瘤转移生物学行为的发生，与移植瘤原位细胞微坏境以及转移器官微环境密切相关，裸鼠缺少先天免疫对转移和侵袭的影响不可避免。

基因工程-作为新兴的动物模型，可以研究与胃癌相关的各种基因表达，以及肿瘤细胞相关的凋亡因素：但基因工程小鼠价格昂贵，且多为单个基因的改变，而胃癌的发生是多基因相互作用的结果，限制了它的应用。

尽管目前胃癌的发生、转移机制仍未明确阐明，实验动物模型也存在各种缺陷，但随着实验技术的发展，基因工程技术的成熟，胃癌实验动物模型会更加成熟。