来源:科研微学堂
乳腺癌是全球女性中最常见的恶性疾病。全球约有 200 万新发乳腺癌病例,占所有癌症病例的 11.6%,以及 62.6 万例乳腺癌死亡,占所有死亡人数的 6.6%。许多乳腺癌患者由于缺乏具有成本效益的治疗而死亡。动物模型在人类乳腺癌的基础和转化研究中发挥了至关重要的作用。本文拟从动物的选择到不同动物模型的建立,介绍不同的乳腺癌实验动物模型,并分析了它们的特点、优缺点和潜在应用。
动物的选择
非哺乳动物:秀丽隐杆线虫、果蝇、斑马鱼和鸡。
哺乳动物:啮齿动物(例如大鼠、仓鼠、鼹鼠)、狗、猫、猪、树鼩和非人灵长类动物。
动物模型
动物模型主要分为自发性乳腺癌模型、诱发性乳腺癌模型、移植性乳腺癌模型、转基因动物模型、乳腺癌转移动物模型。
自发性乳腺癌模型
自发性乳腺癌模型是指未经人工干预,到一定年龄阶段自然发生癌症的动物模型。目前已培育出小鼠自发性乳腺癌品系有 C3 H 系、A系、CBA/J 系以及 TA2 系等,大鼠自发性乳腺癌品系有 F334 系、ACI 系、Wistar 大鼠以及 SD 大鼠等。
优点:无需经人工干预,到一定年龄阶段就可自然发生。从乳腺癌发生学上来看,这些自发性乳腺癌与人体乳腺癌相近,因此可进行病因、发病、防治及抗癌药物筛选的研究。
缺点:不同实验动物个体因受到各种因素的影响,乳腺癌发生存在差异,存在发病率低、实验周期长、花费较多等缺点。
用途:自发性乳腺癌动物模型通常用于研究乳腺癌的病因和治疗。
诱发性乳腺癌模型
诱发性乳腺癌模型是通过物理、化学及生物因素等诱导动物发生乳腺癌,最常用的是化学诱导。化学诱导剂包括二甲基苯蒽(DMBA)、N-甲基-N-亚硝基脲(NMU)、顺铂、氨基甲酸乙酯等。生物诱导主要是通过慢病毒过表达癌基因或者沉默抑癌基因。
优点:较容易制作,诱变剂选择范围大且较稳定,可以根据研究的需要使用不同的诱变剂,从而制作出所需的实验动物模型。注射诱导剂一段时间后.肿瘤便会出现。
缺点:肿瘤的发生位点不可预知,同一动物可能有多个肿瘤出现。此外,因实验动物个体差异以及诱变剂的类型不同,肿瘤的发生和潜伏期都存在差异。诱发模型参差不齐,对人体乳腺癌的精准研究造成了一定影响。
用途:主要用于乳腺癌预防及早期致癌因素的研究,但通常不用于抗癌药物的研究。
下图为生物诱导的乳腺癌模型示意图:
移植性乳腺癌模型
移植性乳腺癌模型是将乳腺癌组织或细胞接种于实验动物而培养出来的模型,是目前国内外研究最常用的模型,尤其是人类异种移植动物模型。根据移植物来源不同可分为同种移植物模型和异种移植物模型。
优点:①可获得乳腺癌细胞系;②肿瘤细胞可以在同一天移植入实验动物的一个特异性位点;③肿瘤细胞生长可在不同动物间进行复制。
下图为移植性乳腺癌模型示意图:
基因工程动物模型
基因工程动物模型包括转基因动物模型与基因敲除动物模型。
转基因动物模型是指将一个外源基因插入动物的 DNA 中,使得含有该基因的编码蛋白质高表达或低表达,从而来研究其在致癌过程中的作用。乳腺癌转基因动物模型中常用的启动子包括小鼠乳腺肿瘤病毒长末端重复序列(MMTV-LTR)和乳清酸性蛋白(WAP)启动子。PyMT 转基因小鼠模型是使用比较广泛的基因工程动物模型。
基因敲除动物模型即敲除动物基因组中的肿瘤易感基因,如 p53、BRCA1/2 和 pTEN 来构建乳腺癌模型。乳腺组织特异性基因敲除可以使用 Cre/loxP 重组酶系统和 MMTV-Cre 或 WAP-Cre 工具小鼠实现。
优点:复制肿瘤的成功率高,结果可靠。
缺点:价格昂贵,技术要求较高,复制容易发生转移,肿瘤的发生位点有不可
预知性。
乳腺癌转移动物模型
乳腺癌转移动物模型包括肺转移、脑转移、肝转移、骨转移等动物模型。其中以骨转移的动物模型研究最为广泛。静脉尾静脉注射主要导致肺转移,而心内注射导致骨转移。
移植性乳腺癌小鼠模型
1、分组与建模
乳腺癌 4T1 细胞常规培养、传代,扩大培养,使细胞数量满足实验用量。30 只 Balb/c 雌性小鼠适应性培养 1 周。取浓度为 1×106对数生长期的细胞悬液 0.1 mL 均匀接种于小鼠乳腺脂肪垫皮下。接种 6 d 后,小鼠左腋下可触及直径约 5 mm 的皮下结节则提示建模成功。小鼠移植瘤接种后第 6 天,将 30 只乳腺癌小鼠随机分为对照组、干预组,干预组给予药物或者试剂干预处理。
2、标本的处理
干预结束后,使用颈椎脱臼法处死小鼠,并且剥离各组小鼠腋下肿瘤组织,将肿瘤组织装入 EP 管中,并立即于-80 ℃ 环境中低温保存。
3、观察指标
3.1 大体观察
自小鼠分组后开始,每 3 天观察对比每组实验小鼠的精神状态、活跃程度、进食量等情况。小鼠给药前、给药期间每隔 3 d、给药结束后测定实验组每只小鼠的体重、移植瘤长径和短径,根据测量结果,估算每只小鼠瘤体体积,取各实验组平均数,并制作肿瘤生长曲线图。根据测得的肿瘤大小及重量,计算各组平均瘤体重量。
3.2 肿瘤抑制率
计算各组的肿瘤抑制率。肿瘤抑制率=(对照组平均瘤体重量-治疗组平均瘤体重量)/对照组平均瘤体重量。
3.3 病理学分析
取瘤组织予以固定、包埋、切片、染色,镜下观察。蛋白免疫印迹法(Western blot)检测瘤体组织中相关蛋白的表达水平。
申明:
1.本内容可供大家在撰写相关课题时参考,但如需要进行相关实验,建议阅读最新的高影响因子的文献,以获取更多的细节信息。
2.本内容涉及的动物的数量、分组、试剂的剂量、检测的项目仅作参考,建议根据实际需求进行判断。