前言
結(jié)直腸癌(colorectal cancer, CRC)是胃腸道中常見的惡性腫瘤，早期癥狀不明顯，隨著癌腫的增大而表現(xiàn)排便習(xí)慣改變、便血、腹瀉腹瀉與便秘交替、局部腹痛等癥狀，晚期則表現(xiàn)貧血、體重減輕等全身癥狀。其發(fā)病率和病死率在消化系統(tǒng)惡性腫瘤中僅次于胃癌、食管癌和原發(fā)性肝癌。近20年來，其發(fā)病率呈明顯上升趨勢，嚴(yán)重危害人類健康， 故結(jié)直腸癌研究逐步成為近年來醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)之一，由此引發(fā)的各類動物模型的研究備受關(guān)注。
基因敲除小鼠模型是利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將抑制腫瘤發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移的相關(guān)基因人為地敲除，使之缺失，包括同源重組法和Cre/loxP誘導(dǎo)的條件敲除體系法。目前，基因敲除直結(jié)腸癌模型多是與多發(fā)性腺瘤樣息肉病蛋白(adenom-atous polyposi coli,APC)家族基因及遺傳性非息肉性直結(jié)腸癌胚系錯配修復(fù)基因MSH2、MLHI相關(guān)，由此研發(fā)出的基因工程小鼠模型在遺傳性非息肉性結(jié)腸癌綜合征(hereditary nonpolyposis colorectal cancer,HNPCC)和家族性多發(fā)性腺癌的研究中應(yīng)用廣泛，在直結(jié)腸癌的轉(zhuǎn)移和藥物治療的實(shí)驗(yàn)中也起著重要的作用。
部分造模方法
使用動物：小鼠
【造模機(jī)制】：
Min(multiple intestinal neoplasia)小鼠Min小鼠是具有腸道多發(fā)性腺瘤特征的Apc基因突變小鼠，被認(rèn)為是當(dāng)前較為理想的家族性腺瘤性息肉病(familial adenomatous polyposis,FAP)的研究模型。Apc基因是Wnt途徑中重要的抑癌基因，該途徑不僅是動物胚胎發(fā)育過程中關(guān)鍵的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，也對結(jié)直腸腫瘤的發(fā)生發(fā)展起到不同尋常的作用。Min小鼠主要的遺傳學(xué)特征是Apc,基因兩條鏈中的一條鏈第850號密碼子發(fā)生無義突變，即第2549號堿基發(fā)生顛換(T→A)，編碼亮氨酸的密碼子(TTG)轉(zhuǎn)變成終止密碼子(TAG)，從而造成截?cái)嗟鞍?，抑癌基因Apc不能有效地起作用。近年來，還發(fā)現(xiàn)了在Min小鼠中具有調(diào)節(jié)腫瘤數(shù)量的遺傳位點(diǎn)：Mom1、Mom2、Mom7等位點(diǎn)，其中Mom1定位于4號染色體遠(yuǎn)端與人類染色體1p35-36高度同源，而在人類結(jié)直腸癌中該區(qū)域是常有雜合性缺失的一個區(qū)域。部分?jǐn)y帶有Mom2基因的Min小鼠具有抑制腸道腫瘤的特征。
HNPCC小鼠模型 HNPCC是APC基因失活致雜化性缺失，錯配基因(MLH-1、MLH-2、MLH-6、PMS-1、PMS-2)突變致基因不穩(wěn)定。HNPCC基因特點(diǎn)為不穩(wěn)定的短串聯(lián)重復(fù)序列，也稱微衛(wèi)星，參與腫瘤后期的形成。利用基因剔除技術(shù)，剔除純合子小鼠MLH-1或MLH-2基因，淋巴細(xì)胞會發(fā)生瘤變。同時也易患胃腸道的腫瘤，可以作為研究HNPCC很好的模型。
FAP限制性小鼠模型 隨著新技術(shù)的出現(xiàn)，現(xiàn)在可以實(shí)現(xiàn)在特定時間和特定組織內(nèi)，使體細(xì)胞基因激活或失活。例如Apc模型小鼠，Apc基因可因腺病毒感染大腸表達(dá)Cre重組酶后被刪除，從而抑制B連環(huán)蛋白的條件表達(dá)，導(dǎo)致胃腸息肉的形成。
【模型特點(diǎn)】：
Min小鼠 ①M(fèi)in小鼠腸道腫瘤容易出現(xiàn)Apc雜合性缺失，即Apc等位基因中正常的那條Ape＋缺失，即使在微腺瘤（為腺瘤早期肉眼不易發(fā)現(xiàn)的病變）中也可發(fā)現(xiàn)。經(jīng)炎癥誘發(fā)劑葡聚糖硫酸鈉(dextran sodium sulfate,DSS)誘導(dǎo)，可以在Min小鼠大腸處快速形成腫瘤(4周以內(nèi)），無論從形成數(shù)量還是速度上，均比單獨(dú)的未受任何處理的Min 小鼠要來的明顯。②Min小鼠的優(yōu)點(diǎn)為其腺瘤發(fā)生、發(fā)展的遺傳背景相同，無結(jié)腸腫瘤遺傳異質(zhì)性。③Min小鼠自然生存期一般不超過120天，往往伴隨著慢性貧血特征，表現(xiàn)為網(wǎng)織紅細(xì)胞增多、紅細(xì)胞計(jì)數(shù)減少。利用貧血特質(zhì)可以篩選出Apc(Min/+)小鼠（準(zhǔn)確率幾乎可以達(dá)到100%）；純合子的Apc(Min/Min)小鼠非常容易死亡，難以繁殖，有些在母鼠子宮內(nèi)就因不能正常發(fā)育而流產(chǎn)死亡。Min小鼠還常見黑便、脫肛、脾大以及高脂血癥等表現(xiàn)。另外，部分雌性Min小鼠可形成乳腺腫瘤。最近也有報(bào)道，在致癌劑AOM的處理下Min小鼠容易發(fā)生胃癌。因此，Min小鼠若加以修飾可能是對多種疾病進(jìn)行研究的良好模型。
遺傳性非息肉性結(jié)腸癌的小鼠模型 MLH-1-/-小鼠易患胃腸道腫瘤。MLH-2-/-基因缺陷的純合子小鼠伴有APC基因的失活，易發(fā)生淋巴瘤和腸內(nèi)腫瘤。
FAP的限制性小鼠模型 限制性小鼠模型能很好地模擬FAP綜合征，具有腫瘤自發(fā)性、發(fā)生率高及可預(yù)測性的特點(diǎn)，并且無免疫原性，能在免疫活性小鼠中生長。
【模型評估和應(yīng)用】：
目前已建立的基因敲除模型，主要是針對APC家族基因以及遺傳性非息肉性大腸癌胚系的錯配修飾基因的，但是這些小鼠腫瘤的發(fā)生過程與HNPCC結(jié)直腸癌有較大差異，目前尚無法應(yīng)用于抗腫瘤藥物的篩選和治療研究，其應(yīng)用價值需要進(jìn)一步探討，模型尚需不斷優(yōu)化。在轉(zhuǎn)基因動物腫瘤模型中，腫瘤的發(fā)生發(fā)展在理論上與原發(fā)腫瘤是一致的，且可對任何動物進(jìn)行建模；但由于目前對癌基因及抑癌基因本身的研究還有待深入，建立的模型還不夠理想，短期內(nèi)很難普及，目前只能作為一種發(fā)展方向，隨著腫瘤發(fā)病機(jī)制的研究深入及轉(zhuǎn)基因技術(shù)的普及，本法將漸趨成熟。
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