結(jié)腸癌是常見的發(fā)生于結(jié)腸部位的消化道惡性腫瘤，好發(fā)于直腸與乙狀結(jié)腸交界處，以40～50歲年齡組發(fā)病率最高，男女之比為2～3：1，其發(fā)病率占胃腸道腫瘤的第3位。結(jié)腸癌主要為腺癌、黏液腺癌、未分化癌，大體形態(tài)呈息肉狀、潰瘍型等。慢性結(jié)腸炎患者、結(jié)腸息肉患者、男性肥胖者等為易感人群。

結(jié)腸癌動(dòng)物模型在一定程度上可以模擬人體結(jié)腸癌的發(fā)生發(fā)展，為人類結(jié)腸癌的的發(fā)生、發(fā)展、生物學(xué)特性以及治療藥物的研究提供了良好的平臺(tái)，因此，認(rèn)識(shí)結(jié)腸癌模型的分類、特點(diǎn)及其應(yīng)用，對(duì)其病理機(jī)制和臨床藥物治療的研究具有重要意義。
 

圖1 結(jié)腸癌小鼠模型分類示意圖^[1]

常見的結(jié)腸癌動(dòng)物模型

腫瘤移植模型
賽業(yè)生物已建立結(jié)腸癌、乳腺癌、肝癌等多種有效的腫瘤移植模型：①成功移植的人源細(xì)胞系超300種，所用的受體為C-NKG（重度免疫缺陷小鼠）、NOD-Scid、BALB/c nude（裸鼠）等免疫缺陷小鼠；②同源腫瘤移植所用的受體則通常為C57BL/6或BALB/c等野生小鼠。

（1）皮下成瘤CDX模型
在異位移植中，皮下種植在背部或腋下是較常用的方法。由于腫瘤模型構(gòu)建時(shí)間短、檢測(cè)方便，已被用于抗結(jié)腸癌治療的臨床前評(píng)估。該方法腫瘤形成率高，腫瘤周期短，易于控制腫瘤的大小和位置，個(gè)體差異小，對(duì)宿主的影響相似，容易客觀判斷療效，但不能模擬腫瘤微環(huán)境。
 

賽業(yè)生物精選結(jié)腸癌細(xì)胞系移植模型

（2）同源移植模型
與異位移植相比，原位移植可以進(jìn)一步反映腫瘤的真實(shí)情況，提高腫瘤模型的可靠性。在原位移植模型中可誘導(dǎo)轉(zhuǎn)移，表明腫瘤細(xì)胞和器官特異性因子可以相互作用，與肝癌的發(fā)生存在關(guān)聯(lián)；原位移植還可以模擬腫瘤的免疫微環(huán)境。因此，大多數(shù)基于異位模型的結(jié)果都需要通過原位移植模型來進(jìn)一步驗(yàn)證。原位生長可以更好地模擬腫瘤細(xì)胞在體內(nèi)生長的微環(huán)境，并且對(duì)藥物療效的預(yù)測(cè)更為準(zhǔn)確。

（3）PDX模型
患者來源的異種移植物（PDX）模型存在兩個(gè)問題：①目前全球PDX的成功率都低于20%；②由于免疫缺陷鼠的T細(xì)胞免疫系統(tǒng)存在缺陷，該模型不適合免疫學(xué)研究。原位腫瘤容易形成單一腫瘤，但腫瘤團(tuán)塊的整體均勻性仍然較差，質(zhì)量控制方法不如異位，無法進(jìn)行熒光報(bào)告基因標(biāo)記，在原位結(jié)腸移植模型中檢測(cè)腫瘤生長和藥物反應(yīng)的方法不如異位結(jié)腸移植模型容易。
 

自發(fā)模型

自發(fā)性腫瘤是指實(shí)驗(yàn)動(dòng)物未經(jīng)人工處理、在自然狀況下發(fā)生的腫瘤，其發(fā)生、發(fā)展與人類腫瘤類似，沒有人為因素的干擾，則更接近于人體腫瘤的真實(shí)狀態(tài)。然而，自發(fā)性結(jié)腸癌動(dòng)物模型較少見，發(fā)病率也不高，故很難在短時(shí)間內(nèi)獲得滿足條件、足夠數(shù)量的動(dòng)物模型；且觀察時(shí)間可能較長，實(shí)驗(yàn)耗費(fèi)較大，因此在研究中很少使用。
 

化學(xué)誘導(dǎo)模型

化學(xué)誘發(fā)性腫瘤動(dòng)物模型是在實(shí)驗(yàn)條件下，人為地運(yùn)用各種致癌因素，通過口服、注入、埋藏和涂抹等方式誘發(fā)動(dòng)物發(fā)生腫瘤。其制作方法相對(duì)簡(jiǎn)單，重復(fù)性好，可以在較短時(shí)間內(nèi)大量復(fù)制，而且基本模擬癌變的過程，因此在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用較廣。誘發(fā)型結(jié)直腸癌模型多采用化學(xué)誘發(fā)途徑，目前，常用的結(jié)腸癌化學(xué)誘導(dǎo)劑有二甲基肼（dimethylhydrazine, DMH）、氧化偶氮甲烷（azoxymethane, AOM）及致炎劑葡聚糖硫酸鈉（dextran sulfate sodiuln, DSS）等。

結(jié)腸癌模型驗(yàn)證數(shù)據(jù)
1.基于C-NKG重度免疫缺陷小鼠的皮下CDX模型構(gòu)建

圖2 結(jié)腸癌細(xì)胞Colo205皮下移植腫瘤及體重生長曲線

將細(xì)胞以皮下注射的形式接種到C-NKG和BALB/c nude小鼠體內(nèi)，并在不同的時(shí)間點(diǎn)測(cè)量成瘤體積。細(xì)胞接種量為5×10⁶/只和3×10⁶/只，數(shù)據(jù)以Mean±SEM形式呈現(xiàn)。結(jié)果顯示Colo205在C-NKG和BALB/c nude容易成瘤，體重有下降，該模式是重度惡病質(zhì)模型。
 

圖3 結(jié)腸癌細(xì)胞HT29皮下移植腫瘤及體重生長曲線

將細(xì)胞以皮下注射的形式接種到C-NKG和BALB/c nude小鼠體內(nèi)，并在不同的時(shí)間點(diǎn)測(cè)量成瘤體積。細(xì)胞接種量為1×10⁶/只和3×10⁶/只，數(shù)據(jù)以Mean±SEM形式呈現(xiàn)。結(jié)果顯示HT29在C-NKG和BALB/c nude容易成瘤，體重有下降，該模式是輕度惡病質(zhì)模型。
 

圖4 結(jié)腸癌細(xì)胞LOVO皮下移植腫瘤及體重生長曲線

將細(xì)胞以皮下注射的形式接種到C-NKG和BALB/c nude小鼠體內(nèi)，并在不同的時(shí)間點(diǎn)測(cè)量成瘤體積。細(xì)胞接種量為5×10⁶/只和10×10⁶/只，數(shù)據(jù)以Mean±SEM形式呈現(xiàn)。結(jié)果顯示LOVO在C-NKG和BALB/c nude容易成瘤。
 

圖5 結(jié)腸癌細(xì)胞HCT116皮下移植腫瘤及體重生長曲線

將細(xì)胞以皮下注射的形式接種到C-NKG，NOD-Scid和BALB/c nude小鼠體內(nèi)，并在不同的時(shí)間點(diǎn)測(cè)量成瘤體積。細(xì)胞接種量為5×10⁶/只，數(shù)據(jù)以Mean±SEM形式呈現(xiàn)。結(jié)果顯示HCT116在C-NKG，NOD-Scid和BALB/c nude容易成瘤。

2. 基于LUC熒光報(bào)告基因細(xì)胞的小鼠原位或者轉(zhuǎn)移瘤CDX模型構(gòu)建
 

圖6 小鼠結(jié)腸癌細(xì)胞HCT116-luc結(jié)腸原位移植腫瘤活體熒光成像圖片以及熒光值變化圖和小鼠生存曲線圖

結(jié)果顯示HCT116-luc在C-NKG上容易成瘤，小鼠生存周期較短，腫瘤組織在腹腔內(nèi)轉(zhuǎn)移，增殖一定時(shí)間（D25）后腫瘤組織內(nèi)部有鈣化，相應(yīng)的小鼠熒光信號(hào)變?nèi)酢?/span>

賽業(yè)生物重度免疫缺陷鼠C-NKG
C-NKG小鼠是一款重度免疫缺陷小鼠，由賽業(yè)生物在NOD-Scid背景品系上敲除Il2rg基因自主研發(fā)，是目前公認(rèn)的免疫缺陷程度高且可用于腫瘤、免疫、自身免疫性疾病、免疫治療疫苗、GvHD/移植、安全性評(píng)估等研究的優(yōu)秀模型。同時(shí)，賽業(yè)生物也可以根據(jù)項(xiàng)目需求，提供人源免疫系統(tǒng)重建、人源腫瘤細(xì)胞系異體移植等服務(wù)。
 

參考文獻(xiàn)：
[1] Kucherlapati, Melanie Haas.,  and Kucherlapati, Melanie Haas.. "Mouse models in colon cancer, inferences, and implications." iScience.