关于胃癌动物模型构建方法的认识进展

关于胃癌动物模型构建方法的认识进展

曹冉冉   

内蒙古医科大学   内蒙古呼和浩特 010000

［摘要］胃癌是消化系统常见的肿瘤之一，其较高的发病率和死亡率严重威胁着人类健康。胃癌动物模型可模拟胃癌在人体的发生与发展，建立合理、有效的动物模型可以帮助研究人员更清楚胃癌发生的机制和临床表现，因此实验动物模型作为研究胃癌的重要工具在探究胃癌生物学行为和临床前期诊疗中具有重要意义。这些模型在一定程度模拟了胃癌在体内发生发展、侵袭及转移等生物学行为。这为探寻胃癌的发病机制、胃癌治疗药物的筛选以及基因治疗的探索提供了途径。

［关键词］ 胃肿瘤;实验动物模型

胃癌是全球第五大常见癌症和第三大常见癌症死亡原因[1]。作为全球高发病率和高死亡率的恶性肿瘤之一，我国胃癌年新发病例和死亡病例均居世界首位，严重影响人民健康水平及“健康中国”战略目标的实现，积极寻找有效的胃癌防治策略是亟待解决的关键问题[2]。这使我们更想要探究胃癌发生的分子机制，以提高和增强患者生存率的新有效方法。实验动物模型能够真实模拟人胃癌组织细胞在体内的发生发展及转移等一系列生物学特性，是研究胃癌的一个重要工具[3]。现就胃癌实验动物的选择和实验动物模型的造模方式作一综述。

１ 实验动物的选择

在实验动物的选择方面，应尽量选择结构、功能、代谢方面与人类相近的动物，以便最大程度模拟胃癌在人体内的生物学行为。

非人灵长类动物与人相似度较高，Liu等［4］利用诱导剂亚硝胺类致癌物质乙基硝基亚硝基胍（ENNG）及幽门螺旋杆菌在恒河猴体内构建胃癌模型，其中在2～5年时间内观测到恒河猴胃黏膜肠上皮化生和上皮内瘤变，且活检标本显示这组恒河猴肿瘤相关性基因发生了惊人的改变。但其属于稀有动物，来源少，且建模时间长、费用高。

哺乳类动物如犬的胃囊容积与人胃相似，也可以建立理想的胃癌模型。上世纪60年代日本学者给犬喂饲ENNG成功构建胃癌模型，但同时也诱发较多的小肠平滑肌肉瘤，犬常因肉瘤而死亡。Mei等［5］用36只兔子构建胃癌腹膜转移模型，在构建胃癌模型方面，哺乳动物有着其特有的优势，其体型较大且血流供应丰富，能承受复杂的外科干预。

实验小鼠因其与人类的基因组高度同源，且通过转基因和基因敲除技术，能够模拟人胃癌细胞在体内的发生、发展及转移等一系列生物学特性，更容易导致癌变，并且其生长繁殖周期短，费用低，饲养条件相对简单、价格低廉、容易进行基因修饰，这些优势使得实验小鼠成为在胃肠道的机理研究中应用最为广泛的动物物种之一。为进一步探究胃癌的发生发展提供了良好的工具，并且为药物发现和验证提供了宝贵的媒介[6]。1966年人们首次发现裸小鼠，由于其先天无胸腺，导致免疫功能缺陷，这使得建立胃癌模型有较高的成功率。近年来也有报道用T、B淋巴细胞联合免疫缺陷的荷瘤SCID.hu鼠构建胃癌模型［7－8］，但其近乎没有任何免疫力，很容易因受到感染而死亡。

国内外建立胃癌动物模型的报道有很多，迄今为止，在动物实验中较为多见的造模方法

大致分为以下几种，自发型，诱导型，移植型，基因工程型，幽门螺杆菌（Hp）感染型。

２ 胃癌动物模型构建的方法

自发型指实验动物未经人为处理，在自然条件下自身出现疾病的模型。如小鼠的自发型胃癌、快速老化小鼠等。自发型胃癌很少发生在实验动物体内，获得比较困难，不适合大批量、短期实验应用。INS-GAS小鼠是一种胃泌素过度表达的转基因小鼠，在无外界刺激的情况下，自发形成胃癌。Mimata等发现 Ｅ－钙粘蛋白缺失的转基因小鼠可能引起胃癌癌前病变。目前转基因动物模型的研究大部分局限于单个基因的研究，而胃癌的发生发展通常是基因之间相互作用的结果，随着转基因动物研究的不断深入，转基因动物胃癌模型将更加成熟。

2.2  诱导剂构建胃癌动物模型

诱发胃癌的常用化学试剂包括甲基亚硝基脲(MNU)和甲基硝基亚硝基胍(MNNG)等，多通过饮用水补充或灌胃法。其中MNU使用最广泛，Yamachika 等研究表明，MNU的致率主要取决于试剂的浓度而不是总量:在总摄入量一致的情况下，短期、高浓度是较好的组合。Badr El-Din等通过管饲法给予大鼠200mg/kg的致癌物 MNNG，2次/ d，持续2周，在96周后处死，处死时80%（8/10）大鼠出现了胃异型增生和腺癌。

幽门螺旋杆菌(Hp)感染与胃癌密切相关，当胃黏膜屏障功能受损，来自于上皮细胞的肿瘤相关基因出现CpG岛甲基化，在动物体内诱导胃癌的发生。由于动物种系及各脏器的敏感性不同，HP诱导胃癌方式多选择蒙古沙田鼠。该Hp诱导方法常采用口服Hp的方式模拟胃癌的发生。

2.3 移植构建胃癌动物模型

胃癌异位种植模型是将胃癌细胞种植在胃以外的部位，其中将肿瘤细胞接种于皮下是目前最常见的接种部位。异位接种模型造模操作简单，成瘤率高，周期短，实验人员常用该种模型研究各种抗肿瘤药物的干预效果、各种免疫细胞免疫效应、分子靶向药物的疗效等方面。但异位模型不能真实的反映肿瘤细胞所处的微环境对肿瘤的影响，其生物学行为与人胃癌不相符。

2.4   基因工程构建胃癌动物模型

由于生物科学的发展，基因工程技术已运用到实验动物模型当中，转基因小鼠、基因敲除小鼠正不断被用来制造各种实验模型，其中包括胃癌实验动物模型。 这种基因工程小鼠可以用来检查与胃癌有关的各种基因表达、基因治疗、肿瘤细胞相关凋亡因素等。

3    小结

构建理想的胃癌实验动物模型是进行病因机制研究和临床观察的重要前提。各种胃癌实验动物模型都各有其优点和缺点：自发模型-通常比用实验方法诱发的肿瘤与人类所患的肿瘤更为相似，有利于将动物实验结果推用到人;其次发生的条件比较自然，有可能发现原来没有的致癌因素，可以着重观察遗传因素在肿瘤发生上的作用，难以用于实验。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，对胃癌的病因进行探讨；但诱导模型的周期过长，成瘤率不如种植模型。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，及其容易受到感染，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-作为国内外新兴的动物模型，可以研究与肿瘤细胞相关的凋亡因素，但价格昂贵，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、转移机制仍未完全明确阐明，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。

参 考 文 献

[1]Smyth EC, Nilsson M, Grabsch HI, van Grieken NC, Lordick F. Gastric cancer. Lancet. 2020 Aug 29;396(10251):635-648. doi: 10.1016/S0140-6736(20)31288-5.

[2]丁霞,苏泽琦,沈洪,张平.慢性胃炎“炎癌转化”病证结合大鼠模型建立中的难点问题及应对策略[J].北京中医药大学学报,2020,43(12):973-979.

[3]袁育韬,管文贤.胃癌实验动物模型的进展[J].中华普外科手术学杂志(电子版),2015,9(04):294-296.

[4]LiuH,MerrellDs,SeminoMoraC,et al.Dietsynergistically affects helicobacterpy lori_induced gastric carcin ogenesi sinnon human primates[J].Gastroenterology,2009,137(4):136-1397.

[5]Mei Liejun,Yang Xiaojun,Tang Li,et al.Establishment and identification of rabbit model of peritoneal carcinoma to sisfrom gastric cancer [J].BMC Cancer,2010,10:124.

[6]黄秋月,叶晖,史宗明,张学智.胃癌鼠模型研究[J].胃肠病学和肝病学杂志,2020,29(05):485-489.

[7]GraziosiL,MencarelliA,RengaB,et al.Gene expression changes induced by HIPEC in a murine model of gastric cancer[J].InVi-vo.2012,20（1）：39-45.

[8]FukudaK,SaikawaY,YagiH,et al.Roleof integrinal subunitsin gastric cancer patients with peritoneal dissemiantion [J].MolMeReport,2012,5(2):336-340.