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[交流] [基医综合] 3种诱发小鼠结肠癌模型的方法比较

[交流] [基医综合] 3种诱发小鼠结肠癌模型的方法比较

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本帖最后由 medicilon 于 18-5-22 13:32 编辑

诱发性肿瘤动物模型制作方法相对简单,重复性好,可以在较短时间内大量复制,而且基本模拟癌变的过程,在实验中应用较广。二甲基肼(dimethylhydrazine,DMH)和其代谢产物氧化偶氮甲烷(azoxymethane,AOM) 是建立小鼠结肠癌模型小鼠结肠癌模型最常用的试剂,近年来研究显示长期反复的炎症性肠病(IBD)也可以诱发直结肠癌,目前它是采用葡聚糖硫酸钠(DSS)联合AOM法来制备的。
1、造模机制
(1)DMH法  
DMH本身并不致癌,须经氧化脱烷基才具有致癌作用,DMH在肝细胞内质网被氧化成甲基氧化偶氮甲醇,与β-葡萄糖醛酸结合,一部分经尿排出,一部分随胆汁进入肠腔,在肠道细菌和肠黏膜上皮β-葡萄糖苷酸酶的作用下,甲基氧化偶氮甲醇重新游离,成为肠道终末致癌物并最终引起结直肠上皮癌变。
(2)AOM法  
AOM是DMH在肝脏的代谢产物,作用过程与DMH相似,它通过DNA烷化,促进碱基的错误配对而致癌。这两种化学致癌物都可以诱发降结肠肿瘤,组织学表现类似人类散发性结肠癌。由于AOM相比DMH具有致癌作用稳定、高效的特点,现正被越来越多的研究者采用。
(3)AOM联合DSS法  
DSS是人工合成的一种硫酸多糖,将DSS溶解于水给敏感种系的小鼠或大鼠饮用,可引起以血便、溃疡和粒细胞浸润为特征的结肠炎症,其病理改变接近人类溃疡性结肠炎。DSS肠炎的发生可能与其影响DNA合成、抑制上皮细胞增生、破坏肠黏膜屏障、巨噬细胞功能障碍及肠道菌群失调等有关。研究发现,DSS所导致的炎症以Th1/Th2细胞功能失调为特征,造成急性肠炎,经过多个循环喂养动物也可产生慢性肠炎,并伴有一定的肠癌发生率。加之AOM自身对肠道的影响,两者联合可以诱发稳定的炎症性肠癌。
2、造模方法
(1)DMH法  
选取4月龄雄性Wistar大鼠,将 DMH用生理盐水配制成浓度为4mg/ml的溶液,用1mol/L NaHCO3溶液或0.1mol/L NaOH溶液调pH为6.5,用0.22μm微孔滤器过滤除菌后备用。该浓度注射液腹腔注射,每次剂量21mg/kg,每周1次,连续20周。
(2)AOM法  
生理盐水配制成浓度为1.25g/L溶液,选用6周龄雌性ICR小鼠,10mg/kg体重每周一次,腹腔注射,连续应用4周,观察时间选择实验第36周,以肿瘤发生为观察终点。
(3)AOM/DSS法  
选用雌性ICR、C57BL/6J或Balb/e小鼠均可。通常选用相对分子质量为40 000的DSS。第1天小鼠腹腔注射7.5~12.5ms/ kg AOM,1周后饲喂(1%~3%)DSS1周,之后改为正常饮水14天为一个循环,共循环3次,称之为“四步法”。“两步法”与前者的区别在于将3次循环的 DSS处理以后不做特殊处理缩短为单次循环,共两步完成。四步法较两步法加速了肿瘤的生成。
3、模型特点
(1)DMH法
①最后一次给药后1~4周后处死动物,直结肠癌诱发率达到81%~100%,诱发的肿瘤均为恶性肿瘤,绝大多数为腺癌。②诱癌过程中,大鼠肠黏膜上皮依次出现轻、中、重度不典型增生,腺瘤、腺癌。表现出肠黏膜表面粗糙、皱褶变粗而不规则,可见单发或多发结节,有的带蒂,直径2~12mm不等。结节数目可多达20~30个,有的相互融合成巨块,结节分布于直肠远端及近肛门处。
(2)AOM法
①连续4周腹腔注射氧化偶氮甲烷10mg/kg为最佳的给药剂量,此最佳剂量与动物的饲养环境无关,剂量过高会导致动物死亡率升高。剂量过低会导致癌症程度较轻,不同的致癌剂最佳剂量取决于实验动物遗传背景和给药方式。②每周腹腔注射氧化偶氮甲烷10mg/kg,连续4周,在第24周发生结肠癌的概率为100%。③不同遗传背景小鼠对AOM的敏感程度不同,敏感性由强到弱的顺序为:BALB/C小鼠与ICR小鼠有相同的作用,对氧化偶氮甲烷最敏感,C57BL/6N小鼠其次。④AOM诱导小鼠大肠癌的发生是一个长期的多阶段的过程,与人类大肠癌发生过程中细胞动力学病理组织学和分子特征方面的变化特点非常相似。

(3)AOM/DSS法  
采用腹腔注射AOM(10mg/ kg)和饲喂2%DSS饮水处理雄性ICR小鼠后,可观察到炎症导致肿瘤形成不同时期的病理学改变。第3周有2/5的小鼠出现结肠管状腺瘤,第4周有2/5小鼠发生腺癌。此后,随着时间推移,肿瘤发生率逐渐增加,第6周100%小鼠发生腺癌。所有时间点都可观察到结肠不典型性增生。AOM/DSS模型通过结肠黏膜的炎症和不典型性增生使肠黏膜受损,促进肿瘤产生,伴有K-Ras和β-catenin基因突变、错配修复基因缺失和微卫星不稳定性改变。
4、模型评估和应用
CRC制备成功的概率主要取决于给药的剂量、频率、途径、持续时间以及性别、周龄、遗传背景等,同时肠道菌群、饮食、免疫状态等可通过干扰致癌剂代谢来影响局部有效浓度。
(1)DMH法和AOM法  致癌效果佳,器官选择性好,肿瘤的发生部位、组织学类型以及肿瘤的发生过程均与人类直肠癌十分相似,可以较好地模拟人体直肠癌发生发展的实验研究,只是缺少人结直肠癌的前期腺瘤和后期易转移的特征。模型制备方法简单,成模时间短,成瘤率高。
(2)AOM/DSS模型  
该模型是建立在炎症基础上重要的结肠癌模型之一,在致癌剂和致炎剂协同作用下模拟人类CRC的发生发展过程。利用该模型,结合实验动物的各种基因修饰,研究人员对炎症相关性癌症癌变机制进行了系统研究,尤其在分子机制、肿瘤微环境和药物研究较多,目前应用该模型涉及肿瘤干细胞的研究匮乏,有待科研工作者进一步探索。由于AOM/DSS模型鲜见抑癌基因 APC和p53突变,CRC发生远处转移倾向低,而且患病后小鼠寿命缩短,故不适合用于肿瘤侵袭相关研究。
        在抗肿瘤药物药效学初步筛选或初步有效性的评价中常采用小鼠肿瘤移植模型来进行体内试验。美迪西生物医药可根据客户的需求提供各种有效的同种肿瘤移植模型,用来检测药物的有效性。常规的肿瘤疾病有:乳腺癌、肺癌、结肠癌、肾癌、DLBCL淋巴瘤等,通过大小鼠、仓鼠等进行动物实验。


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  • chenws   金币  +5   感谢参与!   18-5-18 19:52


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感谢参与!


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