时间:2021-09-29浏览次数:2289
大肠癌(结直肠癌,CRC)的动物模型在研究发病机制、药物筛选及治疗策略中具有重要作用。不同造模方法模拟的病理机制和分子通路存在差异,以下从造模方法、机制通路、关键蛋白及临床研究关联四方面系统阐述。
一、化学诱导模型
造模方法
通过代谢生成甲基自由基,诱导DNA损伤和腺瘤形成。
AOM(单次腹腔注射,10-15 mg/kg)作为基因毒性致癌剂,诱导肠道上皮细胞DNA烷基化;DSS(2-5%饮水,循环给药)引发慢性炎症,模拟炎症相关癌变。
氧化偶氮甲烷(AOM)联合葡聚糖硫酸钠(DSS)
二甲基肼(DMH)/1,2-二甲基肼(DMH)
机制通路
炎症-癌变通路:DSS激活TLR4/MyD88/NF-κB信号,促进促炎因子(IL-6、TNF-α)释放,诱导STAT3磷酸化,抑制细胞凋亡。
氧化应激:AOM代谢产物导致ROS积累,激活MAPK(ERK、JNK)和PI3K/Akt通路,促进细胞增殖。
Wnt/β-catenin通路:AOM诱导的APC突变导致β-catenin核积聚,驱动癌基因(c-Myc、Cyclin D1)表达。
关键蛋白
NF-κB、STAT3(炎症调控)
β-catenin(Wnt通路核心)
COX-2(炎症相关前列腺素合成)
p53(AOM诱导突变后失活)
临床研究关联
COX-2抑制剂(如塞来昔布):在AOM/DSS模型中减少息肉数量,临床证实可降低家族性腺瘤性息肉病(FAP)患者腺瘤发生风险。
抗炎治疗:抗TNF-α药物(英夫利昔单抗)在炎症性肠病(IBD)相关CRC中应用。
二、基因工程模型
造模方法
Apc突变模型(如Apc<sup>Min/+</sup>小鼠):Apc基因截短突变导致β-catenin异常激活,自发形成多发性肠腺瘤。
KRAS突变模型(如Kras<sup>G12D</sup>):条件性激活KRAS驱动腺瘤-癌序列。
TP53敲除模型:联合Apc突变加速癌变进程。
机制通路
Wnt/β-catenin通路:Apc突变导致β-catenin降解受阻,激活下游靶基因。
MAPK通路:KRAS突变持续激活ERK,促进细胞增殖和存活。
TGF-β/Smad通路:TP53缺失导致TGF-β抑癌作用丧失,促进EMT和转移。
关键蛋白
β-catenin(Wnt通路核心)
KRAS(MAPK通路开关)
Smad4(TGF-β信号转导)
E-cadherin(EMT标志物)
临床研究关联
抗EGFR治疗:西妥昔单抗在KRAS野生型患者中有效,但在KRAS突变模型中耐药。
Wnt抑制剂:PORCN抑制剂(如LGK974)在Apc突变模型中抑制肿瘤生长,进入早期临床试验(NCT01351103)。
免疫检查点抑制剂:TP53突变模型显示高肿瘤突变负荷,提示PD-1抑制剂潜在疗效。
三、异种移植模型(PDX/CDX)
造模方法
细胞系移植(CDX):将人类CRC细胞系(如HCT116、SW480)接种至免疫缺陷鼠(裸鼠、NSG)。
患者来源移植瘤(PDX):将患者肿瘤组织原位或皮下移植,保留原始肿瘤异质性。
机制通路
个体化驱动通路:如EGFR/MAPK、PI3K/Akt/mTOR在特定亚型中激活。
血管生成:VEGF高表达促进肿瘤血管新生。
关键蛋白
EGFR(靶向治疗标志物)
VEGF(血管生成核心因子)
HER2(部分转移性CRC过表达)
临床研究关联
靶向药物筛选:PDX模型预测患者对瑞戈非尼(多激酶抑制剂)的反应,与临床疗效一致。
抗血管生成治疗:贝伐珠单抗(抗VEGF)在PDX模型中抑制转移,临床用于晚期CRC一线治疗。
四、原位移植模型
造模方法
将CRC细胞或组织块手术植入小鼠结肠黏膜下,模拟原位微环境。
机制通路
转移相关通路:整合素/FAK信号促进肝/肺转移;CXCR4/CXCL12趋化因子轴驱动定向转移。
关键蛋白
MMP-9(细胞外基质降解)
CXCR4(转移趋化因子受体)
临床研究关联
抗转移药物:CXCR4抑制剂(如Plerixafor)在模型中减少肝转移,临床试验中与化疗联用(NCT02179970)。
五、自发模型与类器官模型
自发模型(如老年大鼠)
自然发生CRC,机制涉及衰老相关基因组不稳定和表观遗传改变(如DNA甲基化)。
关键蛋白:DNMT1(甲基化酶)、HDAC(去乙酰化酶)。
临床关联:表观药物(阿扎胞苷)在甲基化高亚型中试验。
类器官模型
患者来源类器官保留遗传特征,用于药物敏感性测试。
机制:个性化药物反应与基因突变(如BRAF V600E)相关。
临床:指导BRAF抑制剂(维莫非尼)在难治性CRC中的应用。
模型总结与未来研究方向
模型局限性
化学模型无法完全模拟遗传性CRC,基因模型缺乏肿瘤微环境复杂性。
转化医学瓶颈
动物模型对免疫疗法的响应差异(如小鼠免疫系统与人类不同)。
前沿方向
人源化免疫系统小鼠、微生物组调控模型(如移植患者肠道菌群)。
通过整合多模型数据,可更精准解析大肠癌异质性,推动靶向治疗和免疫治疗的临床转化。
裸鼠是随着近代医学的发展,特别是肿瘤学和免疫学研究的需要,在近十几年中发展起来的动物模型。由于裸鼠的免疫缺陷,在一定情况下,不排斥来自异种动物的组织移植,因此,可用其建立理想的人类肿瘤可移植实验动物肿瘤模型。人体肿瘤移植于免疫缺陷动物(裸鼠),能保持其生物学特性,用于研究人体肿瘤对药物的敏感性有很大帮助。利用裸鼠建立肿瘤模型(即裸鼠成瘤)进行肿瘤的防治研究,是基础医学研究中的重要课题。
晶莱可根据客户具体需求建立各种肿瘤、肿瘤转移动物模型,同时提供给药实验、药物药理、药效评价及药代动力学分析,协助客户研究肿瘤发生发展的机制、寻求预防和治疗肿瘤的新型药物。
应用范畴:
1.评价抗肿瘤免疫治疗的疗效
2.作为抗肿瘤药物筛选模型
3.为肿瘤转移研究提供更好的研究平台
4.为研发抗肿瘤转移性药物提供良好的实验工具
服务内容:
裸鼠的购买,饲养,造模、取材,和后续指标的检测等。
肿瘤模型(皮下移植瘤、原位癌):
乳腺癌 | 肺癌 | 结肠癌 | 胃癌 | 肝癌 | 白血病 |
淋巴瘤 | 皮肤癌 | 前列腺癌 | 食管癌 | 宫颈癌 | 卵巢癌 |
人绒毛膜癌 | 口腔癌 | 肾癌 | 膀胱癌 | 胰腺癌 | 大肠癌 |
交付标准:
整套的动物模型构建,动物饲养,标本采集和指标检测的实验服务,提供详细的动物实验报告单。
晶莱生物服务流程
晶莱生物实验服务项目
动物实验 | 细胞生物学 | 病理实验 |
消化系统模型 | 细胞培养 | 病理染色 |
胃酸分泌模型 | 普通细胞株 | HE染色 |
脓毒症模型 | 细胞缺氧培养 | 油红O染色 |
胃溃疡模型 | 细胞培养+支架 | 番红固绿染色 |
胰腺炎模型 | 干细胞培养 | Masson染色 |
肝纤维化模型 | 原代细胞分离/提取/培养 | 天狼猩红染色 |
DIO肥胖模型 | 细胞转染/病毒感染 | PAS糖原染色 |
胆结石模型 | Trans well共培养 | 阿利新蓝染色 |
结肠炎(UC)模型 | 细胞增殖 | 甲苯胺蓝染色 |
脂肪肝模型 | 细胞计数 | 尼氏染色 |
急性肝损伤模型 | 生长曲线测定 | LFB髓鞘染色 |
免疫、代谢系统疾病模型 | 存活曲线测定 | 普鲁士蓝染色 |
骨质疏松模型 | ccK-8增殖检测 | VG染色 |
糖尿病模型 | MTT增殖检测 | EVG染色 |
高尿酸血症模型 | CFSE检测增殖-流式检测 | VonKossa染色 |
呼吸系统模型 | BrDU检测-免疫荧光法 | 刚果红染色 |
肺纤维化模型 | 细胞凋亡 | 苏丹黑B染色 |
慢性肺阻塞模型 | Annexin V/PI流式检测细胞凋亡 | Trap染色 |
急性肺损伤模型 | WB检测凋亡相关蛋白 | 抗酸染色 |
哮喘模型 | 透射电镜观察凋亡小体 | 革兰氏染色 |
肺栓塞模型 | Tunel染色(POD法,DAB显色) | AB-PAS染色 |
支气管炎模型 | Tunel(荧光法,含试剂盒) | 亚甲基蓝染色 |
泌尿生殖系统模型 | DNA ladder法 | 苯胺蓝染色 |
慢性肾衰模型 | 细胞周期 | 荧光 DAPI染色 |
急性肾衰模型 | 细胞显微计数 | 普鲁士蓝染色 |
肾间质纤维化模型 | PI染色 | 间苯二酚碱性品红染色 |
肾结石模型 | BrdU渗入法 | 银染 |
肾炎模型 | 免疫荧光染色 | 黑色素染色 |
子宫内膜异位症模型 | PI流式检测细胞周期 | 镀银染色 |
心血管系统模型 | 细胞运动 | PASM 六胺银染色 |
冠心病模型 | Transwell检测细胞迁移 | VG染色 |
心肌梗死模型 | Transwell检测细胞侵袭 | 富尔根染色 |
心脏骤停模型 | 细胞划痕 | 亚甲基蓝染色 |
慢性心力衰竭模型 | 细胞克隆 | 碘-碘化钾染色 |
动脉粥样硬化模型 | 集落形成法/稀释铺板方法 | Goldner三色法染色 |
白血病模型 | 软琼脂克隆法 | PAS-萘酚磺S染色 |
高血压模型 | 毛细管克隆法 | 改良苯酚品红染色 |
神经系统模型 | 体外实验血管生成 | 网状纤维染色 |
脑卒中模型 | 磁珠分选细胞 | β-半乳糖苷酶染色 |
栓塞性脑梗死模型 | 流式分选细胞 | 镀银染色 |
脑出血模型 | 开机费 | movat五色染色 |
脑损伤模型 | 单色 | 维多利亚蓝染色 |
脊髓损伤模型 | 双色 | 免疫组化 |
帕金森模型 | CBA多细胞因子流式检测 | 免疫组化预式 |
老年痴呆模型 | 组织/血液细胞制备 | 免疫组化正式 |
应激模型 | 组织单细胞制备 | 免疫荧光(石蜡-单标) |
骨骼疾病模型 | 中性粒细胞提取 | 免疫荧光(石蜡-双标) |
骨折模型 | 其他样本细胞制备(如血液等) | 免疫荧光(石蜡-三标) |
骨缺损模型 | 外周血PBMC分离 | 免疫荧光(冰冻-单标) |
风湿免疫性关节炎模型 | 线粒体组学 | 免疫荧光(冰冻-双标) |
骨关节炎模型 | 线粒体膜电位检测-流式法 | 制片前处理 |
五官疾病模型 | 线粒体膜电位检测-免疫荧光法 | 石蜡组织包埋 |
眼科疾病模型 | 线粒体ROS生物含量检测--流式 | 特殊包埋(细胞、材料、眼球等) |
鼻腔疾病模型 | 线粒体ROS生物含量检测--免疫荧光 | 软化(肝硬化、皮肤结痂、植物等) |
皮肤疾病模型 | 线粒体通透性转换孔(mPTP) | 骨组织脱钙(小) |
皮肤损伤模型 | 溶酶体免疫荧光法 | 骨组织脱钙(大) |
肿瘤疾病模型 | 线粒体+溶酶体共定位 | 骨组织EDTA脱钙(小) |
原位瘤模型 | 内质网 | 骨组织EDTA脱钙(大) |
转移瘤模型 | 线粒体钙瞬时变化检测-流式 | 石蜡白片 |
皮下植瘤模型 | ATP检测 | 细胞爬片 |
ADP检测 | ||
AMP检测 | ||
流式 | DNA/RNA半定量检测 | 基因编辑工具 |
组织细胞悬液处理 | pcr检测mRNA | 合成(3保1)片段/质粒/引物合成 |
细胞处理 | microRNA检测 | 质粒载体构建 |
血液标本处理 | LncRNA表达量的检测 | 过表达腺病毒载体构建包装 |
细胞刺激培养 | CirRNA表达量的检测 | shRNA腺病毒载体构建包装 |
单色检测 | 凝胶电泳 | 过表达慢病毒载体构建包装 |
双色检测 | 基因合成 | shRNA慢病毒载体构建包装 |
Annexin V/PI凋亡 | <300 | 过表达腺相关病毒载体构建包装 |
细胞周期 | 300-1,500 | shRNA腺病毒载体构建包装 |
1500 - 5000 | 稳转细胞株 | |
>5000 | ||
特殊序列 | ||
ELISA | WB | qPCR |
组织匀浆处理 | 蛋白提取及定量一 | RNA抽提 |
ELISA(不含试剂盒)48T/kit | WB检测一(10孔膜/指标) | mRNA引物设计及合成 |
ELISA(不含试剂盒)96T/kit | 灰度值分析及作图一(10孔膜/指标) | miRNA引物设计及合成 |
ELISA(含国产试剂盒)48T/kit | 蛋白提取及定量二 | LncRNA引物设计及合成 |
ELISA(含国产试剂盒)96T/kit | WB检测二(15孔膜/指标) | CircRNA引物设计及合成 |
灰度值分析及作图二(15孔膜/指标) | mRNA RT-qPCR | |
miRNA RT-qPCR | ||
LncRNA RT-qPCR | ||
CircRNA RT-qPCR |
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