【五分钟讲实验】胶质母细胞瘤（GBM）模型细胞系选择及动物模型构建方法

胶质母细胞瘤是最常见的恶性原发性中枢神经系统肿瘤，也是最使人衰弱的癌症之一。胶质母细胞瘤（GBM）是最常遇到的恶性原发性中枢神经系统（CNS）肿瘤，占所有恶性原发性中枢神经系统肿瘤的50.1%和原发性中枢神经系统肿瘤的14.2%。胶质母细胞瘤的年发病率约为35/100万，男女比例为1.6：1。该发病率随年龄增长而增加，在≥65岁年龄组中约为130/100万。

不同神经胶质瘤细胞系的遗传和组织病理学特征

1. C6细胞系

C6 细胞系是 GBM 研究中最受欢迎的细胞系之一。它使用暴露于近交Wistar大鼠的N-甲基亚硝基脲星形胶质细胞8个月而开发。这些细胞具有野生型 Tp53 基因。

亚硝基脲诱导的大鼠神经胶质细胞通常纯合地失去其p16/Cdkn2a/Ink4a基因位点。血小板衍生生长因子 （PDGF）-β、表皮生长因子受体 （EGFR）、胰岛素样生长因子 （IGF）-1、Erb3/Her3 前体蛋白和 Rb 基因表达增加。TGFα前体（而非TGFα基因本身）过表达，这些特征与人神经胶质瘤细胞相似。成纤维细胞生长因子9（fibroblast growth factor 9， FGF-9）和FGF-10的表达降低。此外，Ras活性的增加与在人神经胶质瘤细胞中观察到的相似。与人神经胶质瘤不同，IGF-2的表达降低。该细胞系的另一个缺点是C6细胞系中不存在IDH-1和IDH-2突变。缺乏 IDH-1 和 -2 突变会降低 C6 细胞对化疗的敏感性。然而，有研究报道，可以引入IDH2的人工突变，它挽救了细胞迁移的特性，使细胞对化疗更敏感。与人GBM不同，C6细胞系为GFAP阳性。

该系的主要缺点是触发同种异体免疫应答。因此，C6系列在Wistar和BDX大鼠的免疫治疗研究中的效用有限。

2. 9L细胞系

通过向Fischer大鼠静脉注射5mg/kgN-甲基亚硝基脲26周来开发9L细胞系。当9L细胞在大鼠脑内植入时，它们具有肉瘤组织学。因此，9L衍生的肿瘤模型也称为胶质肉瘤。

TGFα 和 EGFR 过表达。FGF-2、FGF-9、FGFR-1和PDGF-β的表达降低。该肿瘤模型具有高免疫原性，降低了其在免疫治疗研究中的效用。该模型具有突变的Tp53基因。

对具有9L细胞的大鼠肿瘤模型的检查显示CD8+ T淋巴细胞浸润是抗肿瘤免疫反应的证据。

3. F98细胞系

该细胞系PDGF-β、Rb、Ras、EGFR、细胞周期蛋白D1和细胞周期蛋白D2表达增加，波形蛋白和GFAP染色阳性。F98衍生的肿瘤免疫原性较弱，CD3+ T细胞浸润不显著，这一特性使其可用于免疫治疗研究。

4. RG2细胞系

该细胞系是在妊娠第20天通过静脉注射50mg/kg N-乙基亚硝基脲对怀孕的Fischer大鼠产生的。由于相似的生成过程，它与 F98 细胞系有一些相似之处。

RG2细胞表现出非常侵入性的模式，这使其成为GBM的合适模型。

5. GL261细胞系

GL261细胞系是通过颅内注射3-甲基胆兰素到C57BL/6小鼠体内开发的。

该细胞系存在p14、p16、磷酸酶和张力蛋白同源物（PTEN）、K-ras和EGFR突变。GFAP阴性，波形蛋白阳性。H-ras表达降低。GL261细胞具有可检测到的MHC I类表达水平，这使得它们对自然杀伤细胞具有中等敏感性。可通过IFN-γ刺激而增加，检测到MHC II.类的表达。

在组织学水平上，GL261诱导的肿瘤模型显示假性栅栏坏死、血管周围增生和核多形性。GL261肿瘤也显示出与室管膜母细胞瘤的组织学相似性。

举例：使用植入GL261细胞的胶质母细胞瘤小鼠模型，免疫检查点抑制剂抗程序性死亡-1（抗PD1）被证明与谷氨酸调节因子BHV-4157具有协同作用。

6. CT2A细胞系

CT-2A细胞系是在C57BL/6小鼠中通过甲基胆蒽诱导开发的。该细胞模型显示有丝分裂指数高、细胞密度增加、细胞核多态性、出血区、假性栅栏坏死（中央坏死区）、高血管生成和微血管浸润。

对周围实质的侵袭性较弱，该细胞系在体内生长时显示出尖锐的肿瘤边界，这与人类GBM不同。然而，与其他胶质瘤细胞系相比，该细胞系在体外显示出更高的侵袭性和迁移性。该细胞系具有野生型p53和IDH1，缺乏PTEN表达。GFAP染色呈阳性，常见于肿瘤边缘区域和肿瘤内小血管壁附近。

7. U87细胞系

该系存在p14、p16和PTEN基因突变。U87细胞系不表达S100和GFAP，尽管它来源于神经胶质来源。波形蛋白呈阳性。表现为血管形成较弱。

U87细胞无VEGFR-1表达，VEGFR-2表达低，VEGF水平升高。IDH1为野生型。CD31、VE-cadherin、Tie1或Tie2作为内皮细胞特异性标志物未表达。然而，这些细胞的CD133标志物染色呈阳性，这允许神经球的形成。体外显示出较高的菌落形成和迁移潜力。

8. U251细胞系

U251细胞系来源于人GBM，是最常用的患者来源细胞系之一。

该系含有 p14、p16、PTEN 和 EGFR 基因突变; 它还显示PI3K上调和U251肿瘤中的无功能突变Tp53基因。该细胞系的S100、GFAP和波形蛋白呈阳性。它显示出快速的生长模式。U251衍生的肿瘤模型Ki-67染色率高（>50%），坏死周区域对缺氧诱导因子-1-α（HIF1-α）和Caspase-3染色呈阳性。肿瘤的CD133也呈阳性。

不同神经胶质瘤细胞系的研究用途

1. 用于生成GBM动物模型的不同方法