人源肿瘤异种移植小鼠模型研究进展

建立适当的移植瘤模型对于癌症研究至关重要。迄今为止,最常用的移植瘤模型是人源肿瘤细胞系异种移植模型(cancer cell line-based xenograft,CDX),即将体外传代培养的肿瘤细胞移植到免疫缺陷小鼠体内形成移植瘤。虽然这种模型容易建立且建模周期较短,但不能充分代表临床癌症患者,因此,具有能够稳定保留肿瘤异质性的人源肿瘤异种移植模型(patient-derived tumor xenograft,PDX)在诸多应用中开始代替CDX模型。PDX模型通过将患者组织或原代细胞直接植入免疫缺陷小鼠进行成瘤,这种方式保留亲代肿瘤的组织病理学、分子特征和药物反应性,可作为临床前模型,在药物筛选、生物标志物开发和联合临床试验等方面具有显著优势。在这篇综述中,我们将详细介绍PDX模型的构建方法和应用,总结模型建立过程中及进行临床前研究中可能遇到的问题。

异种骨髓移植移植物抗宿主反应的实验动物模型

为了观察大鼠和小鼠间异种骨髓移植中移植物抗宿主病 (GVHD)的现象 ,建立动物模型。受体BALB/c小鼠接受 8.5Gy全身照射后 ,一组 (n =10 )输入SD大鼠骨髓细胞 4× 10 7,另一组 (n =10 )输入SD大鼠骨髓细胞 4× 10 7及脾细胞 2× 10 7,观察 6 0天 ,记录受鼠发生GVHD情况。结果表明 :单纯骨髓细胞输入组 8只鼠存活超过 6 0天 ,另 2只鼠分别于 18天和 31天死亡 ,肝、小肠病理切片未见明显GVHD。而骨髓细胞及脾细胞输入组均于14天内死亡 ,肝、小肠病理切片证实有GVHD。结论 :大、小鼠间异种全骨髓细胞移植未见明显GVHD 。

肺癌恶性胸腔积液来源肿瘤细胞的小鼠PDX模型构建及实验验证

目的·构建肺癌患者恶性胸腔积液(malignant pleural effusion,MPE)肿瘤细胞来源的肿瘤异种移植(patientderived tumor xenograft,PDX)模型,并进行实验验证。方法·从基因表达综合数据集(Gene Expression Omnibus,GEO)下载人肺癌伴MPE单细胞转录组测序公共数据GSE131907和人肺癌实体瘤单细胞转录组测序公共数据GSE203360,对数据进行聚类、差异基因本体功能富集分析,明确应用MPE建模的可行性。同时收集肺癌患者的MPE样本,经离心、裂解红细胞等富集细胞操作后,将其植入非肥胖型糖尿病重症联合免疫缺陷(non-obese diabetic/severe combined immunodeficient,NOD/SCID)小鼠皮下,待移植瘤生长至1000 mm³时进行瘤体传代及保存。对稳定传代移植瘤进行组织病理学检测,通过苏木精-伊红染色(hematoxylin-eosin staining,H-E染色)观察细胞组织形态,免疫组织化学法(immunohistochemistry,IHC)检测肺癌标志物表达情况。结果·经单细胞数据分析发现MPE中肿瘤细胞的增殖功能更强,提示MPE中肿瘤细胞PDX建模或具备更佳成瘤效果;共收集35例肺癌MPE样本,成功构建13例PDX模型,成功率达37.14%;在组织病理学检测中,H-E染色可见移植瘤组织细胞异型性明显,IHC检测显示细胞角蛋白7(cytokeratin 7,CK7)、甲状腺转录因子1(thyroid transcription factor-1,TTF1)和天冬氨酸蛋白酶A(Napsin A)等肺癌标志物均呈阳性表达。结论·通过富集肺癌患者MPE中的肿瘤细胞,成功构建了更为简便高效、可实时动态建模的PDX模型。该模型保留了肺癌患者肿瘤细胞的恶性特征及蛋白表达特性,为肺癌伴MPE患者的基础研究和临床用药指导提供了重要的实验模型工具。

NSC74859对食管鳞状细胞癌人源肿瘤异种移植模型的抗肿瘤作用研究

目的观察小分子抑制剂NSC74859对食管鳞状细胞癌(ESCC)人源肿瘤异种移植模型(patient-derived tumor xenograft,PDX)的抗肿瘤作用及其机制。方法首先利用UALCAN分析信号转导和转录激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)在肿瘤及正常样本中的表达。其次将临床手术切除的新鲜的ESCC组织经无菌条件处理后移植到高度免疫缺陷小鼠的皮下,建立ESCC皮下移植肿瘤模型,并将第零代PDX模型(F0)肿瘤组织在裸鼠体内传代至第4代(F4),将F4代ESCC PDX小鼠随机分为两组:NSC74859治疗组,5 mg/kg,每天腹腔注射1次,共给药7 d;溶媒对照组,等体积溶媒注射,每天腹腔注射1次,共给药7 d。每周2次测量裸鼠体重、肿瘤体积,计算相对肿瘤体积和相对肿瘤抑制率,绘制肿瘤生长曲线。观察28 d后脱颈椎处死各组小鼠,摘取肿瘤组织,称量肿瘤湿重。运用Western blot和免疫组织化学方法检测两组瘤体组织中STAT3及p-STAT3蛋白的表达。结果STAT3在多种肿瘤中高表达,在食管癌中表达量最高。ES0172模型在给药开始后第28天时,相对肿瘤抑制率TGI(%)为49.96%(P<0.05);ES0195模型在给药开始后第26天时,相对肿瘤抑制率TGI(%)为53.88%(P<0.05)。ES0172模型和ES0195模型中NSC74859治疗组瘤重都显著低于溶媒对照组瘤重(P<0.05)。p-STAT3在NSC74859治疗组中的表达水平显著低于溶媒对照组(P<0.05)。结论NSC74859能减轻ESCC肿瘤负荷,其抗肿瘤机制可能与下调STAT3的磷酸化水平有关。

人源肿瘤异种移植模型在精准肿瘤医学中的研究进展

癌症是由于物理、化学、病毒等致癌因子导致的原癌基因和抑癌基因突变从而引发的一系列异质性疾病的统称。尽管近年来高通量测序技术与靶向治疗取得了突破性的进展,但是临床转化研究的高失败率使得抗肿瘤药物的创新发展十分有限。人源肿瘤异种移植模型(patient-derived xenograft model,PDX模型)是指直接将病人的新鲜肿瘤组织移植到免疫缺陷小鼠上,依靠小鼠提供的环境生长的一种异种移植模型。这种模型保留了原代肿瘤的基质异质性、组织学特性、分子多样性以及微环境,为临床前药效的个性化筛选评估以及生物标志物的鉴定提供了有效的研发资源。PDX模型结合临床数据,基因组图谱以及药效数据可以增加药物特异性,应用于肿瘤患者个体化治疗,提高临床治疗成功率。本文就PDX模型研究进展进行综述,包括其在肿瘤新疗法中的应用、挑战性与局限性、以及在精准肿瘤医学中的应用前景。

肝癌人源肿瘤异种移植模型构建及初步应用

目的建立肝癌人源肿瘤异种移植(patient-derived xenografts,PDX)模型,探讨其在肝癌精准医疗中的作用。方法取临床肝癌新鲜手术切除标本,NCG小鼠皮下接种肿瘤组织建立PDX模型,HE染色比较移植肿瘤组织与患者肿瘤组织形态结构的一致性。将成功传至第三代的PDX模型制备肿瘤细胞悬液,BALB/c裸鼠皮下接种制作肝癌移植瘤模型15只,成瘤后随机分为5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,5-FU)组、索拉非尼(sorafenib)组和阴性对照组,每组5只。定期监测各组荷瘤小鼠肿瘤体积和重量,根据瘤重计算抑瘤率,评估疗效。结果本研究共建成肝癌PDX模型6例,成功率为33.3%(6/18),模型较好的保持了原发肿瘤的特征。1例PDX模型中,5-FU与索拉非尼组肿瘤抑瘤率分别为63.7%和29.6%,5-FU组抑瘤率比较差异有显著性(P<0.05),索拉非尼组抑瘤率比较差异无统计学意义,与临床结果相符。结论肝癌PDX模型保持了患者肿瘤组织的组织形态,可以适用于肝癌患者的精准医疗。

近红外荧光染料在胃癌人源性肿瘤组织异种移植模型研究中的应用

目的建立胃癌人源性肿瘤组织异种移植(patient-derived tumor xenograft,PDX)裸鼠模型,探讨近红外荧光(near infrared fluorescence,NIRF)染料IR-783在胃癌PDX模型活体成像研究中的应用。方法取临床胃癌新鲜手术切除标本,裸鼠肾包膜移植建立PDX模型,HE染色比较移植肿瘤组织与患者肿瘤组织形态结构的一致性。将移植肿瘤组织裸鼠皮下接种,20 d后,荷瘤小鼠腹腔注射NIRF染料IR-783(每只10 nmol/L),活体成像连续测定肿瘤部位近红外荧光强度并分析肿瘤体积与荧光强度的相关性;免疫组织化学检测移植肿瘤组织中HIF1α与OATP1B3的表达强度。结果成功建立了3个人胃癌PDX模型,移植肿瘤组织较好的保持了原发肿瘤的特征,NIRF活体成像早期检测到肾包膜部位荧光信号。PDX模型中肿瘤体积与荧光强度的相关性均在98%以上。移植肿瘤组织中HIF1α与OATP1B3表达呈强阳性。结论 NIRF染料IR-783可在PDX模型肿瘤部位特异性聚集,用于PDX模型的早期检测,这种肿瘤靶向性可能与HIF1α和OATP1B3的表达相关。

基于人源化免疫重建的患者来源肿瘤组织异种移植模型的研究进展

将患者的肿瘤组织移植于免疫缺陷小鼠体内建立的肿瘤移植模型(patient-derived xenograft, PDX)较好地保留了原发瘤的生物学特性,但瘤组织基质成分会在小鼠体内传代过程中逐渐被鼠源性基质代替,缺乏免疫系统的小鼠体内环境也会改变肿瘤的微环境,原发肿瘤的异质性会逐渐丢失,从而限制了该类模型的应用;将人的造血干细胞(hematopoietic stem cells, HSCs)移植于低剂量X线全身照射或其他方法清理骨髓的重度免疫缺陷小鼠,然后再将患者的瘤组织移植于该小鼠建立的人源化肿瘤模型(humanized patient-derived xenograft, Hu-PDX),具有与人相似的免疫系统,可以更好的保留原发瘤的异质性。研究证实人的HSCs在小鼠体内可以产生各种免疫细胞,使肿瘤生长微环境与人体更相似,更好的保留了肿瘤的异质性,为肿瘤的个体化研究提供了良好的动物模型。

转化医学视角下头颈癌人源性肿瘤异种移植瘤模型队列的研究愿景

头颈癌位居全球第七大恶性肿瘤,现存多种治疗策略无法满足大部分患者的临床获益需求。同时,缺乏分子分型指导的头颈癌治疗策略也严重阻碍个性化疗法的发展。近年来,以临床前模型为纽带,加快临床问题与基础成果双向转化的新思路逐渐成为业界共识。PDX模型作为肿瘤基础研究和临床转化的桥梁,能够精准复制肿瘤遗传特征和肿瘤进化,在阐析肿瘤发生发展机制中显示出强大的生命力。借助PDX模型组成的治疗队列,彰显出小鼠为患者进行药物筛选和生物标志物分析的独特优势,这种理想的临床前模型能够在符合伦理范畴内最大可能的为患者寻找潜在的治疗策略。

快速人源肿瘤异种移植模型技术在儿童复杂难治恶性实体肿瘤中应用探讨

目的探讨快速人源肿瘤异种移植模型(S-PDTX)技术在儿童复杂难治恶性实体肿瘤组织中应用的可能性。方法首都医科大学附属北京儿童医院肿瘤外科和保定病区就诊的实体肿瘤患儿中,纳入10例化疗无效、化疗中进展或复发病例,术中切除病变组织,依据S-PDTX操作流程,对不同的化疗方案进行小鼠体内药物学检测,筛选出最优的化疗方案。结果10例患儿中,肾脏肿瘤5例,软组织肉瘤3例,肝母细胞瘤1例,神经母细胞瘤1例;其中7例为初次手术标本进行S-PDTX建模,3例为复发标本进行建模;10例患儿均建模成功,进行药敏检测,筛选出有差别的化疗方案;4例患儿已结束化疗,2例因化疗中感染死亡,4例仍在治疗中。结论S-PDTX技术以免疫缺陷小鼠作为肿瘤患儿的“替身”,对不同的化疗方案和药物进行药物敏感性检测,筛选出有差别的治疗方案,可以用于临床用药参考和治疗方案调整。

肿瘤患者来源的异种移植(PDX)模型

将患者新鲜肿瘤组织移植于免疫缺陷小鼠建立的患者来源异种移植(patient-derived xenograft,PDX)模型较好地保持了原发肿瘤的遗传特性和异质性,在肿瘤的个体化治疗研究中具有独特的优势。常用PDX模型的移植方法主要有皮下移植、肾包膜移植和原位移植。移植瘤的溯源方法包括组织形态学比较、肿瘤特异性标志物分析、短片段重复序列分型和测序分析。在PDX模型研究中,需要重点关注影响模型成功率的因素、人源化问题、淋巴瘤的发生和药物评价中治疗策略的选择。虽然从目前临床数据来看,基于PDX模型的个体化治疗还没有显示出实质性疗效,仍处于临床验证阶段,但PDX模型的建立和应用为肿瘤学研究,特别是肿瘤的个体化治疗提供了良好的实验平台。我们在强调PDX模型个体化的同时,要善于应用共性思维,开展基于PDX模型基因组学的肿瘤靶向药物筛选。

人肿瘤干细胞异种移植模型进展

人肿瘤干细胞(human cancer stem cells,CSCs)分离后异种移植至模型内的成瘤特性,为研究肿瘤病因学和制订抗癌策略提供了新的手段和方法。但是,目前人肿瘤干细胞的鉴别离不开移植至异种免疫缺陷鼠内建立肿瘤干细胞的动物模型。本文主要从CSCs的概念、CSCs与肿瘤的关系、CSCs异种移植模型研究进展、模型建立的影响因素、模型建立存在的问题等进行简要综述,为异种移植模型的建立提供参考。

异种移植物抗宿主病模型(英文)

目的 :①观察人→小鼠单向混合淋巴细胞反应 ;②建立人→小鼠异种移值物抗宿主病 (XGVHD)模型 ,探讨XGVHD的免疫发生机理。方法 :①无菌采集体小鼠脾淋巴细胞 ,经丝裂霉素处理 ,作刺激细胞 ;取健康成人外周血淋巴细胞 (hPBL) ,作反应细胞 ;异种单向混合淋巴细胞培养(one wayXMLC) 1周 ;②摧毁受者 (小鼠 )免疫系统 ;将hPBL经尾静脉注入小鼠体内 ,两周后检测脾、肾组织。结果 :①小鼠脾淋巴细胞明显刺激人外周血淋巴细胞 (hPBL)增殖 ,3 H TdR掺入值 (cpm)显著增高 (P <0 0 5 ) ;CD4 ,CD8,IgG ,IgM细胞含量明显升高 ,有显著差异 (P <0 0 5 )。②实验组 (注射hPBL)动物诱发XGVHD ,脾、肾组织中发现人中CD4、CD8、IgG、IgM细胞 ,有Fas蛋白表达和少量调亡细胞出现。结论 :①人→小鼠单向混合淋巴细胞培养 (one wayXMLC) ,具有明显细胞增殖反应 ;②本实验方法成功诱发XGVHD ,建立人→小鼠异种移殖物抗宿主 (XGVHD)

人源肿瘤异种移植模型在上皮性卵巢癌研究中的应用进展

利用患者新鲜肿瘤移植而建立的人源肿瘤异种移植(patient-derived xenograft,PDX)模型可以协助筛选出有效的非一线治疗药物,同时可利用其进行新药研发、肿瘤发生及转移机制研究等。卵巢癌是妇科肿瘤中死亡率最高的一种恶性肿瘤,本文就上皮性卵巢癌PDX模型的建立、组织学病理学特点、分子特征及PDX模型在药物研究、生存预测等方面的应用进行综述。

鸡胚种植肿瘤模型构建及其抗肿瘤药物药效评价

肿瘤活体模型可以高度模拟人体内的肿瘤生长情况,从而评价药物在体内经过吸收、分布和代谢后的活性,因此,建立合适的临床前抗肿瘤药物研究模型至关重要。基于此,建立了一种新型鸡胚尿囊膜(chicken embryo allantoic membrane,CAM)种植肿瘤模型并应用于评价抗肿瘤药物的疗效,为开发新的抗肿瘤药物及寻找肿瘤治疗新策略提供模型基础。通过监测鸡胚孵育期间对移植瘤的排斥反应,根据成瘤率和成瘤大小,探究最佳气室转移时间、种瘤时间及不同肿瘤细胞系种瘤浓度,优化种瘤方式,以此构建鸡胚种植肿瘤模型。结果表明,鸡胚孵育第7天转移气室,孵育第8天硅胶环接种2×10^(6)个/颗HepG2或Hela细胞、1.5×10^(6)个/颗A498细胞、4×10^(6)个/颗MDA-MB-231细胞,能够建立稳定的鸡胚种植肿瘤模型。模型应用于抗肿瘤药物阿贝西利的药效评价,结果显示阿贝西利给药72 h后,给药组肿瘤随着给药浓度增加而逐渐减小,呈明显线性关系。鸡胚尿囊膜肿瘤模型或许是一种理想的抗肿瘤药物筛选模型,在药物疗效的临床前初步评价方面具有一定的应用前景。

结直肠癌人源性肿瘤组织异种移植模型(PDX)的构建及^(18)F-FDG PET/CT活体成像监测

目的构建结直肠癌人源性肿瘤组织异种移植模型(Patient-derived Xenograft,PDX),并探讨18F-FDG PET/CT成像技术用于监测结直肠癌PDX模型肿瘤生长的有效性。方法取外科手术切除的新鲜结直肠癌组织,接种到免疫缺陷小鼠皮下构建PDX模型。采用HE染色法、免疫组织化学染色法进行模型评价。选取部分构建成功的PDX模型进行PET/CT活体成像监测。结果接种结直肠癌患者新鲜肿瘤组织35例,成功构建PDX模型20例,成功率为57%;成瘤所需的中位时间为54.5天,四分位间距为47.5天。HE染色结果表明结直肠癌PDX模型可以较好地保留原发肿瘤的组织学特性。Ki67、p53在第一代PDX模型移植瘤与原发肿瘤组织中均呈强阳性表达,具有高度相似性。结直肠癌的成瘤能力与患者的性别、年龄、以及肿瘤的部位、大小、分期、分化程度等均没有相关性。PDX模型的PET/CT活体显像表明,18F-FDG PET/CT可以获得较好的显像效果。结论结直肠癌PDX模型构建成功率较高,模型可以较好地保留原发肿瘤的组织学、生物学特性。18F-FDG PET/CT成像技术可用于监测结直肠癌PDX模型肿瘤的生长情况。

患者来源肿瘤异种移植模型研究的新进展

患者来源的肿瘤异种移植(patient-derived tumor xenografts,PDTX)模型,因其较好地保留了原代肿瘤的遗传、分子、形态结构等方面的特征,维持了肿瘤干细胞的特性,能反映患者肿瘤的遗传多样性,并且在对治疗的反应性上也与患者保持较高的一致性,现已越来越多地被应用于临床前期研究。近年来,NSG(NOD/Lt Sz-Prkdc^(scid)Il2rg^(tm1)Wjl/J)、NOG(NOD.Cg-Prkdc^(scid)IL2rg^(tm1Sug)/Jic Crl)和NCG(NOD-Prkdc^(em26Cd52)Il2rg^(em26Cd22)/Nju)等免疫缺陷小鼠的研发成功,推动了新一代PDTX模型研究的快速发展。由于新一代PDTX模型建立所需样本量小,经过冷冻的组织与新鲜组织成瘤率无明显差异,为一些难以获取大量样本的肿瘤组织提供了研究材料。笔者对近年来PDTX模型用于个性化治疗方案的筛选制定、药物的临床前研究、肿瘤耐药机制的研究、肿瘤标志物及敏感指标的筛选、肿瘤微环境的研究以及患者预后的评估等的发展现状作一综述。

人源性异种移植模型在胃肠道恶性肿瘤治疗中的应用

胃肠道恶性肿瘤是全球发病率和病死率很高的疾病,复发转移机制尚不明确。近年来,各种抗癌药物的出现使患者有所受益,但远未达到预期疗效,总体预后仍然较差。而理想的动物模型有助于肿瘤发生转移机制的研究和精准药物的开发及验效。近年来出现的人源性异种移植模型(PDX)被证明是一种保真性极高的临床前模型。多研究表明胃肠道恶性肿瘤PDX模型能够很好地保留原肿瘤的组织病理学、基因层面的生物学特点,在药物反应上也与临床有较好相关性。其在结肠癌中的应用有所进展,胃癌方面尚处于起步阶段,也存在成瘤率不一致、人源性基质丢失、容易混杂生成淋巴瘤等方面的不足。现就其临床应用及研究现状作一阐述。

人源性肿瘤异种移植模型在眼科的应用进展

人源性肿瘤异种移植模型为肿瘤发生机制的研究、肿瘤药物的筛选和癌症治疗方案的评估提供了良好的临床前试验模型。近年来,人源性肿瘤异种移植模型的建立和应用在肿瘤领域的发展不断进步,在对癌症的研究中发挥重要作用。本文主要介绍人源性肿瘤异种移植模型在眼科肿瘤领域的应用进展。

人源性肿瘤组织异种移植模型的建立及应用

人源性肿瘤组织异种移植(PDTX)模型是指将患者新鲜的肿瘤组织移植到免疫缺陷小鼠,依靠小鼠提供的微环境生长的一种异种肿瘤移植模型。此模型高度保留了原代肿瘤的生物学特征,维持了肿瘤细胞生长的微环境,可代替患者进行临床前试验研究,为临床前药效的评估、个体化治疗方案的筛选提供了有效的研发基础。本文就PDTX模型在肿瘤研究中的建立、临床应用及其局限性进行综述。