人宫颈癌动物模型构建

刘晶　刘泽楷　刘燕茹

摘要：近几年来，由于子宫颈癌等前期疾病的发生率明显提高，女性癌症死亡的主要因素之一仍然是子宫颈癌。子宫颈癌一般多发于三十至六十多岁的妇女，近年来子宫颈癌的发生女性也越来越年轻化了。所以，关于宫颈癌的预防、诊断与治疗，已经成为医学界广泛研究的话题。由于临床人体实验具有局限性，导致宫颈癌发病机制的研究和新药的研发十分困难，需要进行动物实验来进一步的研究。本综述主要介绍子宫颈癌的病理基础和动物模型的建立以及适宜的动物模型。

关键词：子宫颈癌;动物模型

宫颈癌（Cervical Cancer，CC）是女性最常见的恶性肿瘤之一，据世界卫生组织2018年统计结果显示，全球宫颈癌每年新发病例近57万人，死亡病例约31.1万例。其中，我国每年有10.6万新发宫颈癌病例，并有约4.8万例死亡。当前，宫颈癌的发病逐渐趋于年轻化，严重影响了女性的健康及生活质量。

1子宫颈癌的病理基础

子宫颈癌是出现在女性子宫颈部分的恶性病变癌症。从肉眼看可分四种类：糜烂型、外生菜花型、内生浸润型、溃疡型。子宫颈癌的组织学检查种类主要以鳞状细胞癌为主，而原发性子宫颈腺癌则较为罕见。目前调查指出，对经性传播的HPV的病毒感染是子宫颈癌发生发展的最重要原因，但它并不是子宫颈癌产生的唯一原因。尤其是与HPV-16、18、31、33、58等和宫颈癌产生有关的，是高风险亚型。其主要作用机理是HPV的E6和E7基因与宫颈上皮细胞的基因体融合后，使恶性肿瘤生长抑制基因p53和视网膜识别母细胞瘤基因RB等失活，改变细胞的周期和DNA的修复，诱导基因组不稳定，最终导致细胞永生化和恶性转变。此外，E6和E7基因的表达还可改变细胞信号通路，PI3K/Akt信号级联在HPV诱导的癌变中起着非常重要的作用，PI3K-AKT信号通路异常会可引起肿瘤与糖尿病等多种疾病的发生。另外，PI3K/AKT信号还可通过促进细胞存活、生长、增殖、迁移和能量代谢，继而影响细胞生物学作用。该通路的异常激活可导致肿瘤细胞的恶性表型和治疗耐药性，FOXC1可通过PI3K-AKT信号通路，促进宫颈癌细胞增殖及上皮间质转化;PI3K/AKT/mTOR信号级联、HPV癌基因表达的调节以及HPV阳性癌细胞对E6/E7抑制的表型反应之间亦存在复杂的相互作用。

2动物模型的建立

在研究与开发宫颈癌新疗法的临床前期阶段，建立适合的体外、体内模型十分必要，通过相应的动物实验，可针对性地确定各治疗药物、方案抑制宫颈癌的效果和毒副作用。近年来，肿瘤衍生细胞系因其易操作性且通过体外细胞培养技术可使宫颈癌细胞快速增殖，适于大规模处理，然而，此类细胞系通常不能在体内或体外重现肿瘤细胞的微环境，其模拟宫颈癌特征的能力有限且不能反映其肿瘤细胞复杂的异质性，继而导致细胞系模型实验的结果与临床试验的结果存在较大差异，因此，宫颈癌细胞系模型不被认为是预测新药研发与治疗的最合适模型。

鉴于上述原因，提出借助建立动物宫颈癌模型，使用动物实验在合适的动物体内，恢复了某些人体病症。经过研究病变的复制过程，我们可以探究病变的原因、发展、变化，以及开发新药。研究肿瘤必须依靠有效的研究方法和相应的模型。由于肿瘤的病理变化是极其复制的过程，受许多因素的影响与制约，因此对于肿瘤发病机制的研究不可能完全利用人体去完成，建立相应的动物模型是必要的。

动物的癌症模型主要包括以下四种：诱发性癌症模型、自发性肿瘤模型、转基因肿瘤模型和可移植性癌症模型。其中种植肿瘤模型的应用频次较高，其优势可以总结为以下几个：模型制备方法简便、成本低、接种成活率高、易于可观的诊断效果，所以在動物试验中移植肿瘤模型较为普遍。而诱发性肿瘤模型的制备方法非常简单，且重复性较好，但由于诱发性肿瘤个体差异很大，导致病程不同，不适用于药物筛选[1]。自发性瘤模型曾应用于慢性治疗实验中，成瘤的效率低且不固定，复制难度较大。转基因肿瘤模型可以从大分子水平上对宫颈癌基因展开深入研究，是一种新的科研途径，其应用前景很大，但是因为昂贵，实验技术要求高，不适合普遍应用[2]。如使用6～8周龄雌性非肥胖糖尿病/重症联合免疫缺陷（non-obese diabetes/severe combined immuno deficiency，NOD/SCID）和重度免疫缺陷（immunodeficiency，NOG）两种免疫缺陷小鼠进行建模，NOD/SCID小鼠具有接受血液恶性肿瘤和人实体瘤的优点，但其寿命较短，胸腺瘤发病率高[3]。NOG重度免疫缺陷小鼠基于NOD/SCID建立，不仅缺乏功能性B和T淋巴细胞而且自然杀伤细胞完全丧失[4]。

宫颈癌模型的实验动物以鼠最为普遍。首先，鼠的宫颈癌发展过程与人子宫颈癌发展过程相似，从低度增生发展到不典型增生，最后转变为癌。其次，雌激素在鼠宫颈癌的发展中起协同作用，与流行病学证实的雌激素在人子宫颈癌中的作用相一致。后者往往表现为长期服用口服避孕药或多产的妇女，其宫颈癌的患病风险增加。最后，因为生物差异和对机体的免疫反应的存在，人宫颈癌肿瘤细胞很难在普通哺乳动物体内培养并存活，但由于裸鼠既无胸腺，也无生长发育形成的T淋巴细胞，因此不会产生免疫排斥反应，从而保存了人类癌症的部分病理学、生物特征，并成为研究人类恶性肿瘤生物特征和筛选抗肿瘤新药的理想工具。但因为裸鼠身体太过脆弱，对治疗的耐受性较差，对饲养条件要求高等，且实验花费高昂等原因，故并不便于广泛使用[5]。

建立人宫颈癌动物模型有着很多种方式，其中目前应用较多的方式为小鼠皮下接种癌细胞，其模型复制概率为90.20%[6]。其中，背皮下接种应用最多。方法为将宫颈组织或细胞悬液移植背部皮下，以靠近头部的成功率高。有文献报道，皮下种植瘤易于观察，但很少发生转移，主要以局部扩散为主。但其操作简单，潜伏期短，肿瘤生长速度快。原位移植瘤相较皮下接种，出现的浸润概率更高，然而，由于将人宫颈癌细胞或组织移植到小鼠子宫需要腹部切口，其位置较深，操作存在很大的技术难度。但存在着裸鼠皮下移植瘤也可以发生淋巴结和肺转移的文献证明。目前结果还尚且不统一，因此在实际应用时，根据不同的实验目的、条件以及各种建模方法的利弊去选择最适合的方法。

在移植前宮颈癌细胞株筛选上，可采用来源于鼠的U14癌细胞，因为U14癌细胞是一个有持久性、稳定性、不可逆性和普遍性特点的可以构建鼠宫颈癌模型的细胞[7]。由于鼠源性肿瘤细胞和人源性肿瘤细胞之间的生物特征存在着很大差别，而且又和临床的实际状况相距甚远，所以试验结果对临床使用的参考价值相对较小。将人宫颈癌HELA细胞接种在具备正常免疫功能的鼠身上形成的人宫颈癌移植肿瘤模型成瘤率最高，有着与人宫颈肿瘤的组织形态学和生物学特征相同的特性，而且移植肿瘤的生长发育情况、回声类型和血供变化也大致具备人宫颈癌的一般超声表现特征[8]。

3小结

子宫颈癌的诊断及防治一直是目前医学工作者科研的难点。通过建立宫颈癌模式，动物将能够更好地研究宫颈癌的发病演变过程和诊断，对早期宫颈癌的诊断和防治的深入研究将产生促进性影响。同时在一定程度上，对基础医学科研还是对临床医学工作研究都具有重要意义。理想的动物模型要求在发生部位、类型、病因及发病机制、生物学行为特性等方面都要符合所研究的人类肿瘤。我们所构建的模型动物必须符合下列要求：构建在具备正常免疫功能的哺乳动物身上;可以反映机体的抗肿瘤免疫;同时具备与人子宫颈癌的组织学类型与生物行为相同的特征即可。该模型会随着宫颈癌防治水平的提高而不断发展和完善，进一步的满足实验研究需求，未来将希望看到更多的可以满足不同需求的理想宫颈癌动物模型。

参考文献

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[8]Kappel S，Matthess Y，Zimmer B，et al.Tumor inhibition bygenomicallyintegrated inducible RNAi-cassettes[J].Nucleic Acids Res，2006，34（16）：4527-4536.