人胃癌裸鼠移植模型的研究进展

张静，王常松

·综 述·

人胃癌裸鼠移植模型的研究进展

张静，王常松

福建中医药大学中医学院，福建福州 350122

胃癌的发病率和病死率在全球范围内位居前列。胃癌的基础研究需要能真正模拟胃癌在人体内自然生长、侵袭及转移过程的动物模型，建立合理有效的胃癌动物模型是做好胃癌研究的前提。鼠基因组与人类基因组高度相似，裸鼠免疫能力低，对恶性肿瘤异质移植不会产生免疫排斥反应。将人源胃癌细胞或胃癌组织块移植到裸鼠体内可形成胃癌组织，且瘤体形成时间短，成功率高。本文对人胃癌裸鼠移植模型的最新研究进展进行综述，以期为胃癌研究者选用合适的造模方法并避免在造模过程中可能出现的问题提供参考。

胃癌模型；动物模型；裸鼠；基础研究

胃癌是原发于胃的上皮源性恶性肿瘤，是最常见的消化道肿瘤之一[1]。据2020年全球癌症统计报告数据显示，胃癌的发病率和病死率分别位居全部癌症的第5位和第4位[2]；我国胃癌发病率位居全部癌症的第3位[3]。目前，关于胃癌的发生机制尚未完全明确，临床治疗以手术切除和放疗、化疗为主。建立可靠的胃癌动物模型为运用新方法、新手段、新药物阻止胃癌进程的研究提供实验基础，能够更好地将胃癌基础研究和临床治疗相结合。

1 构建胃癌模型的实验动物和方法

构建胃癌动物模型可选用的动物有兔子、大鼠、小鼠、裸鼠、犬及非灵长类动物。构建方法包括甲基硝基亚硝基胍灌胃化学诱导法、幽门螺杆菌感染等长期诱导法、基因工程造模法、免疫抑制法和快速移植法，其中快速移植法又分为原位移植和异位移植[4-9]。快速移植法、免疫抑制法经注射人胃癌细胞或移植人新鲜胃癌组织块得以实现，具有造模周期短且能保持人胃癌瘤体遗传学特性的优势。人胃癌移植模型可模拟胃癌在人体中的发展，为胃癌治疗药物、发病机制、免疫学等研究提供动物模型。

2 构建胃癌模型裸鼠的选择

鼠繁殖速度快，价格便宜，其基因与人类基因具有高度相似性，使得鼠成为构建胃癌动物模型的最优选择[10]。正常免疫胃癌鼠模型的构建需要腹腔皮下注射阿糖胞苷，并使用射线照射以降低其免疫力[11]。研究表明，异源性肿瘤移植到正常大鼠体内无法成瘤，而移植到胸腺切除大鼠体内其肿瘤存活率增加[12]。裸鼠为无胸腺的先天性T细胞免疫缺陷鼠，因其T细胞无法发育成熟，机体对外源物质的抑制作用及杀伤能力较弱，使其不排斥异种动物组织移植，是构建肿瘤疾病动物模型的理想对象。裸鼠存活时间一般不超过25周，多选用4～8周龄、体质量15～22g的裸鼠用于造模，因幼龄裸鼠免疫力过低、耐受力较弱，易发生死亡[13-15]。

3 人胃癌裸鼠移植模型的构建

人胃癌裸鼠移植模型的构建包括原位移植和异位移植。皮下移植和腹腔种植模型属异位移植，皮下移植是异位移植中最常用的方法。原位移植包括胃癌细胞悬液胃壁种植和新鲜胃癌肿瘤组织块胃壁移植。原位移植中使用的新鲜、完整的胃癌组织块较少从人胃部肿瘤获得，一般使用裸鼠皮下移植生长的肿瘤块，因此皮下移植模型是原位移植实现的基础，同时理想的胃癌远处转移模型也依赖于原位移植模型的构建才能得以实现。

3.1 构建人胃癌裸鼠皮下移植模型

皮下移植瘤的构建具有操作简便、易于观察成瘤情况、方便测量肿瘤大小等优点，成为诸多胃癌研究者的首选造模方法。闫喜凤等[16]使用人胃癌细胞MGC-803制备成细胞悬液并注射至裸鼠皮下，发现细胞浓度低于1×105/ml时难以成瘤，浓度为1×107/ml时，裸鼠成瘤率为90%。马嵋等[17]研究人胃癌细胞株BGC-823皮下移植瘤模型，分别用1×105/ml、1×106/ml、1×107/ml、5×107/ml四种浓度的细胞注射于裸鼠皮下，结果发现1×105/ml浓度的细胞无法成瘤，其他浓度的细胞成瘤时间为3～7d。应用人胃癌细胞SGC-7901构建胃癌模型，其细胞浓度≥3.5×105/ml时可成瘤[18]；应用人胃癌细胞MKN-45构建胃癌模型，一般使用1×107/ml的细胞浓度，按照0.2ml/只进行注射成瘤[19]。贺岩等[20]用SGC-7901构建裸鼠胃癌模型时发现，接种5×108/ml、5×107/ml两种浓度的细胞，注射0.2ml/只于裸鼠皮下时，7d可成瘤，21d时肿瘤出现出血和坏死，且经过腹水接种的胃癌细胞具有更强的侵袭力。人胃癌裸鼠皮下移植模型会随其研究内容的不同而使用不同的胃癌细胞株，注射细胞浓度也存在差异。因此，在构建人胃癌裸鼠皮下移植模型研究新药治疗或构建胃癌与其他疾病的复合模型时，应充分考虑胃癌细胞的注射浓度，既要避免细胞浓度太低无法成瘤，亦要避免细胞浓度太高而导致瘤体在短时间内出现出血、坏死等。

3.2 构建人胃癌裸鼠原位移植模型

原位移植能更好地模拟肿瘤在机体内的侵犯、转移、粘连、浸润等情况，更真实地模拟胃癌影响人体各项指标的变化[21]。研究发现，在胃部植入完整肿瘤组织比注射肿瘤细胞悬液具有更高的成瘤率[22]；直接注射法相比组织块移植法，其生长速度更慢且发生转移的情况远不如后者[23]。在此基础上，研究者发现在将肿瘤细胞悬液、完整皮下肿瘤组织或原位胃肿瘤组织原位植入裸鼠胃部形成植入肿瘤三种构建原位移植瘤的方法中，与其他模型相比，植入原位胃肿瘤组织的模型具有更好的生物学活性，更易发生肝转移和淋巴转移[24]。裸鼠皮下生长出来的肿瘤组织块有包膜包被会影响原位成瘤，因此应尽量剔除其包膜结缔组织，选取生长状况良好的鱼肉状瘤组织作为原位移植的肿瘤组织源，从而增加原位成瘤率[25]。研究发现，将人体癌组织移植到裸鼠身上，接种一段时间后在裸鼠接种部位能够发现可识别的肿瘤[26]。另有研究对胃癌患者的原发性肿瘤异位移植和胃癌细胞系的肿瘤标本原位移植的肿瘤生长速率进行比较，发现后者生长速度快且可重复，并可发生转移[27]。

原位移植手术复杂，移植裸鼠生存率低，组织学完整的原位移植模型经历3个代表性阶段，分别是缝合法、胃滑囊法、OB生物胶粘合法。为减少裸鼠胃部缝合、降低手术复杂性、减少对裸鼠的伤害，选择轻微划破胃壁黏膜后，使用OB生物胶将组织块原位贴在裸鼠胃壁上的方法能增加裸鼠存活率；与传统手术方法相比，该方法更易发生其他部位转移[28]。研究者使用SGC-7901和MKN-45两种不同的胃癌细胞株，利用OB生物胶技术建立裸鼠人胃癌原位移植模型，证实其生物学行为与人胃癌生长转移的自然过程相似，该方法是目前肿瘤增殖转移实验研究中的理想模型[29]。原位移植胃癌模型不便于观察体内肿瘤生长趋势。为解决这一问题，研究者以胶原蛋白为支架，以表达增强型绿色荧光蛋白的人胃癌细胞系BGC823-EGFP为种子细胞，体外构建工程胃肿瘤，然后将工程肿瘤植入裸鼠胃中，可利用体内荧光成像技术观察肿瘤生长情况[30]。

3.3 构建胃癌裸鼠腹腔移植和远处转移模型

张常华等[31]在构建裸鼠胃癌腹腔种植瘤时分别选用人胃癌细胞AGS、NCI-N87和SNU16共3种细胞株进行腹腔注射，每组8只裸鼠，结果发现注射5×106个细胞时，其成瘤率分别为0、75%、25%。罗奋等[32]将胃癌细胞株SGC7901和MKN45注射到裸鼠后肢皮下后，将长出的新鲜瘤体制成肿瘤悬浮液并将其浓度调为1×106/ml、1×107/ml、1×108/ml，行腹腔直接注射和腹腔小切口注射2种不同接种方式构建胃癌腹腔转移模型，比较不同胃癌细胞、不同浓度、不同接种方式在腹腔内的种植情况，结果发现直接注射比腹腔小切口注射更易发生腹壁种植，4周出现腹壁种植数比3周时多，相同时间内高浓度比低浓度更易发生腹腔种植。刘福全等[33]建立胃癌肝转移模型，从脾脏中央进针5mm，将5×106/ml MKN-45或TMK-1癌细胞悬液注入脾脏被膜下，拔出针头按压止血，10min后夹闭，切除脾脏血管，观察发现关腹后3周肿瘤转移至肝边缘，6周转移病灶累及全肝。裸鼠在原位移植过程中发生腹腔转移、肝转移和淋巴转移等远处转移需要较长的周期[34]。闫铭霞等[35]建立裸鼠胃癌肝靶向高转移模型，将组织学完整的MKN-45肿瘤组织块移植到裸鼠胃部，按照胃原位移植→肝转移→皮下扩增→胃原位移植方法进行反复筛选，得到胃癌肝靶向高转移模型。目前系统的靶向胃癌远处转移模型缺乏，其应用受到一定限制。

4 小结

人胃癌裸鼠移植模型能保留胃癌瘤体在体内生长的免疫学特性，不同浓度的不同人胃癌细胞株在裸鼠体内生长状况存在一定差异，皮下移植、原位移植及远处转移胃癌模型的构建各有优缺点，在造模过程中要求实验人员根据自身研究内容选用最优的造模方法。在实验过程中如若只需检测胃癌肿瘤组织中的基因、蛋白、肿瘤细胞表面抗原时，可采用皮下注射造模方法；如若需要检测血液、肝、脾等非肿瘤种植部位某物质含量的变化情况，应采用原位移植法构建远处转移模型，将更加真实地模拟胃癌在人体发展过程中引起的相应指标的变化，为胃癌研究提供更加有价值的数据。

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（2022–10–17）

（2023–06–13）

福建省自然科学基金项目（2020J01738）

王常松，电子信箱：fz_wcs@126.com

R-33；R735.2

A

10.3969/j.issn.1673-9701.2023.19.028