动物模型建立方法第九期|「肠」驱直入：小鼠结直肠癌模型构建全攻略，助力肿瘤研究破局！

🧷 信息卡（速览）

• 常见模型类型：

• 化学致癌：AOM、AOM+DSS

• 移植模型：皮下移植、原位移植、肝/肺转移模型

• 基因工程模型（GEMMs）：APCmin/+、条件敲除/激活（Kras、P53、Smad4）

• 核心评估指标：肿瘤数目、大小、位置；病理分级（腺瘤/腺癌/高级别）；免疫微环境（TILs、MDSCs、TAMs）；分子标志物（β-catenin、Ki67、p53 等）。

• 终点常用方法：结肠镜监测、组织学切片、免疫组化、转录组/单细胞、粪便潜血、存活率。

一、 为何要构建小鼠结直肠癌模型？

• 揭秘发病机制：模拟人类结直肠癌的漫长演进过程（从正常上皮→腺瘤→腺癌），研究驱动基因突变、肠道菌群、炎症等因素如何“同流合污”。

• 药物筛选与评价：在整体动物水平评估化疗药、靶向药、免疫疗法的有效性和安全性，是新药走向临床的“必经之路”。

• 探索转移规律：结直肠癌最致命的莫过于肝转移、肺转移。模型可以帮助我们研究转移的分子机制并测试干预策略。

二、 模型构建的“三大法宝”，如何选择？

根据不同的研究目的，我们可以选择不同的“兵器”。主要分为以下三类：

1. 化学诱导模型：最经典的“慢性刺激”之路

• 原理：利用致癌剂模拟长期接触外界致癌因素的自然癌变过程，其病理进展（异常隐窝灶→腺瘤→腺癌）与人类散发性结直肠癌高度相似。

• “黄金搭档”：AOM/DSS模型

• AOM（氧化偶氮甲烷）：是“启动器”，单次低剂量注射可引起肠道上皮细胞特定基因（如K-Ras）突变，埋下癌变的种子。

• DSS（葡聚糖硫酸钠）：是“促进器”，通过饮用水给予。DSS会破坏肠黏膜屏障，引发剧烈炎症（类似溃疡性结肠炎），为“种子”提供生长的“土壤”，极大地促进肿瘤发生。

• 操作流程：

1. 给小鼠单次腹腔注射AOM（10mg/kg）。

2. 休息一周后，让小鼠自由饮用含有2%-3% DSS的溶液，持续5-7天。

3. 随后换回正常水，休息2-3周。此为一个循环。

4. 通常重复2-3个循环后，在8-12周内可诱导出结直肠肿瘤。

• 优点：完美模拟colitis-associated CRC（炎症相关CRC），成本较低，技术简单。

• 缺点：成瘤时间和数量存在一定个体差异，DSS浓度和循环次数需根据小鼠品系进行优化。

2. 移植瘤模型：快速高效的“速成”之法

• 原理：将结直肠癌细胞或肿瘤组织直接移植到小鼠体内，让其快速生长。适用于药效学评价。

• 分类：

• 皮下移植模型：将细胞注射到小鼠背部皮下。优点是肿瘤体积测量方便，技术简单。缺点是缺乏肠道特有的微环境（肿瘤基质、免疫细胞、血管等），预测临床疗效的准确性有限。

• 原位移植模型：将细胞或组织块直接移植到盲肠或结肠壁内。优点是能模拟真实的肿瘤微环境，更易发生转移，临床相关性更高。缺点是手术技术要求高，肿瘤生长情况监测不便。

• 常用细胞系：MC38（鼠源，免疫原性强，常用于免疫治疗研究）、CT26（鼠源性）、HCT116、SW480（人源性，需使用免疫缺陷鼠）。

3. 基因工程模型（GEMMs）：精准复现的“定制”之选

• 原理：通过基因编辑技术（如CRISPR/Cas9）让小鼠携带结直肠癌相关的致病基因突变（如Apc、K-Ras、p53等），自发形成肿瘤。

• 明星模型：Apc^Min/+ 小鼠

• Apc基因是结直肠癌的“守门员”，其突变是腺瘤启动的关键事件。Apc^Min/+ 小鼠能自发形成大量肠道腺瘤，是研究腺瘤-癌序列的经典模型。

• 优点：自发成瘤，能完整再现肿瘤发生发展的自然史，遗传背景明确。

• 缺点：成本高、繁殖周期长，且肿瘤多发生于小肠而非结肠（近年来已开发出结肠特异性的Apc突变模型）。

三、 如何评价你的结直肠癌模型？

模型构建成功与否，需要多维度验证：

1. 宏观观察：

• 体重变化：模型组小鼠可能因肠道炎症或肿瘤负荷出现体重下降。

• 粪便性状：可能出现便血、稀便（可通过粪便潜血试验和疾病活动指数评分量化）。

• 结肠长度：DSS诱导的慢性炎症会导致结肠缩短，是炎症严重程度的直观指标。

• 肿瘤计数与大小：解剖后，直接观察并记录结肠上的肿瘤数量、大小和位置。

2. 组织病理学分析（金标准）：

• H&E染色：判断肿瘤的病理类型（腺瘤/腺癌）、分化程度、浸润深度等。

• 免疫组化/免疫荧光：检测肿瘤细胞增殖指标（Ki-67）、凋亡指标（Caspase-3）、特定基因蛋白表达（β-catenin核积聚）等。

3.分子生物学检测：

• 提取肿瘤组织DNA/RNA，通过测序验证是否存在预期的基因突变（如Apc， K-Ras， p53），或通过qPCR检测相关基因的表达水平。

四、 模型选择指南：因地制宜，对号入座

• 研究炎症如何驱动癌变？ → AOM/DSS模型是不二之选。

• 快速筛选抗癌药物？ → 皮下移植瘤模型简便高效。

• 需要高临床相关性的药效评价？ → 原位移植模型或PDX模型更优。

• 研究特定基因在结直肠癌发生中的功能？ → 基因工程模型能提供最直接的证据。

五、 小结

构建小鼠结直肠癌模型是一门艺术，更是一门科学。从化学诱导的经典不衰，到基因工程的精准靶向，再到PDX模型的临床前沿，每一种技术都有其独特的价值和应用场景。选择最适合你科学问题的模型，并严格规范操作、细致进行评价，你的小鼠模型必将成为你攻克结直肠癌研究难题的得力助手！

声明：本文所述实验方法仅供参考，所有动物实验操作必须遵循所在机构的动物伦理和使用委员会的相关规定，并在专业人士指导下进行。