腫瘤動物模型的構建——結直腸癌篇
首先，讓我們了解一下結直腸癌發展過程
結直腸癌隨著疾病的發展，其遺傳學的改變主要包括基因組的不穩定性、癌基因的突變擴增和抑癌基因的突變失活。如下圖所示，主要包括APC、KRAS、SMAD2/4、TP53等基因的突變導致正常結腸組織逐漸轉化為結直腸癌腫瘤組織并發生遠端轉移[1]。
根據結直腸癌突變類型，進一步又分為多種細胞系
選擇合適的腫瘤細胞系是我們成功構建實驗模型和保證研究數據準確的關鍵。
那么常見的結直腸癌模型有哪些呢？
結直腸癌研究中動物模型主要分為3種類型
一、誘導結直腸癌模型（化學物質、物理、生物等因素誘導）評價：制作方法簡便，重復性較好，廣泛應用于腸炎相關性癌癥發生和發展的研究。
以應用比較廣泛的AOM/DSS誘導結直腸癌模型為例：
二、移植結直腸癌模型（CDTX和PDTX）
評價：成瘤率高、實驗周期短，常用于藥物研發，是研究中最常用的結直腸癌模型。
再具體了解一下結直腸癌根據移植部位的分類：
1. 皮下荷瘤：實時監測腫瘤的生長情況和評估治療效果，但不易發生轉移。步驟往期已有描述；
2. 尾靜脈注射（肺轉移）：肺部是結直腸癌常轉移器官[2]，主要用于抑制腫瘤肺轉移的藥物篩選與檢測。步驟和數據監測分析，往期已有描述，不再贅述；
3. 脾臟注射（肝轉移）：肝臟是結直腸癌最常轉移的器官[2]，主要用于抑制腫瘤肝轉移的藥物篩選與檢測。脾臟注射模型具有造模方法簡單，轉移率高的優點，能較好地模擬結直腸癌術后肝轉移的臨床特征[3]；
下圖所示為脾臟注射大概步驟和視頻分析，具體實驗步驟細節請參照前文：腫瘤轉移動物模型的構建（下）。
脾臟注射詳細步驟請參考視頻：
https://v.qq.com/x/page/y05165f1l2r.html
溫馨提示：請在Wi-Fi下觀看，土豪隨意
4. 原位移植：既可用于抑制腫瘤生長又可用于抑制腫瘤轉移的藥物的篩選與檢測，彌補了皮下移植和脾臟注射的不足，更能表達臨床結直腸癌的生物學特性，是一種更接近人體腫瘤發生、發展過程的模型。
原位移植模型實驗步驟：
注意事項：
1. 注意無菌操作；所需的器械和操作臺均需滅菌。取腫瘤標本前用酒精棉球對長瘤部位進行擦拭，切取腫瘤標本后，應放在加有抗生素的無血清培養基中，進行無菌操作，操作盡量快速，以提高成瘤率；
2. 對裸鼠進行腫瘤組織移植時，注意不要損壞腸組織的完整，防止瘤塊漏出來；
3. 可增加10%的Matrigel增加瘤塊的粘附、幫助生長和快速適應腸組織微環境；
4. 在CDTX模型中，根據研究的結直腸癌類型以及基因型選取相應的腫瘤細胞系（參考上表），不同腫瘤細胞系的成瘤率不同，結合自身選取成瘤率高的細胞系進行實驗。
數據分析：
如下圖：BALB/c裸鼠原位注射腺癌細胞HCT116-GFP后，結直腸癌細胞遠端轉移到肝臟[4]。
評價：腫瘤的發生發展在理論上與原發腫瘤基本一致，主要用于其發病原因、機制等研究，也可用于靶點藥物療效評價實驗。隨著腫瘤發病機制的研究深入及轉基因技術的普及，本法將漸趨成熟。
主要分類：
1. 遺傳性非息肉病性結直腸癌（HNPCC）：HNPCC是APC基因失活致雜化性缺失，錯配基因(MLH-l、MLH-2、MLH-6、PMS-1、PMS-2)突變所致。基因敲除MLH-l或MLH-2基因的純合子小鼠，淋巴細胞會發生瘤變，同時也易患胃腸道的腫瘤，可以作為研究HNPCC很好的模型。
2. 家族性腺瘤性息肉病（FAP）：APC-β-catenin-TCF 主導的Wnt通路失調是FAP 發生的主要途徑。APC基因其中一條鏈的第850號密碼子等位突變引起腸道多發性腺瘤，因而被稱之為Min(multiple intestinal neoplasia)小鼠，被認為是當前較為理想的家族性腺瘤性息肉病(FAP)的研究模型。
3. 目前也有其他許多靶向敲除的小鼠如Msh2 敲除小鼠、k-ras 敲除小鼠、p53 敲除小鼠等。
數據分析：
以Apc(Min/+)突變小鼠為例，正常C57BL/J6小鼠幾乎沒有生成結直腸癌腫瘤，而Apc(Min/+)突變小鼠在腫瘤大小和數量上都有顯著增加：
根據不同的實驗目的合理地選擇結直腸癌動物模型，是發表優秀文章不可缺少的實驗，本期我們繼續不遺余力的為大家綜述了多種常用的結直腸癌模型，希望對大家有所幫助。
參考文獻：
[1] Davies R J, Miller R, Coleman N, et al. Colorectal cancer screening: prospects for molecular stool analysis[J]. Nature Reviews Cancer, 2005, 5(3): 199-209.
[2] Nguyen D X, Bos P D, Massague J, et al. Metastasis: from dissemination to organ-specific colonization[J]. Nature Reviews Cancer, 2009, 9(4): 274-284.
[3] Okamoto K, Ishiguro T, Midorikawa Y, et al. miR‐493 induction during carcinogenesis blocks metastatic settlement of colon cancer cells in liver[J]. The EMBO Journal, 2012, 31(7): 1752-1763.
[4] Rajput A, Martin I D, Rose R, et al. Characterization of HCT116 Human Colon Cancer Cells in an Orthotopic Model[J]. Journal of Surgical Research, 2008, 147(2): 276-281.
[5] Inna Naumov · Alona Zilberberg · Shiran Shapira , et al. CD24 knockout prevents colorectal cancer in chemically induced colon carcinogenesis and in APCMin/CD24 double knockout transgenic mice[J]. International Journal of Cancer . 2014.
