每一種膀胱癌動(dòng)物模型都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),因此實(shí)驗(yàn)研究者應(yīng)按照其實(shí)驗(yàn)?zāi)康膩?lái)選擇合理的
膀胱癌(Bladder cancer,BC)是膀胱黏膜上的惡性腫瘤,是世界上第九大常見(jiàn)惡性腫瘤。其發(fā)病率男性比女性高 2~10 倍,死亡率男性為女性 4.0 倍,城市發(fā)病率高于農(nóng)村。有研究者通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)腫瘤微環(huán)境對(duì)腫瘤進(jìn)展過(guò)程的影響,認(rèn)為研究膀胱癌發(fā)病及轉(zhuǎn)移的機(jī)制離不開(kāi)膀胱癌動(dòng)物模型。建立理想的膀胱腫瘤動(dòng)物模型,對(duì)于膀胱腫瘤的生物學(xué)研究、抗腫瘤藥物的研發(fā)、人類膀胱癌個(gè)體化治療至關(guān)重要。
膀胱腫瘤動(dòng)物模型主要分為5類:原位致癌物誘發(fā)性膀胱癌動(dòng)物模型、原位移植瘤膀胱癌動(dòng)物模型、原位自發(fā)性膀胱癌動(dòng)物模型、原位基因工程膀胱癌動(dòng)物模型、異位膀胱癌動(dòng)物模型。每一種膀胱癌動(dòng)物模型都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),因此實(shí)驗(yàn)研究者應(yīng)按照其實(shí)驗(yàn)?zāi)康膩?lái)選擇合理的動(dòng)物模型。
動(dòng)物的選擇
盡管狗或猴等大型哺乳動(dòng)物在生物學(xué)上與人類更接近,但因?yàn)榻?jīng)濟(jì)成本和倫理等問(wèn)題,大型動(dòng)物在膀胱腫瘤模型中較少使用。常用的動(dòng)物有大鼠、小鼠、倉(cāng)鼠、兔,其余還有幾內(nèi)亞豬、犬、猴等。
造模方法
01
原位致癌物誘發(fā)性膀胱癌動(dòng)物模型
操作方法:目前誘導(dǎo)致癌的主流試劑為硝基呋喃噻唑甲酰胺(FANFT)、N-丁基-N(4-羥丁基)亞硝胺(BBN)和N-甲基亞硝基脲(MNU)3種。其中FANFT屬硝基呋喃類間接致癌化合物,一般可予口服途徑給藥,誘導(dǎo)發(fā)生時(shí)間8個(gè)月以上時(shí)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物膀胱癌腫瘤形成率接近100%。BBN,MNU屬亞硝基類致癌物質(zhì),BBN為直接或間接致癌試劑,可口服或膀胱灌注給藥,誘導(dǎo)發(fā)生時(shí)間需5~8個(gè)月。
實(shí)驗(yàn)方法:例如,選用雌性 Fisher344 大鼠,給與含 0.05%N-丁基-N-(4-羥丁基)亞硝胺(BBN)飲用水 8 周。
模型評(píng)價(jià):
優(yōu)點(diǎn):
模型制作簡(jiǎn)便,BBN及FANFT可口服給藥;MNU及BBN可經(jīng)尿道膀胱灌注給藥,精確控制誘導(dǎo)劑劑量、減少環(huán)境污染。
MNU誘導(dǎo),周期短,且聯(lián)合應(yīng)用促癌劑(如對(duì)苯二酸)可進(jìn)一步縮短誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物成瘤時(shí)間。
誘導(dǎo)成功率高,如控制好誘導(dǎo)劑作用時(shí)間及濃度,誘導(dǎo)成功率可達(dá)到100%。
可誘導(dǎo)的動(dòng)物模型類型有很多,如大鼠、小鼠、犬、猴。
誘導(dǎo)劑有較強(qiáng)的特異性,對(duì)膀胱的選擇性質(zhì),誘導(dǎo)的膀胱癌組織呈現(xiàn)多發(fā)、且以尿路上皮細(xì)胞病理類型為主的特征,與人類膀胱腫瘤的主要組織病理類型相近。
缺點(diǎn):
FANFT,BBN誘導(dǎo)腫瘤發(fā)生所需時(shí)間長(zhǎng),超過(guò)半年。
誘導(dǎo)劑經(jīng)肝腎代謝,易損傷實(shí)驗(yàn)動(dòng)物肝腎功能,易導(dǎo)致高病死率。
誘導(dǎo)腫瘤發(fā)生病理類型可為鱗狀上皮類型。
直接致癌試劑MNU易導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)動(dòng)物尿道損傷,及相關(guān)并發(fā)癥狀。
對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物行侵入性操作,對(duì)實(shí)驗(yàn)人員有一定的技術(shù)要求。
因雌性動(dòng)物制模容易,故常選雌性動(dòng)物制模,但這與人類男性較女性多發(fā)膀胱腫瘤事實(shí)違背。
02
原位移植瘤膀胱癌動(dòng)物模型
操作方法:將腫瘤單細(xì)胞懸液植入膀胱,建立原位移植瘤膀胱癌動(dòng)物模型。
實(shí)驗(yàn)方法:有研究者應(yīng)用一種新型實(shí)驗(yàn)裝置,經(jīng)尿道插入實(shí)驗(yàn)小鼠膀胱內(nèi),定位膀胱黏膜切割破壞正常膀胱黏膜屏障,再灌入人膀胱癌細(xì)胞株E J進(jìn)行種植。
模型評(píng)價(jià):
優(yōu)點(diǎn):
注射法能精確控制所植入的膀胱腫瘤細(xì)胞數(shù)量。
對(duì)比異位膀胱癌動(dòng)物模型,其更貼近膀胱癌在人體生物學(xué)行為。
灌注法誘導(dǎo)成瘤率高,誘導(dǎo)成功率可達(dá)97%,且成瘤率與植入腫瘤細(xì)胞的數(shù)量、存留接觸時(shí)間有關(guān)。
缺點(diǎn):
需開(kāi)放手術(shù)建立模型,對(duì)實(shí)驗(yàn)人員有一定的技術(shù)要求,動(dòng)物模型成活率易下降。
注射深度層次不易掌握,易導(dǎo)致癌細(xì)胞種植轉(zhuǎn)移。
術(shù)后需應(yīng)用抗生素預(yù)防感染,可影響膀胱癌的免疫治療,增加實(shí)驗(yàn)變量。
灌注法所植入膀胱腫瘤細(xì)胞數(shù)量不定。
03
原位自發(fā)性膀胱癌動(dòng)物模型
原位自發(fā)性膀胱癌動(dòng)物模型與人類的原發(fā)性膀胱癌在多方面相同,實(shí)際應(yīng)用價(jià)值極高。其與人類原發(fā)性膀胱癌的相同之處主要包括:
1)在所有癌癥類型中所占比例,比如犬中膀胱癌發(fā)病率是1%~2%,最常見(jiàn)的病理類型是尿路上皮癌;
2)主要發(fā)病年齡;
3)致癌危險(xiǎn)因素;
4)組織病理學(xué)特征;
5)臨床表現(xiàn);
6)癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移情況;
7)TNM分期;
8)分子水平生物學(xué)特征;
9)對(duì)單一化療藥物的反應(yīng)。
模型評(píng)價(jià):
缺點(diǎn):
原位自發(fā)性膀胱癌動(dòng)物罕見(jiàn);
模型制作困難、耗時(shí);
模型制作重復(fù)性較難保證。
04
原位基因工程膀胱癌動(dòng)物模型
實(shí)驗(yàn)方法:通過(guò)基因工程技術(shù)處理所需實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型的特定目的基因,使其對(duì)致癌誘導(dǎo)劑的易感性增加。
模型評(píng)價(jià):
優(yōu)點(diǎn):
動(dòng)物模型與人膀胱癌極為一致;
可從分子水平研究膀胱癌的基因功能。
缺點(diǎn):對(duì)實(shí)驗(yàn)人員技術(shù)水平及實(shí)驗(yàn)設(shè)備要求極高。
05
異位膀胱癌動(dòng)物模型
實(shí)驗(yàn)方法:將腫瘤單細(xì)胞懸液或腫瘤組織塊植入實(shí)驗(yàn)動(dòng)物皮下(常選實(shí)驗(yàn)動(dòng)物肋腹或后腿處)、腹腔、靜脈,建立異位膀胱癌動(dòng)物模型。
模型評(píng)價(jià):
優(yōu)點(diǎn):
操作相對(duì)簡(jiǎn)單;
膀胱癌異位植入后發(fā)生率高,近100%。
缺點(diǎn):
腫瘤在鼠類中的傳代成功率低,為15%~38%;
腫瘤組織塊植入法(腫塊包埋法)所植入膀胱腫瘤細(xì)胞數(shù)量不定。
總結(jié)
膀胱癌動(dòng)物模型的建立及其成瘤或轉(zhuǎn)移情況的監(jiān)測(cè)已較為成熟,各具優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn),且均不能完全模擬人類膀胱腫瘤的生物學(xué)行為,故如何選擇適于自身情況的實(shí)驗(yàn)方案,達(dá)到理想的實(shí)驗(yàn)效果,對(duì)于膀胱腫瘤的生物學(xué)研究、抗腫瘤藥物的研發(fā)、人類膀胱癌個(gè)體化治療至關(guān)重要。
來(lái)源:
[1]佟業(yè)飛,修有成,劉贊.膀胱癌動(dòng)物模型的建立方法對(duì)比及成瘤監(jiān)測(cè)技術(shù)的進(jìn)展[J].臨床與病理雜志,2018,38(05):1092-1095.
[2]王文佳.原位膀胱癌動(dòng)物模型建立及鑒定的研究進(jìn)展[J].國(guó)際泌尿系統(tǒng)雜志,2021,41(02):356-359.
[3]謝逸軒,王賽,朱飛鵬,苗明三.基于中西醫(yī)臨床病癥特點(diǎn)的膀胱癌動(dòng)物模型分析[J/OL].中藥藥理與臨床:1-15[2022-10-11].DOI:10.13412/j.cnki.zyyl.20220322.002.