時間：2022-09-09 熱度：

腫瘤模型與腫瘤研究

惡性腫瘤是威脅人類健康及生命的一類常見病、多發(fā)。哂蟹⒉÷矢、治療時間長、預(yù)后差等特點(diǎn)。隨著惡性腫瘤威脅人類健康問題的加重，無疑給基礎(chǔ)研究者和臨床醫(yī)護(hù)人員攻克癌癥治療帶來了巨大的挑戰(zhàn)。為了滿足對腫瘤發(fā)生發(fā)展機(jī)制以及藥物靶點(diǎn)的研究，一系列的研究方法、技術(shù)手段、疾病模型等應(yīng)運(yùn)而生。

起初，主要是通過使用在體外長期培養(yǎng)的細(xì)胞系建立二維培養(yǎng)模型，雖對體內(nèi)可能發(fā)揮作用的調(diào)控機(jī)制進(jìn)行詳細(xì)的分子分析，但使用長期建立的細(xì)胞系進(jìn)行藥物反應(yīng)研究的結(jié)果在很大程度上未能轉(zhuǎn)化至臨床。為了解決這一缺點(diǎn)，逐漸衍生出不同細(xì)胞系的三維培養(yǎng)，一些細(xì)胞系模型也被移植體內(nèi)作為細(xì)胞系衍生的異種移植(CDX)模型。在過去的幾十年里，皮下或原位開發(fā)CDX模型用來模擬不同的腫瘤患者。然而，CDX模型存在兩個主要的限制：一是與原發(fā)腫瘤相比，CDX模型不能很好地模擬人體腫瘤的微環(huán)境；二是CDX模型失去了遺傳異質(zhì)性。但因其細(xì)胞系的獲得相對容易，且細(xì)胞培養(yǎng)、模型構(gòu)建等一系列技術(shù)手段比較成熟，CDX模型也是基礎(chǔ)研究中較為常用的疾病研究模型。

1969年Rygaard和Povlsen將來自一位71歲的乙狀結(jié)腸癌患者的腫瘤植入裸鼠體內(nèi)，并保持了76次傳代，患者來源的異種移植(PDX)模型便就此問世。PDX模型已被證實(shí)早期傳代可維持原發(fā)性腫瘤的遺傳穩(wěn)定性，PDX模型可以保留腫瘤的高分子異質(zhì)性，更好地模擬腫瘤組織，并更準(zhǔn)確地預(yù)測抗癌治療的療效。在過去的幾年里，PDX模型已經(jīng)成為一種很有前途的轉(zhuǎn)化研究工具。它可以在有限條件中保持原始腫瘤的遺傳和組織學(xué)穩(wěn)定性，并為精確的癌癥醫(yī)學(xué)提供線索。

小鼠模型是癌癥臨床前和轉(zhuǎn)化研究的關(guān)鍵工具，包括藥物篩選、療效評估、生物標(biāo)志物識別和分子分型等。慢病毒有適用宿主范圍廣、感染效率高、具有生物安全性、整合基因到宿主細(xì)胞實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定表達(dá)的特點(diǎn)。近年來，也被廣泛用于癌癥的基因機(jī)制與發(fā)生發(fā)展的研究。下面就一起來了解如何利用慢病毒助力腫瘤的研究。

案例1——慢病毒＆CDX模型

PEG10 amplification at 7q21.3 potentiates large-cell transformation in cutaneous T-cell lymphoma

作者單位：北京大學(xué)第一醫(yī)院

IF:25.476

 

蕈樣真菌病(MF)是皮膚T細(xì)胞淋巴瘤中最常見的類型，晚期可發(fā)生大細(xì)胞轉(zhuǎn)化(LCT)，表現(xiàn)為侵襲性行為，對治療產(chǎn)生耐藥，預(yù)后較差等，但其機(jī)制尚不明確。為了確定LCT分子驅(qū)動的因素，研究者收集了133例MF患者的腫瘤樣本，并對49例晚期MF患者進(jìn)行了全轉(zhuǎn)錄組測序。在chr7q中，具有LCT的腫瘤顯示出獨(dú)特的轉(zhuǎn)錄程序和豐富的基因表達(dá)。在LCT來源的惡性T細(xì)胞中，父系表達(dá)基因10 (PEG10) 由7q21.3擴(kuò)增驅(qū)動異位表達(dá)。機(jī)制上，體內(nèi)外研究結(jié)果顯示，PEG10的異常表達(dá)增加細(xì)胞大。俳赴鮒，并通過PEG10/KLF2/NF-κB軸激活治療抵抗。以PEG10為靶點(diǎn)的藥理學(xué)治療逆轉(zhuǎn)了LCT的增殖表型和治療抵抗。本研究揭示了LCT新的分子機(jī)制，并提示抑制PEG10可能作為晚期侵襲性T細(xì)胞淋巴瘤治療的一種有前景的方法。

圖1：PEG10敲低抑制腫瘤的生長

Fengjie Liu et al, Blood. 2022 Jan 27;139(4):554-571.

 

★小鼠品系：NOD/scid白介素-2受體γ鏈缺陷小鼠（NSG ，6周齡，雌性）

★基因調(diào)控手段：基因過表達(dá)（LV-PEG10/KLF2-OE）、基因干擾（LV-shPEG10/KLF2）

 

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案例2——慢病毒＆CDX模型

Identification of RNA?splicing factor Lsm12 as a novel tumor?associated gene and a potent biomarker in Oral Squamous Cell Carcinoma (OSCC)

作者單位：北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院

IF:12.658

 

口腔鱗狀細(xì)胞癌(Oral squamous cell carcinoma, OSCC)是世界范圍內(nèi)常見的惡性腫瘤之一。由于缺乏特異性生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)，導(dǎo)致OSCC患者診斷延遲，從而導(dǎo)致患者預(yù)后不良。因此，尋找OSCC的有效生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)迫在眉睫。研究結(jié)果證明：Lsm12在OSCC動物模型中表達(dá)顯著上調(diào)，并在OSCC臨床樣本中得到驗(yàn)證。Lsm12的表達(dá)與OSCC細(xì)胞的生長、克隆形成、遷移和侵襲能力具有相關(guān)性，抑制Lsm12表達(dá)可以明顯抑制體內(nèi)成瘤。Lsm12是一個新的RNA剪接相關(guān)基因，可調(diào)控USO1第15外顯子的選擇性剪接，與OSCC的發(fā)生密切相關(guān)。因此，Lsm12可能是OSCC有效的生物標(biāo)志物和潛在的治療靶點(diǎn)。

 

圖2：USO1外顯子15在體內(nèi)成瘤中的作用.

Yan Dong et al. J Exp Clin Cancer Res. 2022 Apr 21;41(1):150.

 

★小鼠品系：BALB/C裸鼠（4-5周齡）

★基因調(diào)控手段：基因過表達(dá)（LV-Lsm12/USO1-OE）、基因干擾（LV-shLsm12）

 

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案例3——慢病毒＆PDX+CDX模型

 

Targeting the splicing factor NONO inhibits GBM progression through GPX1 intron retention

作者單位：山東大學(xué)齊魯醫(yī)院

IF:11.6

剪接因子在新生的pre-mRNA加工過程中是必不可少的，并且在癌癥進(jìn)展中發(fā)揮了關(guān)鍵的作用，這預(yù)示著具有剪接功能的蛋白質(zhì)是癌癥治療潛在的分子靶點(diǎn)。本研究揭示了剪接因子在多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(GBM)進(jìn)展中的作用，以及靶向它們治療GBM的可能性。臨床樣本統(tǒng)計結(jié)果顯示，剪接因子NONO在GBM樣本中表達(dá)較高且與患者的不良生存相關(guān)。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證明敲低NONO抑制了GBM的生長，過表達(dá)NONO促進(jìn)了GBM的成瘤。機(jī)制研究表明：NONO通過調(diào)控GPX1的異常剪接從而控制腫瘤生長、侵襲和氧化還原穩(wěn)態(tài)。NONO的小分子抑制劑Auranofin在小鼠原位異種移植模型中抑制了GBM腫瘤的生長。本研究證明NONO是GBM中mRNA剪接的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，靶向NONO為GBM的治療提供了一種新的、潛在的治療策略。

 

圖3：NONO在體內(nèi)對GBM的增殖和侵襲的影響

Xu Wang et al, Theranostics. 2022; 12(12): 5451-5469.

 

★小鼠品系：裸鼠（Foxn1^nu mut/mut，4周齡，雄性）

★基因調(diào)控手段：基因過表達(dá)（LV-NONO-OE）、基因干擾（LV-shNONO）

 

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案例4——慢病毒＆CDX模型-皮下瘤內(nèi)注射LV

Risk SNP-induced lncRNA-SLCC1 drives colorectal cancer through activating glycolysis signaling

作者單位：上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院

IF:38.104

 

長鏈非編碼RNA（lncRNA）在結(jié)直腸癌（CRC）的發(fā)生發(fā)展中起關(guān)鍵作用。本研究旨在識別風(fēng)險SNP誘導(dǎo)的lncRNA并研究它們在CRC發(fā)展中的作用。首先，研究者確定rs6695584是1q41位點(diǎn)的致病SNP。rs6695584位點(diǎn)A＞G的突變產(chǎn)生了BATF蛋白結(jié)合基序，改變了增強(qiáng)子活性，進(jìn)而激活lncSLCC1表達(dá)。lncSLCC1在CRC組織中表達(dá)上調(diào)，并且lncSLCC1表達(dá)的增加與CRC患者的不良生存相關(guān)。機(jī)制上，lncRNA-SLCC1與AHR相互作用，并轉(zhuǎn)錄激活糖代謝關(guān)鍵酶HK2的表達(dá)，從而驅(qū)動糖酵解途徑，加速CRC腫瘤生長。功能分析顯示lncSLCC1通過HK2介導(dǎo)誘發(fā)CRC糖酵解激活和腫瘤生長。此外，HK2在CRC組織中表達(dá)上調(diào)，并與lncSLCC1表達(dá)和患者生存呈正相關(guān)。該研究結(jié)果揭示了風(fēng)險SNP誘導(dǎo)的癌基因lncRNA-SLCC1通過激活糖酵解途徑促進(jìn)CRC的發(fā)展。

 

圖4：HK2是lncSLCC1在結(jié)直腸癌中的功能靶基因。

Tingting Yan et al, Signal Transduction and Targeted Therapy. 2021 Feb 19;6(1):70.

 

★小鼠品系：BALB/C裸鼠（4周齡，雄性）

★基因調(diào)控手段：基因過表達(dá)（LV-lncSLCC1/HK2-OE）、基因干擾（LV-shlncSLCC1/HK2）

 

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案例5——慢病毒＆CDX模型-原位瘤內(nèi)注射LV

 

Long-term treatment with valganciclovir improves lentiviral suicide gene therapy of glioblastoma

作者單位：University of Bergen

IF:13.029

 

**基因治療惡性膠質(zhì)瘤在最新的臨床試驗(yàn)中顯示出良好的效果，但前體藥物的應(yīng)用通常僅限于短期治療(14天)。之前的研究表明，在原位膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(GBM)異種移植模型中，有大部分經(jīng)更昔洛韋(GCV)治療的單純皰疹病毒胸苷激酶(HSV-TK)轉(zhuǎn)導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞存活。在研究中，研究者分析了這些TK+腫瘤細(xì)胞是否仍然對前體藥物治療敏感，以及延長前體藥物治療是否可以增強(qiáng)治療效果。結(jié)果顯示，與短期(3周)應(yīng)用GCV的患者相比，延長(3個月)纈更昔洛韋(valGCV)前體藥物治療產(chǎn)生了顯著的生存優(yōu)勢。在HSV-TK介導(dǎo)的**基因治療的臨床試驗(yàn)中，應(yīng)考慮用valGCV長期治療替代GCV短期治療。

 

圖5：MRI顯示瘤內(nèi)注射編碼TK.007的慢病毒載體。

Jubayer A Hossain et al, Nat Commun. 2019 Jul 11;21(7):890-900.

 

★小鼠品系：RNU大鼠（健康）

 

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感恩回。黃頻準(zhǔn)