饒玉良，孫祖越

(1. 上海市計(jì)劃生育科學(xué)研究所藥理毒理學(xué)研究室，中國生育調(diào)節(jié)藥物毒理檢測中心，上海 200032；2. 復(fù)旦大學(xué)藥學(xué)院，上海 200031；3. 國家人口和計(jì)劃生育委員會計(jì)劃生育藥具重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200032)

前列腺癌(prostate cancer, PCa)是老年男性常見的惡性腫瘤，其發(fā)病率居歐美國家惡性腫瘤首位，致死率居第2位[1]。我國并非傳統(tǒng)意義上的前列腺癌高發(fā)區(qū)，但隨著人民生活方式和飲食結(jié)構(gòu)改變、壽命延長以及檢測診斷技術(shù)的進(jìn)步，我國前列腺癌發(fā)病率呈逐步上升態(tài)勢。盡管早期前列腺癌的10年生存率較高，但一旦發(fā)生轉(zhuǎn)移，其預(yù)后普遍不佳。前列腺癌轉(zhuǎn)移方式有多種，其中，骨轉(zhuǎn)移、淋巴轉(zhuǎn)移等常見。淋巴轉(zhuǎn)移與血液轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，預(yù)示遠(yuǎn)端器官轉(zhuǎn)移可能且多預(yù)后不佳[2-3]。相對于細(xì)胞模型，動物模型能更好地再現(xiàn)腫瘤發(fā)生、發(fā)展進(jìn)程及腫瘤微環(huán)境復(fù)雜因素的影響。構(gòu)建合適的前列腺癌轉(zhuǎn)移模型及科學(xué)合理的評價(jià)體系，是研究前列腺癌發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移機(jī)制及藥物研究的前提和基礎(chǔ)。本文介紹了目前常見的前列腺癌轉(zhuǎn)移模型，從轉(zhuǎn)移模型的操作、評估、應(yīng)用等方面比較各種模型的特點(diǎn)，以對目前的前列腺癌轉(zhuǎn)移模型有更直觀的認(rèn)知，為前列腺癌轉(zhuǎn)移模型的構(gòu)建和選擇奠定基礎(chǔ)。

1 理想的前列腺癌轉(zhuǎn)移模型

理想的前列腺癌轉(zhuǎn)移模型，應(yīng)能有效地模擬人體前列腺癌發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移進(jìn)程以及病理生理變化過程，應(yīng)具備以下特征: ①能再現(xiàn)人體內(nèi)腫瘤發(fā)生發(fā)展進(jìn)程中基因型和表型的改變，與人前列腺癌的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移的過程特征相似度高，對激素的反應(yīng)性與人前列腺癌相似；②模型的相似性、可重復(fù)性、可靠性、適用性和可控性、易行性和經(jīng)濟(jì)性；③模型檢測方法和評價(jià)手段易實(shí)現(xiàn)，便于及時(shí)、動態(tài)和持續(xù)觀察研究。

2 已構(gòu)建前列腺癌轉(zhuǎn)移模型比較

目前，已構(gòu)建的前列腺癌轉(zhuǎn)移模型主要包括自發(fā)性腫瘤動物模型、誘發(fā)性腫瘤動物模型、腫瘤細(xì)胞系移植(cell-line-derived tumor xenograft，CDTX)模型、人源腫瘤組織異種移植(patient-derived tumor xenograft，PDTX)模型以及基因修飾腫瘤模型5類，這5類模型比較見Tab 1。

由于自發(fā)性和誘發(fā)性腫瘤動物模型運(yùn)用較少，后文將主要討論前列腺癌移植型和基因修飾型動物模型及檢測評價(jià)方法。

3 前列腺癌移植性轉(zhuǎn)移模型

前列腺癌移植性轉(zhuǎn)移模型是將同種或異種的前列腺癌細(xì)胞或組織移植到模式動物體內(nèi)，從而構(gòu)建前列腺癌移植性轉(zhuǎn)移模型。按移植物是細(xì)胞或組織不同，模型可分為腫瘤細(xì)胞系移植模型和人源腫瘤組織異種移植模型，詳見Tab 1。按移植部位，模型可分為皮下種植、原位移植、腎包膜下移植、血管內(nèi)接種移植等。免疫功能不全小鼠(裸鼠或嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷小鼠)具有免疫缺陷特性，是構(gòu)建人前列腺癌轉(zhuǎn)移模型的理想載體。將人前列腺癌細(xì)胞或者組織通過注射、外科移植等手段接種至免疫缺陷小鼠體內(nèi)是較常用的造模方法。

3.1按照移植部位不同分類

3.1.1皮下種植 皮下種植是將人腫瘤細(xì)胞接種到免疫缺陷動物皮下，是最常用的腫瘤生長模型構(gòu)建方法。皮下種植成瘤率高、操作簡易、對實(shí)驗(yàn)室硬件要求不高。用該方法接種，常見的人前列腺癌細(xì)胞系都能成瘤，但腫瘤不能轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)移率較低。

3.1.2原位移植 將人前列腺癌細(xì)胞或前列腺癌組織塊移植到免疫缺陷動物的前列腺組織內(nèi)，使之在動物前列腺原位產(chǎn)生腫瘤及形成轉(zhuǎn)移灶。按照建模操作方法不同，原位移植又分為原位注射、外科原位種植、腎包膜下種植和血管內(nèi)接種等方法，其中，血管內(nèi)接種又可分為尾靜脈注射、左心室注射和腔靜脈注射等3種造模方法。

3.2皮下移植和原位移植的比較皮下異種移植的優(yōu)勢為操作簡便、成瘤率高，易于控制和重復(fù)，缺陷在于傳統(tǒng)皮下異種移植模型難以實(shí)現(xiàn)腫瘤轉(zhuǎn)移；原位異種移植可明顯促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移，且前列腺癌生長的微環(huán)境更接近真實(shí)情況，可用于研究腫瘤與基質(zhì)的相互作用[4-5]。具體皮下種植和原位移植方法的比較見Tab 2。

Tab 1 Common metastatic models of prostate cancer

Tab 2 Comparison of transplantable metastatic models of prostate cancer

Tab 3 Comparison of gene knockout and transgenic models

4 前列腺癌基因修飾轉(zhuǎn)移模型

前列腺癌轉(zhuǎn)移基因修飾研究模型主要有基因敲除模型和轉(zhuǎn)基因模型兩類。

4.1基因敲除模型基因敲除模型是運(yùn)用分子生物學(xué)技術(shù)去除特定的基因而制成基因敲除動物模型。目前已經(jīng)建立了敲除特異性抑癌基因，如 pten、mxi1、spop突變或缺失模型、敲除高度保守的同源框基因 NKx3.1等構(gòu)建腫瘤動物模型[15-16]?；蚯贸梢酝ㄟ^基因型鑒定(genotyping)來檢測，即通過設(shè)計(jì)特定的引物，利用小鼠鼠尾基因組DNA做模版，通過PCR產(chǎn)物大小區(qū)分基因修飾(含敲除、敲入、突變等)純合子、雜合子及野生型。

4.2轉(zhuǎn)基因模型以 SV40-T 為載體構(gòu)建的轉(zhuǎn)基因小鼠可形成具有較強(qiáng)侵襲能力的前列腺癌，且有神經(jīng)內(nèi)分泌等功能，在研究前列腺癌神經(jīng)內(nèi)分泌功能方面具有一定的意義。轉(zhuǎn)基因模型為前列腺癌研究提供了良好的模型，但轉(zhuǎn)基因模型費(fèi)用高、周期長，裸鼠難形成大體積瘤體，難以被常用的影像學(xué)檢測手段捕捉，更理想的轉(zhuǎn)基因模型還有待進(jìn)一步研究。

4.3基因敲除模型和轉(zhuǎn)基因模型的比較前列腺癌基因修飾動物模型可以通過基因敲除或者轉(zhuǎn)基因的方式來研究不同的基因?qū)τ谇傲邢侔┑陌l(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移的機(jī)制，為前列腺癌研究提供了良好的工具和模型，但是，兩種模型的原理、方法和特點(diǎn)又各有不同，見Tab 3。

5 前列腺癌轉(zhuǎn)移模型的檢測評價(jià)方法

熒光蛋白標(biāo)記技術(shù)、光學(xué)成像技術(shù)、超聲探測技術(shù)CT、ECT骨掃描、磁共振和三維超聲微成像等檢測方法的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)在體、實(shí)時(shí)、動態(tài)觀測及檢查前列腺癌模型的瘤體。另外，淋巴結(jié)內(nèi)壓力和微環(huán)境的酸堿度變化也可成為前列腺癌轉(zhuǎn)移研究的檢測指標(biāo)[19-20]。

熒光蛋白作為活體熒光探針，為研究活細(xì)胞提供可視化可能[21]，實(shí)現(xiàn)在活體熒光成像系統(tǒng)下直接觀察腫瘤的生長、進(jìn)展與轉(zhuǎn)移全過程。Kolostova 等[22]通過外科手術(shù)原位種植熒光蛋白標(biāo)記的前列腺癌，活體成像系統(tǒng)觀測腫瘤的耐藥性、轉(zhuǎn)移及血管形成過程。通過對前列腺癌細(xì)胞進(jìn)行綠色熒光標(biāo)記GFP[23]或者熒光素酶luciferase[24]標(biāo)記，也有利于后期的實(shí)時(shí)檢測，尤其有利于前列腺癌轉(zhuǎn)移的研究過程。裸鼠前列腺原位模型體積小，在不損傷實(shí)質(zhì)臟器的前提下，超聲檢測可準(zhǔn)確獲得深部瘤體體積?；谌惸Ｐ偷那傲邢俸舜殴舱袂吧诹馨徒Y(jié)的淋巴細(xì)胞成像技術(shù)有利于臨床應(yīng)用，例如在手術(shù)前前列腺癌患者的前哨淋巴結(jié)成像[25]。

Miura等[19]發(fā)現(xiàn)，在腫瘤細(xì)胞尚未完全擴(kuò)散的早期階段，腋窩淋巴結(jié)壓力增加適當(dāng)，提示淋巴結(jié)內(nèi)壓力升高可能成為前列腺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的早期診斷參數(shù)。Astigiano等[20]發(fā)現(xiàn)，腫瘤微環(huán)境呈酸性，堿性化的食物可延緩前列腺癌轉(zhuǎn)基因小鼠(transgenic adenocarcinoma of the mouse prostate，TRAMP)中腫瘤進(jìn)展和轉(zhuǎn)移過程，對前列腺的預(yù)防、檢測和治療有積極意義。

6 結(jié)語

前列腺癌進(jìn)展影響因素眾多，構(gòu)建再現(xiàn)人體前列腺癌發(fā)生、進(jìn)展、轉(zhuǎn)移過程的前列腺癌模型對于前列腺癌的發(fā)生、轉(zhuǎn)移機(jī)制研究以及前列腺癌的預(yù)防、診斷、藥物研究和治療具有重大意義。但現(xiàn)有的前列腺癌動物模型還不夠理想，因此，前列腺癌模型研究依舊任重道遠(yuǎn)。綜述前文，可以從前列腺癌細(xì)胞系的優(yōu)化篩選、模型構(gòu)建方法、優(yōu)化檢測評價(jià)方法和手段等角度著手，嘗試構(gòu)建能夠模擬體內(nèi)前列腺癌起始、發(fā)生、進(jìn)展、轉(zhuǎn)移的模型，實(shí)現(xiàn)在體、實(shí)時(shí)、動態(tài)、定量監(jiān)測的前列腺癌轉(zhuǎn)移動物模型，為前列腺癌的機(jī)制研究、藥物研究和防治方法提供理想的研究模型。

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