基因修饰原发肿瘤小鼠模型:肺癌、胰腺癌、肝癌自发成瘤GEMMs选型指南


基因修饰原发肿瘤小鼠模型(GEMMs)通过在免疫健全小鼠体内引入癌基因激活突变或抑癌基因条件性敲除,使肿瘤自发形成,是研究肿瘤早期进展、自发转移和免疫治疗评估的重要遗传修饰动物模型。本文系统介绍南模生物可提供的30余种多癌种自发肿瘤小鼠模型,覆盖原发肺癌(Stk11/Kras、Trp53/Kras)、原发胰腺癌(KPC、Cdkn2a/Kras)、原发肝癌(Myc驱动)等经典品系,并附验证数据与原代肿瘤细胞系资源。

目录

什么是基因修饰原发肿瘤小鼠模型?

南模生物基因修饰原发肿瘤小鼠模型推荐

原发肺癌小鼠模型

原发胰腺癌小鼠模型

原发肝癌小鼠模型

基于原发肿瘤模型的原代肿瘤细胞系

什么是基因修饰原发肿瘤小鼠模型?

在肿瘤学研究中,能不能在小鼠体内"从头"还原一个肿瘤的发生发展过程,一直是科学家们追求的目标。移植瘤虽然操作简便,但毕竟是"从外面塞进去"的肿瘤,缺少肿瘤早期启动、微环境演变和自发转移这些关键环节。有没有一类模型,既保留了完整免疫系统,又能让肿瘤"自己长出来"?

答案就是——基因修饰原发肿瘤小鼠模型(Genetically Engineered Mouse Models, GEMMs),也称自发肿瘤小鼠模型。

基因修饰原发肿瘤小鼠模型,是通过基因编辑手段,在免疫功能健全的小鼠体内引入癌基因过表达/激活突变,或通过基因敲除技术使抑癌基因缺失,令小鼠自发形成肿瘤的遗传修饰动物模型。

这类模型的核心优势:

· 肿瘤发生更接近自然过程 分子调控机制和病理学机制与人类肿瘤高度相似,涵盖肿瘤早期进展、随机性启动和自发转移。

· 免疫微环境完整 小鼠自身免疫系统健全,适合评估免疫治疗策略——这是基因敲除小鼠与转基因小鼠组合构建GEMMs的关键优势之一。

· 应用广泛 适用于肿瘤生物学过程研究、免疫治疗模式评估、抗肿瘤药物研发筛选等。

基因修饰原发肿瘤小鼠模型概念图-南模生物
图1. 基因修饰原发肿瘤小鼠模型概念图

南模生物基因修饰原发肿瘤小鼠模型推荐

南模生物在基因编辑领域深耕20余年,拥有庞大的基因修饰小鼠库,可提供30余种多类型多癌种基因修饰原发小鼠模型,涵盖肺癌、胰腺癌、肝癌等高发癌种。同时可为客户提供候选药物筛选、药理药效评价、药代动力学评价、早期毒理评价等临床前服务项目。

南模生物模型列表总览图
图2. 南模生物模型列表总览图

原发肺癌小鼠模型

01 Stk11/EGFP/Kras-LSL-G12D 原发肺癌小鼠模型

品系简称: Stk11-Flox/R26-CAG-LSL-Luc-2A-EGFP/Kras-LSL-G12D

品系目录号: NM-CKO-234719

相关基因: Stk11/Kras-LSL-G12D

小鼠背景: C57BL/6

Stk11/EGFP/Kras-LSL-G12D小鼠是一种原发肺癌模型,包含Kras基因突变与STK11蛋白缺失两个关键遗传改变。

· STK11突变在非小细胞肺癌(NSCLC)中发生率超过10%。

· Kras突变在肺癌中占34%,以NSCLC占比较多,肺鳞癌中占比较少。

模型设计: 该模型Kras突变上游含有lox-stop-lox终止序列,在没有Cre重组酶的条件下不表达;Stk11也需要Cre的存在才能发生条件性敲除。使用AAV-CRE对小鼠进行诱导,即可使其产生肿瘤。 这是一种典型的利用基因敲除小鼠策略构建的条件性原发肿瘤模型。

验证数据:

Stk11/EGFP/Kras-LSL-G12D原发肺癌小鼠模型可通过AAV-CRE诱导引发肺癌-南模生物
图3. Stk11/EGFP/Kras-LSL-G12D原发肺癌小鼠模型可通过AAV-CRE诱导引发肺癌。


Stk11/EGFP/Kras-LSL-G12D瘤块来源细胞系皮下移植造模的抗肿瘤药效评价-南模生物
图4. Stk11/EGFP/Kras-LSL-G12D瘤块来源细胞系皮下移植造模的抗肿瘤药效评价。
Stk11/EGFP/Kras-LSL-G12D瘤块来源细胞系原位移植造模的抗肿瘤药效评价-南模生物
图5. Stk11/EGFP/Kras-LSL-G12D瘤块来源细胞系原位移植造模的抗肿瘤药效评价。

02 Trp53-Flox/Kras-LSL-G12D 原发肺癌小鼠模型

品系简称: Trp53-Flox/Kras-LSL-G12D

品系目录号: NM-CKO-233079

相关基因: Trp53/Kras-LSL-G12D

小鼠背景: C57BL/6

Trp53-Flox/Kras-LSL-G12D小鼠是一种原发肺癌模型,包含Kras基因G12D突变与Trp53蛋白缺失。

· Trp53失活在绝大多数小细胞肺癌(SCLC)中可检测到。

· 突变型Kras蛋白功能异常,持续处于激活状态,导致肿瘤细胞的持续增殖。野生型Kras的激活/失活是受控的,而突变型则丧失了这一调控。

模型设计: 通过使用AAV-CRE对小鼠进行诱导,可使该基因敲除小鼠模型产生肿瘤。

验证数据:

Trp53-Flox/Kras-LSL-G12D原发肺癌小鼠模型可通过AAV-CRE诱导引发肺癌-南模生物
图6. Trp53-Flox/Kras-LSL-G12D原发肺癌小鼠模型可通过AAV-CRE诱导引发肺癌。

原发胰腺癌小鼠模型

01 KPC 原发胰腺癌小鼠模型

品系简称: KPC

品系目录号: NM-KI-210096

相关基因: Kras(G12D)/Trp53(R172H)/Pdx1

小鼠背景: C57BL/6

KPC小鼠是一种经典的胰腺导管腺癌模型,具有许多与人胰腺癌相似的特点,例如胰腺内皮细胞瘤形成、强烈的免疫反应等。80%的KPC小鼠出现了肝转移和肺转移的现象。

· Kras突变:在人胰腺癌中,约80%的患者携带KRAS突变蛋白。

· Trp53突变:约70%的患者表达突变型p53蛋白。

模型设计: KPC小鼠的p53基因含有一个显性抑制性点突变(p53-R172H),Kras基因含有一个条件性活化点突变(Kras-G12D)。Kras突变基因上游含有lox-stop-lox终止序列,在没有Cre重组酶条件下不表达。将Cre重组酶连接到Pdx1启动子后,其在胰腺的腺泡、胰岛和导管中表达。该模型结合了转基因小鼠(Pdx1-Cre)与条件性基因敲除/敲入策略,是遗传修饰动物模型在胰腺癌研究中的经典应用。

验证数据:


图7. KPC小鼠模型的自发性胰腺癌体和HE染色结果。

胰腺表面不平整,多个结节状突起;细胞排列无序,组织结构呈不规则细胞团,可见胰腺导管增生,炎症细胞浸润,间质纤维形成,符合肿瘤组织结构特征。

KPC-luc原位移植小鼠模型-南模生物
图8. KPC-luc原位移植小鼠模型

KPC小鼠肿瘤细胞接种至野生C57BL/6小鼠的肝脏、肺、胰腺中的生长情况。


图9. KPC-luc皮下移植小鼠模型与药效检测。

KPC小鼠瘤块来源的细胞系的抗肿瘤药效评价(宿主小鼠为C57BL/6小鼠)。a. 药效成瘤曲线, b. 药效体重曲线, c. 肿瘤照片

02 Cdkn2a/Kras-G12D/Pdx1 原发胰腺癌小鼠模型

品系简称: Cdkn2a-Flox/Kras-LSL-G12D/Pdx1-Cre-Tg

品系目录号: NM-XA-234942

相关基因: Cdkn2a/Pdx1/Kras(G12D)

小鼠背景: C57BL/6

Cdkn2a/Kras-G12D/Pdx1小鼠是一种胰腺导管腺癌模型,可以反映侵袭性胰腺导管腺癌(PDAC)之前的胰腺癌前病变等过程。

· KRAS突变:92%的人类PDAC中可检测到。

· CDKN2A缺失:是散发性PDAC中的关键致癌事件之一。

模型设计: 该模型Kras突变基因上游含有lox-stop-lox终止序列,在没有Cre重组酶条件下不表达;Cdkn2a也需要Cre的存在才能发生敲除。将Cre重组酶连接到Pdx1启动子后,其在胰腺的腺泡、胰岛和导管中表达。

验证数据:

Cdkn2a/Kras-G12D/Pdx1原发胰腺癌小鼠模型的胰腺癌成瘤率、生存率、体重变化率-南模生物
图10. Cdkn2a/Kras-G12D/Pdx1原发胰腺癌小鼠模型的胰腺癌成瘤率、生存率、体重变化率。

原发肝癌小鼠模型

01 Alb-Cre-Tg/H11-CAG-LSL-Myc 原发肝癌小鼠模型

品系简称: Alb-Cre-Tg/H11-CAG-LSL-Myc

品系目录号: NM-KI-220458

相关基因: Alb/Myc

小鼠背景: C57BL/6

MYC是一种主要的致癌转录因子,调节参与细胞增殖、代谢和免疫逃避等多种途径的靶基因,在多种癌症的肿瘤发生和发展中发挥关键作用。

· 在肝癌中,MYC及其信号通路发生显著变化,对肝癌进展产生深远影响,包括肿瘤增殖、转移、去分化、代谢、免疫微环境和综合治疗耐药等。

模型设计: 该模型Myc基因上游含有lox-stop-lox终止序列,在没有Cre重组酶条件下不表达。将Cre重组酶连接到Alb启动子后,其在肝脏中特异性表达,驱动自发肝癌形成。

验证数据:


图11. H11-LSL-Myc/Rosa26-LSL-LuC-EGFP/Alb-Cre三阳性小鼠自发肝癌瘤块的同种移植实验。

基于基因修饰原发肿瘤小鼠模型的原代肿瘤细胞系

基因修饰原发肿瘤小鼠模型的肿瘤发生、发展过程与人类相似,但肿瘤发生参差不齐、周期长、实验耗费大。为此,南模生物从小鼠原发肿瘤中建立了多种可在体外培养传代的肿瘤细胞系。

这些细胞系的优势:

· 体外研究工具:为癌细胞的体外生物学研究提供便利。

· 建立同基因移植瘤模型:可移植到遗传背景相同的小鼠体内,不会发生免疫排斥,快速建立移植瘤小鼠模型。

原代肿瘤细胞系列表图-南模生物
图12. 原代肿瘤细胞系列表图

写在最后

基因修饰原发肿瘤小鼠模型在探索肿瘤的发病机制、药物筛选和个性化治疗方面具有广泛的应用前景。南模生物自主研发多种基因编辑小鼠模型,为您的研究提供丰富的工具选择,助力原发肿瘤研究进一步深入。

如您有相关自发肿瘤小鼠模型或定制化服务需求,欢迎随时联系我们!

💬 微信公众号「南模生物 SMOC」在线咨询 📞 拨打 400-728-0660 

关于我们

上海南方模式生物科技股份有限公司(Shanghai Model Organisms Center, Inc.,简称"南模生物"),成立于2000年9月,是一家上交所科创板上市高科技生物公司(股票代码:688265),始终以编辑基因、解码生命为己任,专注于模式生物领域,打造了以基因修饰动物模型研发为核心,涵盖多物种模型构建、饲养繁育、表型分析、药物临床前评价等多个技术平台,致力于为全球高校、科研院所、制药企业等客户提供全方位、一体化的基因修饰动物模型产品解决方案。



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