【造模機制】轉基因腦腫瘤模型是借助基因工程技術(shù)將確定的腦腫瘤外源基因通過(guò)生殖細胞或早期胚胎干細胞導入宿主的染色體上,在其基因內穩定地整合進(jìn)導入的外源腦腫瘤基因,并能遺傳給后代的一類(lèi)腦腫瘤動(dòng)物模型。目前,轉基因動(dòng)物已成為研究腫瘤分子生物學(xué)發(fā)生機制的有力武器。腦腫瘤轉基因動(dòng)物模型的基本思路有兩個(gè):①導入一段致癌基因,使其在能利用該基因啟動(dòng)子的特定細胞中得以表達,雖然該基因可能不足以使正常細胞轉變?yōu)槟[瘤細胞,但對其他的基因改變會(huì )產(chǎn)生協(xié)同作用,使其更易誘導腫瘤的發(fā)生;②基因敲除,使特定的基因(抑癌基因)表達缺失,而這些基因所編碼的蛋白質(zhì)可能恰好具有抑制腫瘤發(fā)生的作用?;蛐揎梽?dòng)物所產(chǎn)生腦腫瘤的類(lèi)型受多種因素的影響,腫瘤類(lèi)型由特定信號轉導通路的異常及其發(fā)生的細胞所決定。激活能控制膠質(zhì)細胞分化信號轉導通路的某些生長(cháng)因子可誘發(fā)膠質(zhì)瘤;相反,如激活小腦顆粒細胞前體分化信號轉導通路產(chǎn)生的則是髓母細胞瘤。即便所產(chǎn)生的是同一種腫瘤,由于所控制基因的不同,其惡性程度也有差別。
【造模方法】小鼠:小鼠是最常用的基因小鼠動(dòng)物模型。1974年,Jaenisch和Mini首先將SV40病毒的DNA注入到小鼠胚胎的囊胚腔得到第一個(gè)帶有外源基因的小鼠腦腫瘤。目前,有關(guān)膠質(zhì)瘤轉基因動(dòng)物模型的研究較多,如,由膠質(zhì)醋酸纖維蛋白(GFAP)啟動(dòng)子所啟動(dòng)的V-src基因可導致轉基因鼠星形細胞瘤的發(fā)生;而將多性瘤病毒中間T抗原基因導入GFAP陽(yáng)性表達的動(dòng)物體細胞中,可誘導產(chǎn)生混合型膠質(zhì)瘤;通過(guò)病毒轉導的PDGF基因(v-sis)整合到體內混合的多種細胞后,能發(fā)生多種類(lèi)型的膠質(zhì)瘤。另外,將多形腺病毒SV40上游啟動(dòng)子所產(chǎn)生的SV40大T抗原基因表達于脈絡(luò )叢細胞后,可發(fā)生脈絡(luò )叢乳頭狀瘤;通過(guò)反轉錄病毒介導SV40的大抗原神經(jīng)移植到小鼠腦內,觀(guān)察到原發(fā)性神經(jīng)外胚葉瘤(primitive neuroectodermal tumor,PNET),在經(jīng)過(guò)176~311天潛伏期后,腫瘤發(fā)生率為57%。病理組織學(xué)觀(guān)察,腫瘤呈現出與人類(lèi) PNET相同的特征,所有的腫瘤都有轉移的趨勢。另外,通過(guò)Cre-loxp技術(shù)敲除小鼠的NF-1和p53基因,膠質(zhì)纖維酸性蛋白(glia fibrillary acidic protein, GFAP)啟動(dòng)子控制其只能在特異性膠質(zhì)細胞中表達,導致該小鼠模型(GFAP-cre/NF-1 f/+/P53-/+)膠質(zhì)瘤的發(fā)生。
【模型特點(diǎn)】轉基因動(dòng)物模型具有分子機制明確、建立系統穩定、重復性好等優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是制作難度比較大,而靶向轉基因小鼠因具有其獨特的優(yōu)勢,因此,需結合兩種方法使用。
【模型評估和應用】轉基因腦腫瘤模型和基因敲除腦腫瘤模型建立在離體和在體相結合的基礎之上,在分子和細胞水平進(jìn)行操作,由動(dòng)物整體水平產(chǎn)生效應,因此能使人們更加完整地去探討腦腫瘤的遺傳發(fā)病機制、腦腫瘤細胞與機體之間的免疫學(xué)關(guān)系以及腦腫瘤的發(fā)展、演變和凋亡。