轉基因肺癌動物模型研究進展

張修彥，詹純列

(廣州軍區廣州總醫院 動物實驗中心，廣東 510010)

肺癌是世界各國常見的惡性腫瘤之一，它嚴重威脅人類健康，近20年發病率逐年上升。估計到2030年，全球將有830萬人死于吸煙有關的疾病，其中肺癌占3.1%［1-3］。目前，肺癌為我國惡性腫瘤的頭號殺手。肺癌實驗動物模型選用的動物包括小鼠［4］、大鼠［5］、地鼠［6］、羊［7］、狗［8］、兔［9］、雪貂［10］等。選用的方法包括吸入、口服、灌注或注射致癌物，原位或異位移植腫瘤細胞或組織塊以及轉基因方法。轉基因肺癌模型具有可遺傳、模型可靠的特點。本文就轉基因肺癌動物模型做一綜述。

1 K-RAS基因突變模型

KRAS是第一個被確定的原癌基因。Ras蛋白又稱p21蛋白，參與的信號轉導通路主要包括有絲分裂原活化蛋白激酶 (mitogen-activated protein kinases，MAPK)通路及磷酸肌醇3激酶(phosphoinositide 3-kinase，PI3K)通路［11，12］。P21蛋白位于細胞膜內表面，其活性形式為p21-GTP，非活性形式為p21-GDP。它可以接受和傳遞細胞表面信號，如生長因子、激素、神經遞質等。從而影響細胞內核酶等的合成，對細胞生長和分化進行調控［13］。K-ras基因最常見的激活方式是點突變，當K-ras基因發生異常時，p21與 GTP牢固結合，一直處于激活狀態，持續刺激細胞生長、發育、增值，引起細胞惡化。25%～40%非典型性腺瘤樣增生檢測到KRAS突變，老年A/J小鼠肺腫瘤80%檢測出K-ras突變［14］。

Erica L.Johnson等［15］通過同源重組構建了 K-rasLA轉基因模型，K-rasLA小鼠可以發展出多種腫瘤包括肺惡性轉化。由于早期肺惡化導致K-rasLA小鼠早期死亡影響腫瘤進展的研究。為了改進模型，Erica L.Johnson等［16］在K-rasG12D編碼區放置一個Loxp-stop-Loxp盒子，通過去除終止元件來進行調節，這樣可以控制腫瘤發生的時間、位置和多樣性。這種模型被廣泛用于腫瘤研究特別是腫瘤激活和發展過程［17-19］。

Phuoc T.Tran等［20］構建了聯合轉基因小鼠CCSP-rtTA/tetO-KrasG12D/Twist1-tetO7-luc(CRT)，這種小鼠增加了肺癌腫瘤發生的數量和大小。Zuoyan Wang［21］等構建了一種雌激素受體條件誘導的轉基因模型。利用他莫昔芬激活 K-rasG12D基因可以誘導小鼠肺上皮細胞的惡性轉化。

2 p53基因突變模型

p53是第二個被確認的抑癌基因，也是目前所發現的與腫瘤發病最相關的抑癌基因。p53基因的失活在肺癌發生起非常重要的作用。p53具有調控細胞周期，凋亡，DNA修復、重組等功能［22］。當P53基因發生突變、缺失或滅活時，上述功能的喪失將導致細胞持續增殖及惡化。P53在小細胞肺癌(small cell carcinoma，SCLC)SCLC中的突變率是75%，非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)中的突變率為50%，肺腺癌中的突變率比SCC或其他非腫瘤的低［23］。

Ronald A.lubet［24］等構建了 p53，Ink 4A聯合突變轉基因小鼠。利用苯并(a)芘處理 p53+/+Ink4a/Arf+/-，p53+/-Ink4a/Arf+/+，p53+/-Ink4a/Arf+/-小鼠，7星期后發現全部發生肺癌。

3 其他轉基因模型

Thaddeus Allen等［25］構建了過表達 Grg1的轉基因小鼠Grg1hPLAP，這種小鼠在1個月的時候就激發肺部壞死增生，3～5月時就可以在胸腔表面看到腫瘤結節，5～6月這些壞死持續增加達到每個老鼠3.2±2.2到8.3±6.0個。等到8個月時，這些壞死融合成為具有侵蝕性的腫瘤塊。

Manabu Soda等［26］在吸煙導致的非小細胞肺癌患者身上篩選到了一個合并原癌基因EML4-ALK，2號染色體短臂的一個小插入導致了EMLA與ALK的連接。由此產生了聯合蛋白，其具有EML4的氨基末端和ALK酪氨酸激酶的細胞內部分。他們構建了在肺部上皮細胞表達EML4-ALK的轉基因小鼠。這種小鼠在出生后幾個星期內就在肺部發展處上百個腺癌結節。

子宮珠蛋白是支氣管 clara細胞的標志蛋白。Andrea Sandmoller等［27］用啟動子以及兔子宮珠蛋白5’末端指導 SV40T抗原(猴病毒 40T抗原，Sim ian virus 40T antigen)在肺部表達。SV40T抗原與p53蛋白和 Rb蛋白結合，導致細胞惡性增值。通過這種方式建立的轉基因小鼠 UT7.1發展出多灶性細支氣管腺癌。

c-myc是一種調節細胞周期進展及分化的蛋白，TGFα屬于 EGF家族，它可以激活 EGF受體。經常在人肺癌中過量表達。A Ehrhardt等［28］利用SPC啟動子構建過表達 c-myc和分泌型 EGF (IgEGF)的轉基因小鼠。雜合子 SP-C/myc轉基因小鼠的平均壽命是14.25個月，純合子的平均壽命是9.2個月。75%的雜合子和80%的純合子診斷出細支氣管肺泡腺癌。SPC/IgEGF肺泡增生發生在19個月。SP-C/myc/IgEGF雙轉基因小鼠平均壽命9個月，100%檢出細支氣管肺泡腺癌。

RON(recepteur d’origine nantais)酪氨酸激酶受體屬于MET原癌基因家族。激活的RON磷酸化不同的細胞內蛋白并激活多種調節上皮細胞生長、遷移、分化以及存活的信號通路。研究表明［29-31］，RON在上皮類癌癥比如肺癌、結腸癌、乳腺癌都有過量表達，表明其在上皮類癌癥進程中可能起作用。Yi-Qing Chen［32］等用 SPC啟動子指導 RON在肺上皮細胞表達，這種轉基因小鼠出生時肺部沒有形態上的損傷，但是有肺腺癌。到2個月時，發展成單個腫瘤塊。先是沿著肺泡壁生長最后進到肺泡隔內。

人類小細胞肺癌中發現高頻率腫瘤抑癌基因Rb1和 Trp53突變［33-34］。Ralph Meuwissen等［35］構建了條件抑制Rb1和Trp53基因的轉基因小鼠。這種小鼠肺癌發病率很高，并卻在形態學和免疫學上與小細胞肺癌相似。

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