比较在小鼠肾脏和鸡绒毛尿囊膜上建立的转移性透明细胞肾细胞癌模型
2020年2月8日
转移性透明细胞肾细胞癌是一种尚无全面动物模型用于深入临床前研究的疾病。本方案介绍了该疾病的两种新型动物模型：原位移植小鼠模型和鸡绒毛尿囊膜模型，这两种模型均能表现出类似临床病例的肺转移。
透明细胞肾细胞癌（CCRCC）是肾癌最常见的亚型。局限性 CCRCC 通过手术治疗预后良好。然而，约三分之一的 CCRCC 患者会出现肺部远处转移。
这会导致患者的预后极差。遗憾的是，目前对于这一致命阶段尚无有效的治疗方法，因为转移的分子机制仍不明确。
本实验方案的目的是介绍并比较近期建立的两种转移性透明细胞肾细胞癌（CCRCC）动物模型。第一种模型为小鼠原位移植模型。在此模型中，将异源性的CCRCC植入小鼠肾包膜内。
肿瘤生长和转移在10周后显现。第二种模型是鸡绒毛尿囊膜模型，即CAM模型。在此鸡胚模型中，将异质性的CCRCC植入鸡蛋内。
在胚胎孵化前的植入后第10天，可检测到肿瘤生长和循环肿瘤细胞。在植入后第24天（即孵化后两周）可检测到肺转移。
这两种新型模型将有助于进一步研究CCRCC转移背后的分子机制。请注意，本视频未展示CAM实验操作。CAM模型的详细方案已在Sharrow等人发表的另一篇Trove文章中进行描述并拍摄。
将小鼠麻醉后，用聚维酮碘对小鼠背部进行三次全面消毒，随后用70%乙醇擦拭一次，并用无菌棉签擦干。然后依次贴上三片无菌医用敷料，覆盖整个背部，以建立手术区域并固定小鼠。
手术前，操作人员应使用聚维酮碘对手指进行消毒。将小鼠置于俯卧位，并用手指定位左侧腰部下方的左肾。
使用钝头镊子和剪刀切开指定位置下方的皮肤和肌肉层。用无菌棉签和镊子将左肾部分暴露于腹腔外。用胰岛素注射器或定制的汉密尔顿注射器吸取预先制备的肿瘤细胞悬液。
在肾包膜下注射 20 微升细胞悬液。缓慢拔出针头，以使细胞外基质溶液凝固，同时防止出血或肿瘤细胞泄漏。
然后，使用无菌棉签将肾脏推回腹腔内。用缝线缝合肌肉层。用聚维酮碘对皮肤进行消毒。
使用伤口自动夹关闭皮肤。通过生物发光成像（BLI）证实，原位接种的肿瘤细胞成功在小鼠肾脏上生长。尽管原发性肿瘤生长无差异，但仅异质性转移性肿瘤在肺部表现出显著的转移。
转移灶也通过免疫组织化学得以证实。类似地，荷有转移性肿瘤的小鼠循环肿瘤细胞计数高于荷有非转移性肿瘤的小鼠。与小鼠模型一致，CAM 模型也显示转移性肿瘤与非转移性肿瘤之间无生长差异。
另一方面，具有转移性肿瘤的鸡胚中循环肿瘤细胞的数量显著更高。在出壳小鸡的肺部观察到组织学上可检测到的转移灶。总之，本方案展示了两种用于转移性透明细胞肾细胞癌（CCRCC）的新型动物模型。
小鼠和鸡模型均真实再现了临床中观察到的肺转移现象。这两种临床前模型将有助于深入理解转移背后的分子机制，并有助于发现转移性透明细胞肾细胞癌（CCRCC）的新型治疗方法。
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概述
本文介绍了两种新型的转移性透明细胞肾细胞癌（CCRCC）动物模型，旨在解决目前缺乏用于临床前研究的综合性模型的问题。这些模型包括一种原位移植小鼠模型和一种鸡胚尿囊膜模型，二者均表现出与临床病例相似的肺转移特征。
关键研究组成部分
科学领域
- 肿瘤学
- 动物模型
- 转移研究
背景
- 透明细胞肾细胞癌（CCRCC）是肾癌最常见的亚型。
- 局限性 CCRCC 通过手术治疗预后良好。
- 约三分之一的 CCRCC 患者会出现远处转移，尤其是转移到肺部。
- 目前对于该病的晚期阶段尚无有效疗法。
研究目的
- 建立并验证用于研究肾透明细胞癌转移的新动物模型。
- 推动对肾透明细胞癌疾病机制的临床前研究。
- 加深对肾透明细胞癌肺转移的理解。
使用的方法
- 在小鼠体内进行肿瘤细胞的原位移植。
- 利用鸡胚尿囊膜模型。
- 在两种模型中观察肺转移的发展过程。
- 将模型结果与临床病例进行比较。
主要结果
- 两种动物模型均成功展示了肺转移现象。
- 这些模型与透明细胞肾细胞癌（CCRCC）的临床病例高度相似。
- 这些模型为治疗策略的进一步研究提供了平台。
- 获得了关于转移分子机制的深入认识。
结论
- 新开发的模型对肾透明细胞癌的临床前研究具有重要价值。
- 这些模型有助于深入理解肾癌的转移过程。
- 未来的研究可利用这些模型探索潜在的治疗方法。
常见问题
行业重要性概述
转移性透明细胞肾细胞癌（ccRCC）由于缺乏有效疗法且对转移机制理解不足，仍是尚未满足的重大临床需求。本文所述的原位小鼠模型和鸡绒毛尿囊膜（CAM）模型为研究肺转移提供了互补的临床前体系，可在药物发现流程中实现靶点验证和机制层面的风险评估。这些模型在具有完整免疫系统的动物和成本效益较高的平台上重现了临床转移模式，从而增强了治疗开发的预测可靠性。
生物制药研发中的战略应用
早期发现与靶点验证
- 科学价值：可在异质性ccRCC群体中探究VHL缺失驱动的肿瘤发生性及转移潜能。
- 操作价值：在免疫健全小鼠中进行原位移植，可保留对靶点验证至关重要的肿瘤-间质相互作用。
- 科学价值：通过体内肺定植实验，促进对转移相关基因及通路的功能验证。
筛选与检测方法开发
- 科学价值：生成可量化的循环肿瘤细胞（CTC）计数，作为化合物筛选的药效动力学读出指标。
- 操作价值：CAM 模型可在10天内实现快速、低成本的肿瘤生长，适用于高通量检测的标准化。
- 科学价值：通过在小鼠和 CAM 系统中检测 CTC，支持对肿瘤细胞内渗过程的评估，从而实现对化合物的早期评价。
转化与临床前研究
- 科学价值：该模型可重现临床肺转移过程，为生物标志物的发现与验证提供具有疾病相关性的研究体系。
- 操作价值：在孵化鸡胚中延长使用绒毛尿囊膜（CAM）模型（24天），可通过免疫组织化学检测微转移灶，适用于纵向研究。
- 科学价值：支持从异质性肿瘤群体中建立患者来源的异种移植（PDX）模型，实现临床前研究的连续性。
流程与工作流整合
这些模型贯穿发现阶段的各个环节：原位小鼠模型支持早期发现阶段的假设验证和通路确认，而鸡胚尿囊膜（CAM）模型则有助于快速建立检测方法并实现高通量筛选。两种系统均可产生定量数据，如肿瘤负荷、循环肿瘤细胞（CTC）水平及转移病灶的定量结果，为“继续/终止”决策提供依据。这些模型可作为可重复使用的平台，用于靶点风险评估和转化生物标志物的匹配，从而降低先导化合物筛选中的生物学风险。
- 发现生物学：通过评估免疫活性宿主中的肿瘤生长和肺转移，验证治疗靶点。
- 筛选：为基于循环肿瘤细胞（CTC）的药效学监测在化合物筛选项目中提供标准化、可重复的系统。
- 分析：通过生物发光成像（BLI）和免疫组化（IHC）读数，实现对转移负荷的定量比较。
- 转化研究：通过与患者来源异种移植（PDX）兼容的异质性肿瘤模型，连接发现研究与临床前验证。
- 企业级复用：建立可扩展、跨平台的能力，用于在多个治疗领域中生成转移模型。
运营与企业影响
- 科学价值：通过提供具有临床相关性的肺转移模型，减少转移机制研究中的不确定性。
- 操作价值：CAM 模型相较于传统小鼠模型可缩短时间、减少人力和成本，同时支持稳健的肿瘤形成和内渗过程。
- 战略价值：通过实现对转移潜能和治疗效果的早期评估，提升项目组合的筛选效率。
- 项目组合影响：在临床前验证中利用定量的转移终点指标，支持基于风险调整的推进决策。
实施注意事项
- 需要具备小鼠模型移植所需的原位手术技术和肿瘤细胞制备的专业知识。
- 依赖无菌手术设施以及适用于小鼠操作的麻醉方案。
- 需要获取活胚鸡蛋及孵化设备，以开展CAM模型实验。
- 要求在不同模型中标准化肿瘤细胞悬液的制备及注射体积（20 µL）。
- 依赖生物发光成像（BLI）和免疫组化（IHC）进行组织病理学验证以检测转移，需配备成像和病理分析资源。
