Schilddrüsenkrebs ist eine der häufigsten endokrinen Malignome1 und hat seinen Ursprung im Schilddrüsenepithel. In den letzten Jahren hat die Inzidenz von Schilddrüsenkrebs weltweit rapide zugenommen2. Schilddrüsenkrebs kann je nach Grad der Differenzierung der Tumorzellen in verschiedene Typen unterteilt werden. Auf der Grundlage des klinischen Verhaltens und der Histologie werden Schilddrüsenkarzinome in gut differenzierte Karzinome unterteilt, darunter das papilläre Schilddrüsenkarzinom (PTC) und das follikuläre Schilddrüsenkarzinom (FTC), das schlecht differenzierte Karzinom (PDTC) und das undifferenzierte oder anaplastische Karzinom der Schilddrüse (ATC)3. Im Gegensatz zur PTC, die eine häufige Form mit mildem Verhalten und besserer Prognose ist 4,ist die ATC eine seltene und hochaggressive bösartige Erkrankung, die 2 % bis 3 % aller Schilddrüsentumoren ausmacht5. Obwohl ATC selten ist, ist es für etwa 50 % der Todesfälle im Zusammenhang mit Schilddrüsenkrebs verantwortlich, mit einer düsteren Überlebensrate (6-8 Monate)6,7. Über 50 % der ATC-Fälle werden als Lungenmetastasen diagnostiziert8. Zusätzlich zu der aggressiven Natur der ATC wurde in der Klinik eine begrenzt wirksame Behandlung entwickelt. Daher haben ATC-Patienten eine düstere Prognose 9,10,11. Dies deutet darauf hin, dass weitere eingehende Studien zu den molekularen Mechanismen, die der Entwicklung von ATC und der Behandlung zugrunde liegen, dringend erforderlich sind.
Die Tumorgenese der ATC ist ein dynamischer dedifferenzierter Prozess. Die Schwierigkeit, menschliche Tumorproben in jedem Stadium klinischer Studien zu entnehmen, hat das Verständnis des Entstehungsmechanismus von gut differenzierten zu undifferenzierten Karzinomen erschwert. Im Gegensatz dazu begünstigt die Verwendung von murinen ATC-Modellen (mATC) die Entnahme von mATC-Proben im gesamten Tumorentstehungsverlauf. Daher können wir die Mechanismen der Tumorentstehung besser verstehen, indem wir den dynamischen dedifferenzierten Prozess analysieren. Darüber hinaus hat auch die Heterogenität der klinischen ATC-Proben dazu beigetragen, dass es schwierig ist, den molekularen Mechanismus zu verstehen. Nichtsdestotrotz hatten die Mäuse den gleichen genetischen Hintergrund und wurden in ähnlichen Lebensumgebungen gehalten, um die Konsistenz jedes Tumors zu gewährleisten. Dies erleichtert die Untersuchung der verallgemeinerten Rolle der ATC-Entwicklung12,13,14. Darüber hinaus ist mATC ein In-situ-Tumormodell, das den Einfluss der anatomischen Lokalisation und der gewebespezifischen Mikroumgebung wiederherstellen kann. Im Vergleich zu häufig verwendeten immundefizienten Mäusen ist mATC ein spontanes Mausmodell mit einem intakten Immunsystem und einer immunen Mikroumgebung.
Daher haben wir mit dem Stamm C57BL/6 eine bedingt induzierte mATC konstruiert, die in der Lage ist, die pathologischen Merkmale eines dedifferenzierten Schilddrüsenkarzinoms zu reproduzieren. Basierend auf diesem Modell gaben wir einen kurzen Überblick über die molekularen Grundlagen, Konstruktionsideen, pathologischen Eigenschaften und Anwendungen von mATC. Darüber hinaus beobachteten und berichteten wir über Tumorwachstum, Überlebenszeit, Metastasierung und pathologische Merkmale von mATC. Wir glauben, dass dies ein informatischer Überblick sein wird, um anderen Forschern zu helfen, dieses Modell einfacher zu verwenden.
Wir konstruierten ein bedingt induzierbares mATC-Modell, wie zuerst von McFadden15 beschrieben; Zunächst konstruierten wir Mäuse: TPO-cre/ERT2, Braf flox/wt und Trp53flox/wt. Konkret enthielten TPO-cre/ERT2-Mäuse den humanen Schilddrüsenperoxidase (TPO)-Promotor (ein schilddrüsenspezifischer Promotor), der die Expression eines cre-ERT2-Fusionsgens (eine cre-Rekombinase, die mit einer humanen Östrogenrezeptor-Liganden-Bindungsdomäne fusioniert) antreibt. Cre-ERT2 ist in der Regel auf das Zytoplasma beschränkt und dringt nur dann in den Zellkern ein, wenn es Tamoxifen ausgesetzt wird, das cre dazu veranlasst, rekombinante Enzymaktivität auszuüben. Wenn die Mäuse mit Mäusen gekreuzt werden, die loxP-flankierte Sequenzen tragen, werden nach der Tamoxifen-Induktion durch cre-vermittelte Rekombination die gefloxten Sequenzen in den Schilddrüsenzellen gelöscht, um den Zweck zu erreichen, bestimmte Gene auszuschalten oder einzuschalten.
Darüber hinaus sind Braf flox/wt-Mäuse ein Knock-in-Allel des menschlichen Braf, das auf dem cre-loxP-System basiert. Das murineBraf-Flox/wt-Transkript wird von endogenen Exons 1-14 und loxP-flankierten humanen Exons 15-18 kodiert. Nach der cre-vermittelten Exzision der gefloxten Regionen werden das mutierte Exon 15 (modifiziert mit einer V600E-Aminosäuresubstitution, die mit konstitutiv aktivem BrafV600E in humanen Karzinomen verknüpft ist) und die endogenen Exons 16-18 zur Generierung der Transkripte verwendet. Darüber hinaus sind Trp53 flox/wt Mäuse Knockout-Allele von humanem Trp53 und haben loxP-Stellen, die die Exons 2-10 von Trp53 flankieren. Bei der Kreuzung mit Mäusen mit einer cre-Rekombinase wird durch die cre-vermittelte Rekombination die gefloxte Sequenz gelöscht, um Trp53 auszuschalten. Anschließend wurden TPO-cre/ERT2-, Braf flox/w- und Trp53flox/wt-Mäuse gekreuzt, um TB zu erhalten (TPO-cre/ERT2; Brafflox/wt) Mäuse und TBP (TPO-cre/ERT2; Brafflox/wt; Trp53flox/wt) Mäuse, die zur Erzeugung von PTC und ATC verwendet werden könnten. Nach ca. 8 Wochen wurden die Mäuse durch eine intraperitoneale (i.p.) Verabreichung von 150 mg/kg Tamoxifen, gelöst in Maisöl, für zwei Verabreichungen induziert. Das Tumorwachstum konnte mittels Hochfrequenz-Ultraschall überwacht werden (der erste Zeitpunkt der Sonographie wurde als Tag 0 aufgezeichnet). Die erste Sonographie wurde 40 Tage nach der Einführung von Tamoxifen durchgeführt.