20.13: がん研究のマウスモデル

マウスとヒトは、解剖学的、細胞的、分子的にさまざまな特性を共有しています。また、コーディング領域に約80%のオルソロジーが見られるため、マウスはヒトのがん研究に適したモデル生物となっています。

研究者は、マウスのゲノムを遺伝子操作して、潜在的ながんの原因となる遺伝子を変異、削除、または過剰発現させることができます。このようなトランスジェニックマウスは、腫瘍の発生と進行における遺伝子の変化の影響を研究するための貴重なツールです。

例えば、潜在的ながん遺伝子を、適切なプロモーターとともにマウスゲノムに組み込むことができます。遺伝子の過剰発現がマウスの腫瘍発生につながる場合、それは目的遺伝子の発がん性を示しています。

同様に、潜在的な腫瘍抑制遺伝子を欠くノックアウトマウスは、研究者が腫瘍の成長における遺伝子の重要性を理解するのに役立ちます。

しかし、ほとんどの腫瘍抑制遺伝子は、マウスの初期発生に不可欠な役割を果たしています。したがって、重要な腫瘍抑制遺伝子がサイレンシングされたノックアウトマウスは、成人期まで生存しない可能性があります。

このような場合、条件付きマウスモデルを使用できます。ここでは、目的の遺伝子は、標的組織細胞内または発生の特定の段階でのみ特異的に不活性化されます。

レポーターモデルと呼ばれるマウスモデルは、蛍光性または発光性のレポーター遺伝子と遺伝子を共発現するように操作されています。

レポーター遺伝子ががん遺伝子などの目的遺伝子と同時に発現することで、細胞が発光します。その後、研究者は細胞の発光を監視することにより、細胞の異常な増殖を追跡できます。

マウスは、さまざまながんに対する新薬の前臨床試験の重要なモデルとしても機能します。

例えば、異種移植マウスモデルでは、まずヒト腫瘍細胞を免疫不全マウスに移植します。細胞が適切なサイズの腫瘍に成長すると、マウスに薬剤が導入され、がん細胞への影響をin vivoで研究できます。

これは非常に重要な研究ツールですが、宿主の免疫系が損なわれたマウスの使用は、実際の患者の内部の状態を真に表しているわけではありません。

この問題を克服するために、科学者たちは、機能的なヒト免疫系を模倣するために、ヒトの遺伝子、細胞、または組織を運ぶように変更されたヒト化マウスと呼ばれるモデルを開発しました。