Rak tarczycy jest jednym z najczęstszych nowotworów złośliwych układu hormonalnego1, wywodzący się z nabłonka tarczycy. W ostatnich latach zachorowalność na raka tarczycy gwałtownie wzrosła na całym świecie2. Raka tarczycy można podzielić na różne typy w zależności od stopnia zróżnicowania komórek nowotworowych. Na podstawie zachowania klinicznego i histologii raki tarczycy dzieli się na raki dobrze zróżnicowane, w tym rak brodawkowaty tarczycy (PTC) i rak pęcherzykowy tarczycy (FTC), rak słabo zróżnicowany (PDTC) oraz rak niezróżnicowany lub anaplastyczny tarczycy (ATC)3. W przeciwieństwie do PTC, który jest powszechnym typem o łagodnym zachowaniu i lepszym rokowaniu4, ATC jest rzadkim i wysoce agresywnym nowotworem złośliwym, który stanowi od 2% do 3% wszystkich nowotworów tarczycy5. Chociaż ATC jest rzadki, jest odpowiedzialny za około 50% zgonów związanych z rakiem tarczycy, z fatalnym przeżyciem (6-8 miesięcy)6,7. Ponad 50% przypadków ATC diagnozuje się jako przerzuty do płuc8. Oprócz agresywnego charakteru ATC, w klinice opracowano ograniczone skuteczne leczenie. W związku z tym pacjenci z ATC mają ponure rokowania9,10,11. Sugeruje to, że pilnie potrzebne są dalsze dogłębne badania nad mechanizmami molekularnymi leżącymi u podstaw rozwoju ATC i leczenia.
Nowotworzenie ATC jest dynamicznym procesem odróżnicowania. Trudności w pobieraniu próbek ludzkich nowotworów na każdym etapie badań klinicznych utrudniają zrozumienie mechanizmu rozwoju od raków dobrze zróżnicowanych do niezróżnicowanych. Natomiast zastosowanie mysich modeli ATC (mATC) sprzyja pobieraniu próbek mATC w całym przebiegu nowotworzenia. Dlatego możemy lepiej zrozumieć mechanizmy powstawania nowotworów, analizując dynamiczny proces odróżnicowania. Ponadto niejednorodność klinicznych próbek ATC również przyczyniła się do trudności w zrozumieniu mechanizmu molekularnego. Niemniej jednak myszy miały to samo podłoże genetyczne i były utrzymywane w podobnym środowisku życia, co zapewniało spójność każdego guza. Ułatwia to zbadanie uogólnionej roli rozwoju ATC12,13,14. Dodatkowo, mATC jest modelem guza in situ, który może przywrócić wpływ lokalizacji anatomicznej i mikrośrodowiska specyficznego dla tkanki. W związku z tym, w porównaniu z powszechnie stosowanymi myszami z niedoborem odporności, mATC jest spontanicznym modelem mysim z nienaruszonym układem odpornościowym i mikrośrodowiskiem odpornościowym.
Dlatego skonstruowaliśmy warunkowo indukowany mATC za pomocą szczepu C57BL/6, który jest mysim modelem zdolnym do odtwarzania patologicznych cech odróżnicowanego raka tarczycy. Opierając się na tym modelu, przedstawiliśmy krótki przegląd podstaw molekularnych, pomysłów konstrukcyjnych, cech patologicznych i zastosowań mATC. Ponadto zaobserwowaliśmy i opisaliśmy wzrost guza, czas przeżycia, przerzuty i patologiczne cechy mATC. Wierzymy, że będzie to pouczający przegląd, który pomoże innym badaczom w łatwiejszym korzystaniu z tego modelu.
Skonstruowaliśmy warunkowo indukowalny model mATC, jak po raz pierwszy poinformował McFadden15; początkowo skonstruowaliśmy myszy: TPO-cre/ERT2, Brafflox/wt i Trp53flox/wt. W szczególności myszy TPO-cre / ERT2 zawierały promotor ludzkiej peroksydazy tarczycowej (TPO) (promotor specyficzny dla tarczycy), napędzający ekspresję genu fuzyjnego cre-ERT2 (rekombinaza cre połączonej z domeną wiążącą ligand ludzkiego receptora estrogenowego). Cre-ERT2 jest zwykle ograniczony do cytoplazmy i dostaje się do jądra tylko po wystawieniu na działanie tamoksyfenu, który indukuje cre do wywierania aktywności enzymu rekombinowanego. Kiedy myszy krzyżuje się z myszami przenoszącymi sekwencje po bokach loxP, po indukcji tamoksyfenu, rekombinacja za pośrednictwem cre usuwa zwiotczałe sekwencje w komórkach tarczycy, aby osiągnąć cel wybicia lub wyeliminowania określonych genów.
Ponadto, myszy Brafflox/wt są allelem dominacji ludzkiego Brafa opartym na systemie cre-loxP. Mysi transkrypt Brafflox / wt jest kodowany przez endogenne eksony 1-14 i ludzkie eksony 15-18 flankowane loxP. Po wycięciu obszarów floksowanych za pośrednictwem Cre, do wytworzenia transkryptów wykorzystuje się zmutowany ekson 15 (zmodyfikowany podstawieniem aminokwasu V600E połączonym z konstytutywnie aktywnym BrafV600E w nowotworach u ludzi) i endogenne eksony 16-18. Co więcej, myszy Trp53flox / wt są allelami nokautującymi ludzkiego Trp53 i mają miejsca loxP flankujące egzony 2-10 Trp53. Po skrzyżowaniu z myszami z rekombinazą cre, rekombinacja za pośrednictwem cr usuwa sekwencję floxed, aby znokautować Trp53. Następnie skrzyżowano myszy TPO-cre / ERT2, Brafflox / w i Trp53flox / wt w celu uzyskania gruźlicy (TPO-cre / ERT2; Biustonoszflox/wt) myszy i TBP (TPO-cre/ERT2; Biustonoszflox/wt; Trp53flox/wt) myszy, które można wykorzystać do generowania PTC i ATC. Po około 8 tygodniach myszy zostały wywołane przez dootrzewnowe (i.p.) podanie 150 mg/kg tamoksyfenu rozpuszczonego w oleju kukurydzianym przez dwa podania. Wzrost guza można monitorować za pomocą ultrasonografii o wysokiej częstotliwości (pierwszy punkt czasowy ultrasonografii zarejestrowano jako dzień 0). Wstępną ultrasonografię wykonano 40 dni po wprowadzeniu tamoksyfenu.