Jump to content

Мышиная модель колоректального и кишечного рака

Мышиные модели колоректального рака и рака кишечника представляют собой экспериментальные системы, в которых мышей подвергают генетическим манипуляциям, кормят модифицированной диетой или подвергают воздействию химических веществ для развития злокачественных новообразований в желудочно-кишечном тракте. Эти модели позволяют исследователям изучать начало, прогрессирование заболевания и глубже понимать молекулярные события, которые способствуют развитию и распространению колоректального рака. Они также представляют собой ценную биологическую систему для моделирования физиологических состояний человека, подходящую для тестирования терапевтических средств. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]

Колоректальный и кишечный рак

[ редактировать ]

Семейный аденоматозный полипоз

[ редактировать ]

Семейный аденоматозный полипоз ( САП ) – наследственное заболевание, характеризующееся развитием многочисленных полипов толстой кишки. Генетический анализ некоторых родственников FAP показал, что общей чертой заболевания является делеция гена APC . Дальнейший анализ гена APC выявил наличие у больных раком различных мутаций, которые также играют роль в возникновении спорадической формы колоректального рака. [ 4 ]

Мыши-мутанты APC

[ редактировать ]

Первый мышиный мутант по гену Apc произошел из колонии случайно мутагенизированных мышей. [ 5 ] Эта модель мыши называется мышью Min (множественная неоплазия кишечника). Было обнаружено, что он несет усеченную мутацию в кодоне 850 гена Apc . У мышей Min помимо опухолей толстой кишки может развиться до 100 полипов в тонком кишечнике. новые нокаутные мутанты гена Apc Позже были созданы . Усекательная мутация кодона 716 ( Apc Д716 ) [ 6 ] приводит к тому, что у мыши в тонком кишечнике появляется более 300 полипов, а усечение кодона 1638 ( Apc 1638Н ) [ 7 ] приводит к образованию всего лишь 3 полипов в одном и том же отделе желудочно-кишечного тракта. [ 8 ] Совсем недавно была создана новая модель мутантных мышей Apc , у которой в дистальном отделе толстой кишки образуются множественные полипы. [ 9 ] В этой модели мутация гена Cdx2 в Apc Д716 мышиная модель сместила образование полипов из кишечника в толстую кишку, напоминая человеческий FAP. Мутантные мыши Apc характеризуются ранней летальностью. Существуют гены, модифицирующие предрасположенность к раку у этих мышей. Наиболее устоявшимся является модификатор локуса Min (Mom1). [ 10 ] При сочетании мутаций Min и Mom1 продолжительность жизни мышиных моделей колоректального рака FAP увеличивается. Было обнаружено, что APC связывается с катенинами. [ 11 ] Сегодня мы знаем, что белок бета-катенин (часть сигнального пути Wnt ) участвует в колоректальном канцерогенезе, и его стабильность в клетке регулируется APC. Была создана модель мыши с дерегуляцией уровня бета-катенина. [ 12 ] Условная стабилизирующая мутация в гене бета-катенина привела к образованию до 3000 полипов в тонком кишечнике этой мышиной модели. Модель мыши, несущая мутации в Apc. Д716 и Smad4 ( матери против декапентаплегического гомолога 4 ) характеризуются развитием инвазивных аденокарцином. [ 13 ]

Наследственный неполипозный колоректальный рак

[ редактировать ]

Наиболее частыми мутациями при наследственном неполипозном колоректальном раке (HNPCC) являются мутации в генах MSH2 и MLH1 . [ 14 ] Эти гены играют важную роль в восстановлении неправильно расположенных нуклеотидов. Другой ген, участвующий в восстановлении несоответствия ДНК, Msh6 . Оба Мш6 [ 15 ] и Мш2 [ 16 ] У мутантных мышей развивается рак желудочно-кишечного тракта, но опухоли различаются по статусу микросателлитной нестабильности (МИ). В то время как дефицит MSH2 способствует образованию опухолей с высоким индексом ИМ, дефицит MSH6 приводит к опухолям с низким уровнем ИМ. Еще одним компонентом механизма восстановления ДНК в клетке является белок MLH1. Абляция MLH1 у мышей вызывает развитие желудочно-кишечных опухолей тонкого кишечника. [ 17 ] – аденомы и инвазивные карциномы. [ 18 ] Сочетание дефицита MLH1 с Apc 1638N [ 6 ] мутантные мыши приводят к сильному снижению жизнеспособности и увеличению опухолевой нагрузки. Опухоли были классифицированы как аденомы, инвазивные аденокарциномы и карциномы поздних стадий. Аналогично, мыши с дефицитом Msh2 в сочетании с Apc Мин демонстрируют ускоренную скорость онкогенеза. [ 19 ] Другая аналогичная мышиная модель HNPCC представляет собой комбинацию мутантной мыши PMS2 с аллелем Min Apc, что приводит к увеличению количества опухолей в желудочно-кишечном тракте по сравнению с Min . [ 20 ] Тем не менее, эти аденокарциномы не метастазируют, и их гистопатология аналогична таковой при раке правой части толстой кишки у человека с частой мутацией рецептора типа II для TGF-β.

Мутации в других генах

[ редактировать ]

Мышам с мутациями в гене трансформирующего фактора роста -β1, введенном мутантной мыши 129/Sv Rag2 [ 21 ] ускоряет развитие аденокарциномы с сильной локальной инвазией, что указывает на роль генетического фона в развитии опухоли. Колон-специфическая экспрессия активированного мутанта K- ras (белка) (К-рас G12D ) приводит к развитию одиночных или множественных поражений. [ 22 ] Онкогенный K-ras G12D Аллель, активированный в эпителии толстой кишки, индуцирует экспрессию проканцерогенной протеинкиназы C -βII (PKCβII) и увеличивает клеточную пролиферацию эпителиальных клеток, тогда как в дистальном отделе толстой кишки мутантная форма K-ras оказывает противоположные эффекты на экспрессию PKCβII и пролиферацию клеток. [ 23 ] Обработка этой мышиной модели проканцерогеном азоксиметаном (АОМ) приводит к образованию диспластических микроаденом в проксимальном, но не в дистальном отделе толстой кишки. Таким образом, K-ras G12D Мутант является ценной мышиной моделью канцерогенеза проксимального отдела толстой кишки. Мутация гена Muc2 вызывает аденомы и аденокарциномы в кишечнике мышей. [ 24 ]

[ редактировать ]

человека Воспалительные заболевания кишечника представляют собой группу воспалительных состояний толстого и тонкого кишечника. Хорошо известно, что хроническое воспаление толстой кишки может привести к раку. Существуют генетические мышиные модели воспалительного заболевания кишечника, связанного с раком толстой кишки. интерлейкина 10 У мышей с нокаутом развивается инвазивная аденокарцинома толстой кишки. [ 25 ] Мутантные мыши по генам интерлейкина 2 и бета-микроглобулина также производят фенотип, подобный язвенному колиту , и развивают аденокарциномы в толстой кишке. [ 26 ] Мышь, мутантная по N- кадгерину, страдает воспалительными заболеваниями кишечника и аденомами , но не развивает карциномы. [ 27 ]

[ редактировать ]

(DOC), связанного с питанием, желчных кислот Люди с высоким уровнем дезоксихолата в толстой кишке подвергаются существенно повышенному риску развития рака толстой кишки (см. Желчные кислоты и рак толстой кишки ). Была разработана мышиная модель рака толстой кишки, связанная с диетой. [ 28 ] [ 29 ] В этой модели мышей дикого типа кормят стандартным рационом плюс DOC, чтобы обеспечить уровень DOC в толстой кишке мыши, сравнимый с уровнем в толстой кишке человека, получающего диету с высоким содержанием жиров. [ 28 ] Через 8–10 месяцев у 45–56% мышей развилась толстой кишки аденокарцинома , и ни у одной мыши не было рака тонкой кишки.

На основании гистопатологии и экспрессии специфических маркеров опухоли толстой кишки у мышей были практически идентичны таковым у людей. [ 29 ] У людей характерные аберрантные изменения молекулярных маркеров обнаруживаются как в дефектах поля, окружающих рак (из которого возникает рак), так и внутри рака. В тканях толстой кишки мышей, получавших диету плюс DOC, произошли аналогичные изменения биомаркеров. Таким образом, уровень 8-OH-dG был повышен, белок репарации ДНК ERCC1 снизился, аутофагии белок беклин-1 увеличился, а в области стволовых клеток у основания крипт наблюдалась значительная ядерная локализация бета-катенина, а также повышенный уровень белка аутофагии беклин-1. цитоплазматический бета-катенин. Однако у мышей, получавших диету с добавлением DOC и антиоксиданта хлорогеновой кислоты , частота рака толстой кишки снижалась. [ 28 ] Кроме того, при оценке ERCC1, беклина-1 и бета-катенина в области стволовых клеток крипт в тканях толстой кишки мышей, получавших хлорогеновую кислоту, наблюдалось улучшение молекулярных аберраций. [ 29 ] предполагая, что хлорогеновая кислота защищает на молекулярном уровне от рака толстой кишки. Это первая модель рака толстой кишки, связанная с питанием, которая тесно связана с прогрессированием рака толстой кишки у человека как на гистопатологическом уровне, так и на молекулярном профиле.

Химически индуцированный колоректальный рак

[ редактировать ]

Азоксиметан (АОМ) является генотоксичным канцерогеном толстой кишки и обычно используется для индуцирования опухолей толстой кишки у мышей. [ 30 ] Опухоли, индуцированные АОМ, формируются в последних трех сантиметрах дистального отдела толстой кишки, но у мышей с нокаутом р21, получавших АОМ, наблюдается распространение опухоли по всей толстой кишке. [ 31 ] Опухоли, индуцированные АОМ, характеризуются мутациями в гене Apc . [ 32 ]

Новая мышиная модель колоректального канцерогенеза, связанная с воспалением, сочетает АОМ и декстрансульфат натрия (DSS) для индукции поражений толстой кишки, положительных на бета-катенин, ЦОГ-2 и индуцибельную синтазу оксида азота. [ 33 ]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Головко Д; Кедрин Д; Йылмаз, Огайо; Ропер, Дж (2015). «Модели колоректального рака для открытия новых лекарств» . Мнение экспертов об открытии лекарств . 10 (11): 1217–29. дои : 10.1517/17460441.2015.1079618 . ПМЦ   4872297 . ПМИД   26295972 .
  2. ^ О, БАЙ; Хонг, Гонконг; Ли, Вайоминг; Чо, Ю.Б. (28 февраля 2017 г.). «Животные модели колоректального рака с метастазами в печень». Письма о раке . 387 : 114–120. дои : 10.1016/j.canlet.2016.01.048 . ПМИД   26850374 .
  3. ^ Эванс, JP; Саттон, Пенсильвания; Винярски, БК; Фенвик, Юго-Запад; Малик, Х.З.; Вималачандран, Д; Твидл, ЕМ; Костелло, Э; Палмер, Д.Х.; Парк, Британская Колумбия; Киттерингем, Северная Каролина (февраль 2016 г.). «От мышей к мужчинам: мышиные модели колоректального рака для использования в трансляционных исследованиях». Критические обзоры по онкологии/гематологии . 98 : 94–105. дои : 10.1016/j.critrevonc.2015.10.009 . ПМИД   26558688 .
  4. ^ Гроден Дж., Тливерис А., Самовитц В. и др. (1991). «Идентификация и характеристика гена семейного аденоматозного полипоза coli». Клетка . 66 (3): 589–600. дои : 10.1016/0092-8674(81)90021-0 . ПМИД   1651174 . S2CID   38325198 .
  5. ^ Мозер А.Р., Пито Х.К., Дав В.Ф. (1990). «Доминантная мутация, которая предрасполагает к множественной неоплазии кишечника у мышей». Наука . 247 (4940): 322–4. дои : 10.1126/science.2296722 . ПМИД   2296722 .
  6. ^ Перейти обратно: а б Фодде Р., Эдельманн В., Ян К. и др. (1994). «Направленная мутация обрыва цепи в гене Apc мыши приводит к множественным опухолям кишечника» . Учеб. Натл. акад. наук. США 91 (19): 8969–73. Бибкод : 1994PNAS...91.8969F . дои : 10.1073/pnas.91.19.8969 . ПМК   44728 . ПМИД   8090754 .
  7. ^ Осима М, Осима Х, Китагава К, Кобаяши М, Итакура С, Такето М (1995). «Потеря гетерозиготности Apc и аномальное построение тканей в зарождающихся кишечных полипах у мышей, несущих укороченный ген Apc» . Учеб. Натл. акад. наук. США 92 (10): 4482–6. Бибкод : 1995PNAS...92.4482O . дои : 10.1073/pnas.92.10.4482 . ПМК   41968 . ПМИД   7753829 .
  8. ^ Такето ММ (2006). «Мышиные модели опухолей желудочно-кишечного тракта» . Раковая наука. 97 (5): 355–61. дои : 10.1111/j.1349-7006.2006.00190.x . ПМЦ   11158113 . ПМИД   16630131 .
  9. ^ Аоки К., Тамай Ю., Хориике С., Осима М., Такето М.М. (2003). «Полипоз толстой кишки, вызванный mTOR-опосредованной хромосомной нестабильностью у мышей, мутантных по соединению Apc+/Delta716 Cdx2+/-». Нат. Жене. 35 (4): 323–30. дои : 10.1038/ng1265 . hdl : 2433/147469 . ПМИД   14625550 . S2CID   22623315 .
  10. ^ Дитрих В.Ф., Ландер Э.С., Смит Дж.С. и др. (1993). «Генетическая идентификация Mom-1, основного локуса-модификатора, влияющего на Min-индуцированную неоплазию кишечника у мышей». Клетка . 75 (4): 631–9. дои : 10.1016/0092-8674(93)90484-8 . ПМИД   8242739 . S2CID   31039738 .
  11. ^ Су Л.К., Фогельштейн Б., Кинцлер К.В. (1993). «Ассоциация белка-супрессора опухоли APC с катенинами». Наука . 262 (5140): 1734–7. Бибкод : 1993Sci...262.1734S . дои : 10.1126/science.8259519 . ПМИД   8259519 .
  12. ^ Харада Н., Тамаи Ю., Исикава Т. и др. (1999). «Кишечный полипоз у мышей с доминантной стабильной мутацией гена бета-катенина» . ЭМБО Дж. 18 (21): 5931–42. дои : 10.1093/emboj/18.21.5931 . ПМЦ   1171659 . ПМИД   10545105 .
  13. ^ Такаку К., Осима М., Миёси Х., Мацуи М., Селдин М.Ф., Такето М.М. (1998). «Кишечный онкогенез у сложных мутантных мышей как по генам Dpc4 (Smad4), так и по Apc» . Клетка . 92 (5): 645–56. дои : 10.1016/S0092-8674(00)81132-0 . ПМИД   9506519 .
  14. ^ Колоднер Р. (1996). «Биохимия и генетика репарации эукариотических несоответствий» . Генс Дев. 10 (12): 1433–42. дои : 10.1101/gad.10.12.1433 . ПМИД   8666228 .
  15. ^ Эдельманн В., Ян К., Умар А. и др. (1997). «Мутация в гене репарации несоответствия Msh6 вызывает предрасположенность к раку» . Клетка . 91 (4): 467–77. doi : 10.1016/S0092-8674(00)80433-X . ПМИД   9390556 .
  16. ^ Рейтмайр А.Х., Редстон М., Кай Дж.К. и др. (1996). «Спонтанные карциномы кишечника и новообразования кожи у мышей с дефицитом Msh2» . Рак Рез. 56 (16): 3842–9. ПМИД   8706033 .
  17. ^ Бейкер С.М., Plug AW, Prolla TA и др. (1996). «Участие мышиного Mlh1 в восстановлении несоответствия ДНК и мейотическом кроссинговере». Нат. Жене. 13 (3): 336–42. дои : 10.1038/ng0796-336 . ПМИД   8673133 . S2CID   37096830 .
  18. ^ Эдельманн В., Ян К., Курагучи М. и др. (1999). «Онкогенез у мутантных мышей Mlh1 и Mlh1/Apc1638N» . Рак Рез. 59 (6): 1301–7. ПМИД   10096563 .
  19. ^ Рейтмайр А.Х., Кай Дж.К., Бьеркнес М. и др. (1996). «Дефицит MSH2 способствует ускорению APC-опосредованного онкогенеза кишечника» . Рак Рез. 56 (13): 2922–6. ПМИД   8674041 .
  20. ^ Бейкер С.М., Харрис А.С., Цао Дж.Л. и др. (1998). «Усиленное образование аденоматозных полипов кишечника у мышей Pms2-/-;Min» . Рак Рез. 58 (6): 1087–9. ПМИД   9515784 .
  21. ^ Энгл С.Дж., Хойинг Дж.Б., Бойвин Г.П., Ормсби И., Гартсайд П.С., Дучман Т. (1999). «Трансформирующий фактор роста бета1 подавляет неметастатический рак толстой кишки на ранней стадии онкогенеза» . Рак Рез. 59 (14): 3379–86. ПМИД   10416598 .
  22. ^ Янссен К.П., Эль-Маржу Ф., Пинто Д. и др. (2002). «Направленная экспрессия онкогенных K-ras в эпителии кишечника вызывает спонтанный онкогенез у мышей» . Гастроэнтерология . 123 (2): 492–504. дои : 10.1053/gast.2002.34786 . ПМИД   12145803 .
  23. ^ Кальканьо С.Р., Ли С., Колон М. и др. (2008). «Онкогенный K-ras способствует раннему канцерогенезу в проксимальном отделе толстой кишки мышей» . Межд. Дж. Рак . 122 (11): 2462–70. дои : 10.1002/ijc.23383 . ПМЦ   3908548 . ПМИД   18271008 .
  24. ^ Велчич А., Ян В., Хейер Дж. и др. (2002). «Колоректальный рак у мышей с генетическим дефицитом муцина Muc2». Наука . 295 (5560): 1726–9. Бибкод : 2002Sci...295.1726V . дои : 10.1126/science.1069094 . ПМИД   11872843 . S2CID   19425315 .
  25. ^ Берг Д.Д., Дэвидсон Н., Кюн Р. и др. (1996). «Энтероколит и рак толстой кишки у мышей с дефицитом интерлейкина-10 связаны с аберрантной выработкой цитокинов и CD4 (+) TH1-подобными реакциями» . Дж. Клин. Инвестируйте. 98 (4): 1010–20. дои : 10.1172/JCI118861 . ПМК   507517 . ПМИД   8770874 .
  26. ^ Шах С.А., Симпсон С.Дж., Браун Л.Ф. и др. (1998). «Развитие аденокарциномы толстой кишки на мышиной модели язвенного колита» . Воспаление. Дис. кишечника. 4 (3): 196–202. дои : 10.1002/ibd.3780040305 . ПМИД   9741021 . S2CID   39002611 .
  27. ^ Хермистон М.Л., Гордон Дж.И. (1995). «Воспалительное заболевание кишечника и аденомы у мышей, экспрессирующих доминантно-негативный N-кадгерин». Наука . 270 (5239): 1203–7. Бибкод : 1995Sci...270.1203H . дои : 10.1126/science.270.5239.1203 . ПМИД   7502046 . S2CID   19696029 .
  28. ^ Перейти обратно: а б с Бернштейн С., Голубец Х., Бхаттачария А.К., Нгуен Х., Пейн С.М., Зайтлин Б., Бернштейн Х. (2011). «Канцерогенность дезоксихолата, вторичной желчной кислоты» . Арх. Токсикол . 85 (8): 863–71. дои : 10.1007/s00204-011-0648-7 . ПМК   3149672 . ПМИД   21267546 .
  29. ^ Перейти обратно: а б с Прасад А.Р., Прасад С., Нгуен Х., Фациста А., Льюис С., Зайтлин Б., Бернштейн Х., Бернштейн С. (2014). «Новая модель рака толстой кишки на мышах, связанная с диетой, аналогична раку толстой кишки у человека» . World J Гастроинтест Онкол . 6 (7): 225–43. дои : 10.4251/wjgo.v6.i7.225 . ПМК   4092339 . ПМИД   25024814 .
  30. ^ Нойферт С., Беккер С., Нейрат М.Ф. (2007). «Индуцируемая мышиная модель канцерогенеза толстой кишки для анализа спорадического и воспалительного прогрессирования опухоли». Нат Проток . 2 (8): 1998–2004. дои : 10.1038/nprot.2007.279 . ПМИД   17703211 . S2CID   28778351 .
  31. ^ Пул А.Дж., Хип Д., Кэрролл Р.Э., Тайнер А.Л. (2004). «Функции супрессора опухоли для ингибитора Cdk p21 в толстой кишке мыши» . Онкоген . 23 (49): 8128–34. дои : 10.1038/sj.onc.1207994 . ПМИД   15377995 .
  32. ^ Мальцман Т., Уиттингтон Дж., Дриггерс Л., Стивенс Дж., Анен Д. (1997). «Опухоли толстой кишки мышей, индуцированные АОМ, не экспрессируют полноразмерный белок APC» . Канцерогенез . 18 (12): 2435–9. дои : 10.1093/carcin/18.12.2435 . ПМИД   9450492 .
  33. ^ Танака Т., Коно Х., Сузуки Р., Ямада Ю., Суги С., Мори Х. (2003). «Новая модель канцерогенеза толстой кишки мышей, связанная с воспалением, индуцированная азоксиметаном и сульфатом натрия декстрана» . Раковая наука. 94 (11): 965–73. дои : 10.1111/j.1349-7006.2003.tb01386.x . ПМЦ   11160237 . ПМИД   14611673 . S2CID   6538164 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 05601e97d4d7f3c8ad44ebb0c3b73e38__1718593080
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/05/38/05601e97d4d7f3c8ad44ebb0c3b73e38.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Mouse model of colorectal and intestinal cancer - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)