人类疾病的动物模型(Animal Model of Human Diseases)是生物医学科学研究中所建立的具有人类疾病模似性表现的动物实验对象和材料。使用动物模型是现代生物医学研究中的一个极为重要的实验方法和手段,有助于更方便、更有效地认识人类疾病的发生、发展规律和研究防治措施。
那么,到底有哪些动物模型呢?
Cell Line-Derived Xenografts – CDX Models(细胞系起源的异种移植)
CDX模型主要是将肿瘤细胞系移植到裸鼠或者NSG小鼠体内而构建的肿瘤模型.而由于肿瘤细胞系是经过人工纯化以及多代培养的细胞系,所以其构建的CDX模型是无法保持肿瘤组织的异质性的,同时,也由于其经过了多次的传代(几十次传代),所以其生物学特征变化明显,从而使得其生物学特性以及药效评价结果与临床相似度极低.
CDX模型的应用:
1.研究疾病的发病机制
2.药物药效的评估
3.生物标志物的筛选
……
CDX模型优点:
1.价格便宜细胞系容易获取
2.模型稳定,成功率高等
缺点:
与患者实际情况相差较大
Patient-Derived Xenografts – PDX Models(患者起源的异种移植)
PDX模型是将肿瘤组织以组织的形势移植至NSG小鼠体内,从而很好的保持了肿瘤的异质性。同时,PDX模型是将肿瘤组织直接移植到NSG小鼠体内,并没有经过任何人工培养,所以其生物学特性保持的更加完整,从而与临床相似度更高,是现阶段最优秀的肿瘤动物模型。
源自患者的肿瘤异种移植的优点:
1.从组织学,基因组学和蛋白质组学方面忠实地再现人类肿瘤的生物学特征;
2.确立患者和异种移植肿瘤对药物反应之间的一致性;
3.涵盖临床疾病的分子多样性;
4.能够进行生物标记物探索性研究以及随后的患者分级。
缺点:
1.样品获取难度大;
2.模型成功率相对较低且肿瘤类型相关;
3.传代次数有限。
Mini patient derived xenograft, MiniPDX(迷你人源性肿瘤药物敏感性测试)
采用特殊方法将原代人源肿瘤细胞移植在免疫缺陷小鼠身上后建立的一种药敏测试模型。通过该模型能够快速地对多种药物及药物组合方案进行药物敏感性测试研究,筛选出最优的个体化用药方案,为患者的临床用药选择提供科学依据;同时,通过与生命组学大数据分析的有机结合,也可促进肿瘤发生、发展及耐药机制的深入研究,从而实现更精准的肿瘤个体化精准医疗。
中空纤维模型特点:
1.提供体内全真环境;
2.节约成品,提高效率;
3.扩大筛选抗癌药物的种类。
缺点:数据误差较大
Patient derived organoid(病人来源的类器官)
类器官,从它字面本身含义很容易理解,类似于组织器官。其实它本身是一种基于3D体外细胞培养系统,建立的与体内的来源组织或器官高度相似的一种模型。类器官可以和动物实验结合,这样的PDX模型可以更好的模拟临床病人的生理病理状态。
Transgenic mice based primary tumor model(转基因小鼠原发瘤模型)
转基因小鼠原发瘤模型是通过基因工程技术、分子生物学技术,改变小鼠中某些基因的表达,研究这些基因在肿瘤发生和进展中的作用。如根据分子表达开关的原理,可调控某些细胞类型中特定基因的表达,研究其癌症生物学作用。
转基因小鼠原发瘤模型的优点:
用于比较不同基因型小鼠的成瘤情况;可用于研究肿瘤起源;引入的人为因素较少;数据较其他模型更可靠