白血病小鼠模型的建立与应用进展
马畅;郭健敏;谢松强;杨威
舌字加偏旁【摘 要】白血病又被称为\"血癌\",其发病的根本特征是白血病细胞在骨髓及其他造血组织中呈恶性、无限制地增生,浸润全身各组织和脏器,产生不同症状,使患者易发生严重的感染或继发性的败血症、引起出血、肠功能衰竭、高尿酸血症等,严重威胁到患者的生命.因此白血病治疗的研究至关重要.利用实验动物进行各种疾病、药物疗效实验的研究,是医药领域发展的一个重要方面.对于白血病的研究,小鼠在生物学、遗传学、造血系统等方面与人类相似,因此是较为理想的动物白血病模型.本文对近五年来国内外研究常用的小鼠白血病模型进行综述.
【期刊名称】《中国实验动物学报》
【年(卷),期】2019(027)002
【总页数】5页(P266-270)
【关键词】急性白血病;小鼠;模型
【作 者】马畅;郭健敏;谢松强;杨威
晏的读音
双生花小说【作者单位】广东省生物资源应用研究所,广东省动物保护与资源利用重点实验室,广东省野生动物保护与利用公共实验室,广州 510260;河南大学药学院,河南开封 475000;广东莱恩医药研究院有限公司重点实验室,广州 510990;广东省生物资源应用研究所,广东省动物保护与资源利用重点实验室,广东省野生动物保护与利用公共实验室,广州 510260;广东莱恩医药研究院有限公司重点实验室,广州 510990;河南大学药学院,河南开封 475000;广东省生物资源应用研究所,广东省动物保护与资源利用重点实验室,广东省野生动物保护与利用公共实验室,广州 510260;广东莱恩医药研究院有限公司重点实验室,广州 510990
【正文语种】中 文
【中图分类】Q95-33
1 白血病的分类和发病机制
急性白血病是由造血干/祖细胞在分化过程的不同阶段发生分化阻滞、凋亡障碍、恶性增殖而引起的一组异质性的血液系统恶性肿瘤，分为急性淋巴细胞性白血病(acute lymphocytic
业务财务leukemia，ALL)和急性髓细胞白血病(acute myeloid leukemia，AML)两大类。随着深入的研究发现急性白血病的发病机制有多种因素，基因重组、突变、DNA甲基化和组蛋白修饰等都具有重要影响。目前对于一些信号通路的研究更加明确ALL的发病机制，如BCR-ABL1、JAK/STAT、Notch信号通路、FLT3-TKD 途径及MLL 基因重排、PTEN抑瘤基因等与ALL发病和发展密切相关。AML 的主要发病机制包括融合基因、信号通路、白血病干细胞以及骨髓微环境的改变等，如MLL (KMT2A)-AF9 (MLLT3)、PML-RARαAML1 (RUNX1)-ETO (RUNX1T1)融合基因和Wnt/β-catenin、PI3-K/Akt/m TOR、NF-κB、JAK/STAT信号通路等，在造血细胞的增殖、分化、凋亡方面起着关键的作用。
慢性白血病分为慢性粒细胞白血病(chronic myeloid leukemia，CML)和慢性淋巴细胞白血病(chronic lymphocytic leukemia，CLL)。CML的特征是费城染色体阳性(Ph+)髓样细胞的积累，Ph+细胞通过染色体9和22长臂之间的相互易位发生，形成BCR-ABL融合蛋白。BCR-ABL融合蛋白编码的P210融合蛋白是导致CML发生和进展的根本原因，也是重要的治疗靶点，当P210融合蛋白与ATP结合后，激活了RAS-MAPK、JAK/STAT、PI3K/AKT等信号通路，导致细胞增殖加快、凋亡受到抑制等，从而引起细胞的恶性转化。CLL是以成熟B淋巴细胞增殖为特点，发病机制与CD4+ T细胞介导的自身免疫调节失衡、mi RNAs基
因的失调以及BCR、NF-κB、NOTCH、Wnt/β-catenin 等一些信号通路的表达异常等有关。
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2 小鼠白血病模型的分类
2.1 自发性小鼠白血病
某些品系小鼠在生长过程中会自发性产生白血病。如6 ～ 9月龄AK小鼠的白血病发病率可达60% ～ 90%，多为胸腺来源的淋巴细胞白血病。C58小鼠在6个月后发病率85%以上，多为淋巴细胞白血病。
2.2 诱发性小鼠白血病
2.2.1 病毒诱发
有多种病毒可诱发白血病，如HTLV-1病毒和Friend病毒。Tezuka等[1]用HTLV-1感染IBMI-huNOG小鼠(一种新型的人源化小鼠，利用IBMI方法将人干细胞直接移植到NOD/Shi-SCID/IL-2Rγc NULL小鼠的骨髓腔内)，接种后4 ～ 6周，其成人T细胞白血病(adult T-cell l
eukemia，ATL)样症状开始表现，包括肝脾肿大、HTLV-1感染T细胞的克隆增殖、外周血涂片有白血病细胞的出现，表明HTLV-1感染的IBMI-huNOG小鼠产生了成人T细胞白血病。许思苗等[2]利用含MLL-AF9的逆转录病毒感染小鼠骨髓c-Kit+细胞，体外培养后经尾静脉注射小鼠体内，于6 ～ 12周出现白血病样体征，肝、脾组织切片、外周和骨髓血涂片均显示有大量白细胞浸润，小鼠发生髓系白血病。
2.2.2 化学致癌剂诱发
一些化学物质可以诱发白血病，如经常接触苯及其衍生物的人群白血病发生率高于一般人群。苯可导致白血病和各种血液疾病的血液毒性。Sun等[3]应用苯诱发雄性C3H/He小鼠产生血液毒性，4周后体重出现明显差异，小鼠红细胞、白细胞等均发生改变。Khan等[4]用1∶10稀释苯溶液(氯仿/2-丙醇[50/50]v/v)静脉注射0.2 mL，每2 d一次，连续给药3周，成功诱导Wister大鼠白血病。
2.2.3 放射辐射诱发
一些射线的照射可诱发小鼠白血病，如 γ射线、X射线。Kawakatsu等[5]连续5 d用1 Gy γ
射线辐射C57BL/6小鼠，引起造血干细胞/祖细胞的损伤，易导致恶性血液疾病的产生。Hagawa等[6]用1.2 Gy /周的X射线照射4周龄、过度表达人HF基因(hHF-tg)的转基因小鼠和野生型(WT)小鼠连续4周(总剂量为4.8 Gy)，与WT小鼠相比，80% hHF-tg小鼠发生胸腺淋巴瘤/白血病，具有更高发病率和更早的发作时间。
2.2.4 基因敲除产生
通过基因工程的方法使小鼠体内某种基因功能缺失，改变小鼠细胞遗传性获得的小鼠白血病模型。Li等[7]在小鼠t (8；21)AML模型中进行了体内 microRNA (Mir)-126功能丧失的研究，通过连续骨髓移植试验显示Mir-126的过度表达和基因敲除都会与t(8；21)融合基因协同作用，从而促进白血病的发生。
2.2.5 可移植性白血病
建立可移植性白血病模型可以有多种途径，例如皮下注射、腹腔注射及尾静脉注射等，其中尾静脉注射与人类白血病血行播散方式一致，受到较多研究者的采用。可移植性白血病的方法移植成功率高，不能自发痊愈，需要借助外界因素，因此该模型在白血病实验研究
和抗癌药物筛选等领域具有广泛用途。Song等[8]利用BALB/c小鼠建立同种异体骨髓移植(bone marrow transplantation，BMT)的模型，来评估间充质干细胞(menchymal stem cells，MSCs)在BMT治疗恶性血液病中的潜在应用价值。他们通过7-Gy(60Co，80 cGy/min)剂量的全身照射6 h后移植A20 B淋巴瘤细胞和供体BM细胞，成功诱导小鼠淋巴瘤白血病的发展。
3 模型所用小鼠品系的应用
3.1 近交系小鼠模型
3.1.1 L615小鼠
L615小鼠在抗癌药物研究中应用广泛。肖燕妮等[9]利用L615小鼠探讨CRIF1基因对L615白血病细胞小鼠体内增殖的影响。通过向小鼠腹腔注射无血清L615细胞(5×106个/只)，小鼠出现脱毛、溃疡等症状，白血病细胞、肝、脾指数也显著增加，抑制白血病细胞CRIF1基因表达后，加快了白血病的发生发展。邓怡等[10]利用L615小鼠建立L615细胞低瘤负荷的白血病微小残留病(minimal residual dia，MRD)小鼠模型，观察间隙连接蛋白43修
饰人脐血源基质细胞(human umbilical cord blood-derived stromal cells，hUCBDSCs)体外对L615小鼠白血病细胞株凋亡以及体内对MRD小鼠疾病进展的影响，成功构建L615细胞低瘤负荷的MRD小鼠模型，为清除残留白血病细胞提供了新思路和方法。
3.1.2 BALB/c小鼠
BALB/c小鼠起源于小家鼠Mus musculus，在癌症治疗和免疫学等研究中有着广泛应用。Chen等[11]研究盐酸伊立替康(irinotecan hydrochloride)在早幼粒细胞白血病HL-60细胞中的细胞毒性作用以及在白血病异种移植模型中的体内肿瘤生长。用5×106个HL-60细胞接种无胸腺BALB /c(nu/nu)裸鼠，成功建立研究早幼粒细胞白血病的BALB/c裸鼠模型。Tsou等[12]将1×105个的WEHI-3细胞腹腔注射BALB/c小鼠体内，成功建立BALB/c小鼠模型，研究了体内异硫氰酸苯乙酯(phenethyl isothiocyanate，PEITC)对正常和白血病小鼠体内免疫应答的体内作用。徐玉洁等[13]构建BALB/c裸鼠人源化CML模型，用全身亚致死量照射预处理(sublethal irradiation，SLI预处理)初步成功建立了人源化BALB/c裸鼠CML模型，其白血病发病时间较长，建模成本低廉并且技术简单，为实验研究者们提供了良好的CML动物模型。
3.1.3 C57BL/6小鼠
C57BL/6小鼠是肿瘤学、生理学、免疫学、遗传学研究中常用的品系之一。Wu等[14]取指数生长的C 1498细胞(1×107个/只)悬浮于100 μL PBS中，然后皮下注射到4 h前已暴露于4 Gy清髓照射下的小鼠尾静脉，成功建立C57BL/6小鼠模型。ALL是儿童期最常见的癌症，虽然治疗ALL的进展已导致缓解率超过90%，但许多幸存者由于化疗而遭受不良的神经认知和/或神经行为影响。Alexander等[15]利用C57BL/6小鼠来研究甲氨蝶呤(methotrexate，MTX)/阿糖胞苷(cytosine arabinoside，AraC)对青少年海马认知和树突结构的影响，提供治疗ALL的青少年患者化疗引起的认知功能下降的见解。孙贺军等[16]采用C57BL/6小鼠制备小鼠红白血病模型，体外培养小鼠红白血病细胞系FBL-3，经尾静脉注射接种C57BL/6小鼠，探讨α-半乳糖苷神经酰胺(alpha-galactosylceramide，α-Galcer)对红白血病的影响，成功制备C57BL/6小鼠红白血病模型。
3.2 突变系小鼠
3.2.1 Nude小鼠
Nude小鼠即裸鼠，无毛，先天性胸腺缺陷，T细胞功能接近于零，B细胞功能大致正常，NK细胞活性与鼠龄有关，广泛用于肿瘤学、免疫学、微生物学和毒理学等领域的研究。Yang等[17]将1×106个HL-60细胞皮下注射入裸鼠的右后肢，成功构建了裸鼠白血病模型，利用裸鼠白血病模型证明了发酵的樟芝培养物(antrodia camphorata，AC)对HL-60细胞体外周期停滞和体内肿瘤消退是有效的。Wang等[18]通过皮下接种Kasumi-1细胞建立裸鼠模型，探讨组蛋白去乙酰化酶抑制剂丙戊酸(valproic acid，VPA)对AML体内外血管生成的作用。
赞美
3.2.2 SCID小鼠
剥花生的读音
SCID小鼠为C.B-17的突变系(常染色体隐形突变)，该品系缺乏B、T细胞，淋巴细胞减少，具有正常的NK细胞、巨噬细胞及粒细胞。Wicklein等[19]利用两株人白血病细胞系(EOL-1和K562)建立人慢性嗜酸性粒细胞白血病(chronic eosinophilic leukemia，CEL)和CML异种移植小鼠模型，小鼠分别静脉内注射2×106个EOL-1或K562细胞，两种模型都能引起白血病细胞的大量器官浸润，血液中大量存在白血病细胞，成功建立CML和CEL异种移植小鼠模型。信红亚等[20]选取5周龄的SCID小鼠，鼠尾静脉注射对数生长期的 HL-60 细胞 1×10
7个，其肝、脾、肾、外周淋巴结均肿大，病理组织切片和细胞涂片显示有大量白细胞浸润，成功建立了HL-60/SCID小鼠人白血病模型。
