转基因肺癌动物模型研究进展

张修彦，詹纯列

(广州军区广州总医院 动物实验中心，广东 510010)

肺癌是世界各国常见的恶性肿瘤之一，它严重威胁人类健康，近20年发病率逐年上升。估计到2030年，全球将有830万人死于吸烟有关的疾病，其中肺癌占3.1%［1-3］。目前，肺癌为我国恶性肿瘤的头号杀手。肺癌实验动物模型选用的动物包括小鼠［4］、大鼠［5］、地鼠［6］、羊［7］、狗［8］、兔［9］、雪貂［10］等。选用的方法包括吸入、口服、灌注或注射致癌物，原位或异位移植肿瘤细胞或组织块以及转基因方法。转基因肺癌模型具有可遗传、模型可靠的特点。本文就转基因肺癌动物模型做一综述。

1 K-RAS基因突变模型

KRAS是第一个被确定的原癌基因。Ras蛋白又称p21蛋白，参与的信号转导通路主要包括有丝分裂原活化蛋白激酶 (mitogen-activated protein kinases，MAPK)通路及磷酸肌醇3激酶(phosphoinositide 3-kinase，PI3K)通路［11，12］。P21蛋白位于细胞膜内表面，其活性形式为p21-GTP，非活性形式为p21-GDP。它可以接受和传递细胞表面信号，如生长因子、激素、神经递质等。从而影响细胞内核酶等的合成，对细胞生长和分化进行调控［13］。K-ras基因最常见的激活方式是点突变，当K-ras基因发生异常时，p21与 GTP牢固结合，一直处于激活状态，持续刺激细胞生长、发育、增值，引起细胞恶化。25%～40%非典型性腺瘤样增生检测到KRAS突变，老年A/J小鼠肺肿瘤80%检测出K-ras突变［14］。

Erica L.Johnson等［15］通过同源重组构建了 K-rasLA转基因模型，K-rasLA小鼠可以发展出多种肿瘤包括肺恶性转化。由于早期肺恶化导致K-rasLA小鼠早期死亡影响肿瘤进展的研究。为了改进模型，Erica L.Johnson等［16］在K-rasG12D编码区放置一个Loxp-stop-Loxp盒子，通过去除终止元件来进行调节，这样可以控制肿瘤发生的时间、位置和多样性。这种模型被广泛用于肿瘤研究特别是肿瘤激活和发展过程［17-19］。

Phuoc T.Tran等［20］构建了联合转基因小鼠CCSP-rtTA/tetO-KrasG12D/Twist1-tetO7-luc(CRT)，这种小鼠增加了肺癌肿瘤发生的数量和大小。Zuoyan Wang［21］等构建了一种雌激素受体条件诱导的转基因模型。利用他莫昔芬激活 K-rasG12D基因可以诱导小鼠肺上皮细胞的恶性转化。

2 p53基因突变模型

p53是第二个被确认的抑癌基因，也是目前所发现的与肿瘤发病最相关的抑癌基因。p53基因的失活在肺癌发生起非常重要的作用。p53具有调控细胞周期，凋亡，DNA修复、重组等功能［22］。当P53基因发生突变、缺失或灭活时，上述功能的丧失将导致细胞持续增殖及恶化。P53在小细胞肺癌(small cell carcinoma，SCLC)SCLC中的突变率是75%，非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)中的突变率为50%，肺腺癌中的突变率比SCC或其他非肿瘤的低［23］。

Ronald A.lubet［24］等构建了 p53，Ink 4A联合突变转基因小鼠。利用苯并(a)芘处理 p53+/+Ink4a/Arf+/-，p53+/-Ink4a/Arf+/+，p53+/-Ink4a/Arf+/-小鼠，7星期后发现全部发生肺癌。

3 其他转基因模型

Thaddeus Allen等［25］构建了过表达 Grg1的转基因小鼠Grg1hPLAP，这种小鼠在1个月的时候就激发肺部坏死增生，3～5月时就可以在胸腔表面看到肿瘤结节，5～6月这些坏死持续增加达到每个老鼠3.2±2.2到8.3±6.0个。等到8个月时，这些坏死融合成为具有侵蚀性的肿瘤块。

Manabu Soda等［26］在吸烟导致的非小细胞肺癌患者身上筛选到了一个合并原癌基因EML4-ALK，2号染色体短臂的一个小插入导致了EMLA与ALK的连接。由此产生了联合蛋白，其具有EML4的氨基末端和ALK酪氨酸激酶的细胞内部分。他们构建了在肺部上皮细胞表达EML4-ALK的转基因小鼠。这种小鼠在出生后几个星期内就在肺部发展处上百个腺癌结节。

子宫珠蛋白是支气管 clara细胞的标志蛋白。Andrea Sandmoller等［27］用启动子以及兔子宫珠蛋白5’末端指导 SV40T抗原(猴病毒 40T抗原，Sim ian virus 40T antigen)在肺部表达。SV40T抗原与p53蛋白和 Rb蛋白结合，导致细胞恶性增值。通过这种方式建立的转基因小鼠 UT7.1发展出多灶性细支气管腺癌。

c-myc是一种调节细胞周期进展及分化的蛋白，TGFα属于 EGF家族，它可以激活 EGF受体。经常在人肺癌中过量表达。A Ehrhardt等［28］利用SPC启动子构建过表达 c-myc和分泌型 EGF (IgEGF)的转基因小鼠。杂合子 SP-C/myc转基因小鼠的平均寿命是14.25个月，纯合子的平均寿命是9.2个月。75%的杂合子和80%的纯合子诊断出细支气管肺泡腺癌。SPC/IgEGF肺泡增生发生在19个月。SP-C/myc/IgEGF双转基因小鼠平均寿命9个月，100%检出细支气管肺泡腺癌。

RON(recepteur d’origine nantais)酪氨酸激酶受体属于MET原癌基因家族。激活的RON磷酸化不同的细胞内蛋白并激活多种调节上皮细胞生长、迁移、分化以及存活的信号通路。研究表明［29-31］，RON在上皮类癌症比如肺癌、结肠癌、乳腺癌都有过量表达，表明其在上皮类癌症进程中可能起作用。Yi-Qing Chen［32］等用 SPC启动子指导 RON在肺上皮细胞表达，这种转基因小鼠出生时肺部没有形态上的损伤，但是有肺腺癌。到2个月时，发展成单个肿瘤块。先是沿着肺泡壁生长最后进到肺泡隔内。

人类小细胞肺癌中发现高频率肿瘤抑癌基因Rb1和 Trp53突变［33-34］。Ralph Meuwissen等［35］构建了条件抑制Rb1和Trp53基因的转基因小鼠。这种小鼠肺癌发病率很高，并却在形态学和免疫学上与小细胞肺癌相似。

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