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生物发光异种移殖如何帮助临床前研究进展

2017-07-6

传统的异种移殖是体内肿瘤药物研发进展的第一步,也是药物动力/药效动力、ADME、毒理的研究初期重要的模型。异种移殖可以透过修改,制成生物发光模型的光学图像,帮助研究的发展。

临床前光学图像的优势

使用生物发光模型显示出的光学图像非常适合临床前肿瘤研究,因为光学图像能够提供一个感应度高、符合成本效益、高通量体内肿瘤侦测、监控、以及复查的作用。临床模型可以透过图像来显示肿瘤实际的样子,而不是直接让肿瘤在动物模型中生长。您依据肿瘤负荷或是分子活动来修改研究的方案。

制作生物发光模型

您需要一个生物发光模型,这种模型制作的方法非常简单和快速。癌症细胞系是一种可以在2D培养皿里生长的同源细胞群体,适合用转导慢病毒的方式来表现萤光素酶蛋白质。

转导有很高的稳定度,也是比转化更好的一种技术。这种技术可以在两个星期内制作出大量的已转导的模型。并在三至四星期内,以短片段重复序列组合来确保DNA组合与母本品种是相符的,最后细胞系就可以做试管或是体内模型的研究。

生物发光异种移殖也可用于皮下模型,但在原位和转移性模型中才能发挥主要的功能。

原位模型能够模拟病变

原位模型可以模拟出病患主要的病变,这些肿瘤模型可以制造出血管相关的基质,也可以与适当的微环境有互动,提供疾病与人类之间反应的讯息。

生物发光原位模型能够让肿瘤不断的成长,同时监控像是用化合物治疗肿瘤化合物的即时讯息,也包含了肿瘤负荷(体内与离体)、肿瘤成长、以及存活率分析。

自发性转移模型能够模拟癌症进展

生物发光模型对于转移性疾病的研究有很大的帮助,可以清楚的知道肿瘤转移到哪些部位,或是治疗是否有任何的效果。主要的原位病变造成的血管问题与缺氧状况也都能在这类模型中观察到。

模型能依照选择的类型提供局部区延伸、淋巴和血行性转移。一般研究所使用的转移性异种移殖通常会与人类疾病相似,例如局部淋巴结、肺、肝、和骨头。

研究可以使用单一药剂或是联合治疗来对抗肿瘤成长抑制、肿瘤负荷、肿瘤末期重量。离体的图像分析可以用来观察主要的肿瘤和转移性病变,让研究员能够用整体观察和组织学的评估方式来确保资讯无误。

实验用转移模型能够模拟疾病末期

实验用转移模型不会受到主要病变带来的限制,适应末期转移性疾病。这类异种移殖将模拟肿瘤细胞的血源与殖入部位分开,因此便能即时观察转移后的结果。

这包含了乳癌模型心内注射后的骨转移,若治疗正确的话,便会与人类疾病相同,由乳癌进展至脑癌。这样可以让研究员评估转移性疾病的药剂使用,以脑癌的角度来看的话则可以模拟血脑屏障的药剂使用。

肿瘤免疫

虽然这篇部落格主要是讲解生物发光异种移殖,但利用生物发光转移同源模型和光学图像对免疫疗法有显著的效果。这些模型可以使用在研究临床相关的转移性侵入、监控二类器官的转移性病变、以及评估免疫疗法药剂对于这类的转移性疾病的疗效。

若想获得更多资讯,请参考以下部落格:

Imaging preclinical tumour models: improving translational power. De Jong et al, Nature Reviews Cancer 14, 481–493 (2014)

Bioluminescent imaging: a critical tool in pre-clinical oncology research. O’Neill at al, The Journal of Pathology 220(3) 317-327 (2010)

Topics: Oncology