基因工程肝癌动物模型构建技术原理

利用基因工程手段构建的肝癌小鼠不仅能从动物整体的组织器官水平上进行研究，而且还可以深入到细胞和分子水平，为肝癌的发病机制、药物筛选和临床医学研究提供理想的实验动物模型。

• HBV-TG

乙型肝炎病毒（HBV）感染是引起HCC 的重要原因。HBV 的组成成分中研究最多的是乙型肝炎病毒X 蛋白（HBx）和乙型肝炎病毒表面抗原。整合了HBx 基因的转基因小鼠，其肝组织病理呈进展性变化，4个月时肝细胞发生改变，8～10个月时出现腺瘤，80% 以上的雄鼠在11～15个月时死于肝癌，60% 以上的雌鼠在17～21 个月时死亡。该小鼠模型为研究人类“乙型肝炎”的发病机制、治疗方法与药物筛选，提供了理想的动物模型和新型研究手段，具有重要的医药应用价值。

• Mdr2 敲除小鼠

Mdr2基因，也被称为Abcb4，该基因编码一种膜结合磷脂翻转酶，帮助磷脂进入胆汁。进入胆汁中的磷脂与胆盐、胆固醇等形成混合微胶粒，一方面有助于胆固醇的溶解，另一方面可以灭活胆盐的离子去垢活性，防止其对肝细胞及胆管细胞造成损伤。因此，当Mdr2缺失时，会导致胆管内磷脂浓度降低，缺少磷脂的胆汁成分可能会导致胆管受到损伤，胆石沉淀，诱发炎症并进一步导致肝癌的发生。研究表明：Mdr2敲除小鼠在出生后2-3周，即可出现肝细胞损伤、血管扩张及导管增生的表型，8-9周后，小鼠会出现肝纤维化症状，16个月后，大部分小鼠会发生肝癌病变。

• Tak1 肝特异性敲除小鼠

Tak1，又名TGFβ Activated Kinase 1（转化生长因子β激活激酶1），属于MAP3K家族的成员。TAK1作为细胞内重要的分子，可以被 TGF-β、IL-1、BCR、TCR以及神经酰胺等细胞因子激活，激活后的TAK1通过介导一系列信号通路参与机体许多重要的生理及病理过程，如：增殖凋亡，天然免疫及获得性免疫应答等。研究表明：特异性敲除肝细胞中的Tak1基因，4周后即可诱发肝细胞发生凋亡及坏死，4个月后可诱发原发性肝脏肿瘤，且这些肿瘤在组织学和遗传学上与人类肝癌相似。

• Pten肝特异性敲除小鼠

PTEN是磷酸酶与张力蛋白类似物，具有蛋白磷酸酶和脂质磷酸酶的活性，主要通过拮抗PI3K/ATK信号通路调控多种生命过程。在一些高度恶性的肿瘤中常出现Pten的缺失。Pten全身性敲除的纯合子小鼠常伴有胚胎致死，杂合子小鼠可发展出多器官肿瘤，在肝脏中特异性敲除Pten基因，可诱发脂肪细胞增殖，脂肪肝和肝纤维化等症状，该模型可用于复制脂肪肝向肝癌转化的进程。

• Apc肝特异性敲除小鼠

APC( adenomatous polyposis coli，结肠腺瘤样息肉病基因) 是 Wnt/β-catenin信号的拮抗剂，APC作为抑癌基因家族成员之一，在肿瘤的发生和Wnt/β-catenin活化中发挥着关键作用。Apc肝特异性敲除小鼠中，8～9个月后67% 的小鼠可以观察到明显的肿瘤发生。

• Mir-122肝特异性敲除小鼠

miＲNAs 的异常表达被证实与肝癌的发生具体相关性。鉴于miＲNA可能是治疗肝癌的潜在靶点，目前多种miＲNA基因修饰肝癌模型已建立。其中Mir-122全身性敲除小鼠在第5 周开始出现炎症，89% 的雄性和23% 的雌性小鼠在第10个月出现肝肿瘤。Mir-122肝脏特异性敲除小鼠在第 8～10 周开始出现炎症，50%雄性和10%雌性小鼠在第12 个月出现肝肿瘤。

• Myc肝特异性过表达小鼠

c-Myc基因（也叫Myc）在许多肿瘤中存在着异常表达，其在细胞增殖、生长代谢、血管生成、细胞恶性转化及凋亡中起着极为重要的调节作用。在肝脏中特异性的过表达Myc基因，2月龄时会自发肝癌。取小鼠的肝脏组织进行HE染色，可见细胞排列无序，胞核不清，空泡样变性结构，肝小叶结构消失，利用增殖marker Ki67进行免疫荧光检测，与对照组相比，实验组小鼠肝组织的细胞分裂增殖旺盛，符合肿瘤组织的特性。

基因工程肝癌模型优点：基因工程肝癌小鼠是肝癌领域非常重要的研究工具，为肝癌发病机制的探索、药物筛选和临床医学研究提供理想的实验模型。