免疫活性C57BL/6同系小鼠卵巢癌模型:定义遗传改变驱动肿瘤发生与免疫微环境研究
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时间:2025年10月09日
来源:Scientific Reports 3.9
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本研究针对卵巢癌缺乏免疫活性模型的问题,开发了具有明确遗传改变(TP53缺失、Hras突变及Myc、Cyclin E过表达)的同系小鼠卵巢癌细胞系。研究人员通过体内外实验证实这些细胞能高效形成腹膜转移瘤并产生腹水,重现人类高级别浆液性卵巢癌的临床特征。该模型为研究肿瘤免疫互作及评估免疫疗法提供了关键平台,尤其为靶向TMB(肿瘤突变负荷)和TLS(三级淋巴结构)的免疫治疗研究开辟了新路径。
卵巢癌是全球致死率最高的妇科恶性肿瘤,由于缺乏早期诊断标志物和治疗手段,患者五年生存率长期停滞不前。更棘手的是,传统研究模型存在明显局限性:人源细胞系和患者来源异种移植(PDX)模型虽广泛应用,但因其免疫缺陷特性,无法模拟肿瘤与免疫系统的相互作用;而基因修饰小鼠模型虽保留免疫活性,却存在肿瘤发生潜伏期长、不可预测等问题。这一困境在免疫治疗时代尤为突出——研究者亟需能够真实反映肿瘤免疫微环境且实验周期可控的临床前模型。
在此背景下,美国西达赛奈医学中心妇女癌症项目的Hasmik Agadjanian团队与加州大学洛杉矶分校的Sandra Orsulic教授合作,在《Scientific Reports》发表了突破性研究。他们成功建立了一套具有明确遗传背景的免疫活性C57BL/6同系小鼠卵巢癌模型,通过精准操控关键癌基因,系统揭示了不同遗传改变组合对肿瘤表型、潜伏期及免疫微环境的差异化影响。
研究采用的核心技术包括:从新生TP53-/-小鼠分离卵巢表面上皮细胞;利用慢病毒载体介导HRASV12、MYC和CCNE1等癌基因的单独或组合表达;通过软琼脂集落形成实验验证锚定非依赖性生长能力;在裸鼠和免疫活性C57BL/6小鼠中进行腹腔移植瘤实验评估体内成瘤性;结合免疫组化(IHC)、Western blot和多光谱成像进行分子表型验证。
研究人员从TP53-/- C57BL/6小鼠新生幼崽中分离卵巢表面上皮细胞,通过逆转录病毒载体分别导入HRASV12、MYC和CCNE1癌基因(单独或组合)。Western blot分析证实外源蛋白成功表达(图1B)。细胞形态学分析显示:MYC转导细胞呈紧密上皮样单层生长,HRAS转导细胞出现多核巨细胞(类似多倍体巨癌细胞),而MYC-HRAS共转导细胞则呈现梭形或簇状悬浮生长特征(图1C)。软琼脂实验表明除CCNE1单转导组外,所有细胞系均获得锚定非依赖性生长能力。
腹腔接种实验显示不同遗传组合显著影响成瘤潜伏期:HRAS单转导组潜伏期最短(中位24天),100%形成肉眼可见肿瘤伴清亮腹水;MYC单转导组潜伏期113天,80%形成显微镜下肿瘤伴血性腹腔积液;CCNE1单转导组潜伏期最长(228天),但100%形成出血性腹水。值得注意的是,癌基因协同效应显著:MYC-HRAS共转导将潜伏期缩短至15天,并诱发出血性腹水和大体肿瘤(图2B-D)。空载体转导的TP53-/-细胞在365天内未见成瘤。
组织学分析显示所有肿瘤均呈现未分化或高级别癌特征:实性片状分布的多形性上皮样细胞伴显著核异型性(图3)。免疫组化证实肿瘤表达相应的癌蛋白(Cyclin E、H-Ras或c-Myc)。尽管PAX8(苗勒管标志物)呈非典型胞质染色,但肿瘤同时表达广谱细胞角蛋白(上皮分化标志)和WT1(浆液性癌标志),支持其上皮来源特性。
在免疫活性C57BL/6小鼠中,各细胞系成瘤特性与裸鼠基本一致,仅HRAS-CCNE1组生长较差(图4A-B)。MYC-HRAS细胞系进一步携带荧光素酶报告基因,活体成像显示接种5天后即可检测到肿瘤信号(图4C)。组织学分析显示肿瘤存在显著缺氧/坏死区域和密集免疫细胞浸润(图4D-E),肿瘤细胞呈现高度核异型性和频繁核分裂象(图4F),Ki67染色证实高增殖活性(图4G)。免疫细胞浸润分析显示巨噬细胞/单核细胞(CD68+、F4/80+)大量浸润,T细胞(CD3+、CD8+)散在分布(图5)。
研究结论强调:该同系模型系统通过定义遗传改变成功模拟了人类卵巢癌的核心特征——包括腹膜播散、腹水形成和免疫微环境重构。特别值得注意的是,MYC-HRAS模型展现出短潜伏期(2-3周)、100%成瘤率和三级淋巴结构(TLS)形成能力,这些特性使其成为研究免疫治疗应答机制的理想平台。与常用ID8模型相比,该模型具有更高的基因组不稳定性与免疫原性,为探索肿瘤突变负荷(TMB)与免疫应答的关系提供了独特机会。
讨论部分深入分析了遗传改变的协同效应:CCNE1过表达在HRAS激活背景下反而延长潜伏期,提示可能激活癌基因诱导衰老(OIS)或DNA损伤应答机制。研究还澄清了与既往结果的差异(使用RCAS病毒系统时MYC单转导未能成瘤),强调体外筛选过程对获得稳定转化细胞的重要性。作者指出这些模型的价值不仅在于治疗测试,更在于解析特定基因变异如何调控肿瘤表型——例如MYC-HRAS模型的高侵袭性与TLS形成倾向可能源于基因组不稳定性与固有免疫应答的交互作用。
该研究提供的TP53-/-非致瘤性卵巢上皮细胞库尤为珍贵,研究者可通过进一步遗传改造模拟更多人类卵巢癌遗传事件。这套系统将推动卵巢癌研究从单纯治疗评估向机制驱动型研究转变,最终为开发精准免疫治疗策略提供理论基础。
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