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综述:四种基因工程动物模型(小鼠/斑马鱼/恒河猴/果蝇)在急性髓系白血病中的应用与表征
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月04日 来源:Gene 2.6
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这篇综述系统评述了四种基因工程动物模型(小鼠/斑马鱼/恒河猴/果蝇)在急性髓系白血病(AML)研究中的优势与局限。通过对比模型特性(如小鼠的CRISPR基因编辑、斑马鱼的胚胎透明性、恒河猴的临床相关性、果蝇的UAS-Gal4系统),为研究者优化模型选择策略提供参考,助力AML的机制解析与靶向治疗开发。
急性髓系白血病(AML)作为高发血液恶性肿瘤,其研究高度依赖能模拟疾病遗传与生物学特征的动物模型。基因工程动物模型凭借精准的基因靶向、稳定的实验可重复性及多样化的模型类型,成为解析AML发病机制和开发新疗法的关键工具。主流模型包括:小鼠模型(如PML-RARA融合基因模型)因高度人源化的造血系统和兼容CRISPR等复杂基因编辑技术而主导机制研究;斑马鱼模型(如NHA9突变模型)凭借胚胎透明性成为早期药物筛选的高效平台;恒河猴模型(如CD33基因编辑)在临床前安全评估中展现独特价值;果蝇模型(如RUNX1-ETO融合基因模型)通过UAS-Gal4系统实现高效基因调控,适用于大规模遗传筛选。
AML以髓系前体细胞异常增殖为特征,导致正常血细胞生成不足和骨髓浸润。不同动物模型因生物学特性差异形成互补应用场景:小鼠造血系统与人类高度相似,但免疫微环境异质性和繁殖周期长需优化;斑马鱼胚胎透明性利于观察造血发育,但缺乏哺乳动物免疫系统;恒河猴遗传保守性高,但成本与伦理限制其广泛应用;果蝇造血系统简化且依赖单一信号通路(如JAK/STAT),难以模拟哺乳类复杂机制。
小鼠模型通过基因编辑(如CRISPR/Cas9)、嵌合体构建等技术模拟AML驱动突变(如FLT3-ITD、NPM1突变)。其优势包括:可建立人源化肿瘤微环境、支持原位移植;局限性体现在免疫缺陷品系(如NSG小鼠)无法完全模拟人类免疫应答。
斑马鱼胚胎透明性允许实时追踪白血病细胞扩散,适用于大规模化合物筛选(如NHA9突变诱导的髓系增生)。但缺乏适应性免疫系统和骨髓微环境,部分亚型病理特征与人类存在差异。
恒河猴CD34+造血干细胞中CD33基因编辑验证了靶向治疗安全性,其生理参数与人类高度匹配,但基因编辑效率低和伦理争议制约发展。
果蝇UAS-Gal4系统可快速构建RUNX1-ETO等融合基因模型,适用于信号通路筛选(如Notch通路),但造血系统仅含少量血细胞类型,无法模拟哺乳动物多谱系分化。
CRISPR/Cas9实现精准基因敲除,逆转录病毒转染用于过表达致癌基因,移植模型(如PDX)保留患者肿瘤异质性。
综合模型特性与科研需求:机制研究首选小鼠,高通量筛选倾向斑马鱼,临床转化依赖恒河猴,遗传互作探索适用果蝇。未来需开发跨物种整合策略以突破现有局限。
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