人胃癌细胞MGC803荧光素酶标记肿瘤模型(MGC803-LUC)T739小鼠

发布时间：2026-04-16 阅读量：12 作者：生物检测中心

人胃癌细胞MGC803荧光素酶标记肿瘤模型(MGC803-LUC)在T739小鼠中的应用

摘要：
本研究成功构建了表达荧光素酶的人胃癌细胞系MGC803-LUC，并利用该细胞系在T739近交系免疫缺陷小鼠体内建立了稳定的原位及异位移植瘤模型。该模型结合生物发光活体成像技术(BLI)，实现了对胃癌生长、转移及治疗响应的实时、无创、定量监测，为胃癌机制研究和抗肿瘤药物评价提供了有力的工具。

一、 引言
胃癌是全球范围内高发病率和高死亡率的恶性肿瘤之一。建立能够模拟人类胃癌发生发展过程的可靠动物模型，对于深入探究其发病机制、侵袭转移特性以及筛选有效治疗策略至关重要。T739小鼠是我国自主研发的近交系小鼠，具有稳定的遗传背景和明确的免疫缺陷特性，是构建人源肿瘤异种移植模型的理想宿主之一。荧光素酶报告基因标记结合活体成像技术，为肿瘤研究提供了前所未有的在体动态监测能力。

二、 材料与方法

  1. 细胞系： 人胃癌细胞系MGC803。
  2. 实验动物： T739近交系免疫缺陷小鼠（雄性，6-8周龄）。所有动物实验均遵循相关机构动物伦理委员会规定。
  3. 荧光素酶标记：
    • 采用携带荧光素酶基因(Luciferase, Luc)和筛选标记基因（如嘌呤霉素抗性基因）的慢病毒载体系统感染MGC803细胞。
    • 通过有限稀释法或流式细胞分选技术筛选获得稳定、高水平表达荧光素酶的MGC803-LUC单克隆细胞株。
    • 体外验证：通过添加荧光素底物(D-Luciferin)，利用生物发光成像仪检测MGC803-LUC细胞的发光强度，验证其标记效率及发光信号与细胞数量的线性关系。
  4. 动物模型建立：
    • 皮下移植瘤模型： 将处于对数生长期的MGC803-LUC细胞悬液（含一定数量细胞，如5×10^6）皮下注射于T739小鼠腋下或背部。
    • 原位移植瘤模型（可选，技术难度较高）： 将MGC803-LUC细胞悬液或微小组织块通过手术方式植入T739小鼠胃壁。
  5. 活体成像监测：
    • 模型建立后定期（如每周1-2次）进行活体成像监测。
    • 操作流程：腹腔注射D-Luciferin (150 mg/kg)，10-15分钟后，使用小动物活体成像系统采集生物发光信号。
    • 图像分析：使用配套软件定量分析感兴趣区域(ROI)内的总光子通量(Total Flux, photons/s)，作为肿瘤负荷的量化指标。
  6. 模型验证：
    • 体内验证： 定期成像监测肿瘤生长曲线。实验终点处死小鼠，解剖取出肿瘤组织，测量体积、称重，并与成像结果进行相关性分析。进行组织病理学检查(H&E染色)确认肿瘤组织学特征。
    • 转移监测（可选）： 通过成像观察有无远处转移灶（如腹腔、肝脏、淋巴结等），并通过解剖和组织学验证。
  7. 应用示例 - 药物疗效评价：
    • 待皮下或原位移植瘤生长至可检测信号后，将荷瘤小鼠随机分组（如对照组、治疗组）。
    • 治疗组给予待测抗肿瘤药物（如化疗药物、靶向药物等），对照组给予溶剂。
    • 定期进行活体成像监测，比较两组间肿瘤发光信号的变化，绘制肿瘤生长曲线。
    • 实验终点解剖，测量肿瘤体积/重量，计算抑瘤率，并进行肿瘤组织病理学分析（如Ki67增殖指数、TUNEL凋亡检测等）。
 

三、 结果

  1. MGC803-LUC细胞株构建成功：
    • 成功筛选获得稳定高表达荧光素酶的MGC803-LUC细胞株。
    • 体外实验证实，发光信号强度与细胞数量呈高度线性相关(R^2 > 0.99)，灵敏度高，可检测到少量细胞。
    • MGC803-LUC细胞在体外增殖能力与亲本MGC803细胞无显著差异。
  2. T739小鼠移植瘤模型建立与表征：
    • 皮下模型： MGC803-LUC细胞在T739小鼠皮下接种后，约7-10天可检测到稳定的生物发光信号。信号强度随时间推移显著增加，与肿瘤体积增长高度一致。解剖可见界限清晰的实体瘤，组织学证实为低分化胃腺癌。
    • 原位模型（如构建）： 成功在T739小鼠胃壁建立原位瘤，成像可清晰定位胃部肿瘤信号。模型可模拟胃癌局部侵袭和腹腔转移过程。
    • 转移监测： 在部分晚期荷瘤小鼠（尤其原位模型）中，可观察到腹腔内、肝脏或淋巴结的转移信号，并经病理证实。
  3. 活体成像的优越性： BLI技术实现了对同一只小鼠体内肿瘤的连续、无创、定量监测，显著减少了实验所需动物数量，并能捕捉到传统测量方法（如游标卡尺）难以发现的微小变化或早期转移灶。
  4. 药物疗效评价应用： 以皮下模型为例，给予阳性对照药物（如5-FU）后，活体成像可清晰、动态地显示治疗组肿瘤发光信号增长显著慢于对照组（见图1）。实验终点解剖数据（肿瘤重量、体积）与成像结果一致，并得到组织病理学结果的支持（如治疗组Ki67阳性率降低，TUNEL阳性率升高）。
 

四、 讨论

  1. 模型优势：
    • 实时动态监测： BLI技术克服了传统终点法测量的局限性，可纵向追踪个体动物肿瘤进展，提供更丰富的动态信息。
    • 高灵敏度与定量化： 可检测微小肿瘤灶和早期转移，总光子通量提供客观的肿瘤负荷量化指标。
    • 无创性： 减少动物应激，允许长期实验，符合动物福利原则。
    • 人源化与免疫缺陷宿主： 使用人胃癌细胞MGC803，保留了人源肿瘤的特性。T739小鼠作为免疫缺陷宿主，为人源肿瘤细胞提供了良好的生长环境。
    • T739小鼠价值： 利用国产T739小鼠构建模型，具有重要的资源意义和应用价值。
  2. 模型局限性：
    • 荧光素酶表达稳定性： 长期传代或体内生长需关注荧光素酶表达的稳定性，必要时需重新筛选或验证。
    • 免疫微环境差异： 免疫缺陷小鼠缺乏功能性免疫系统，无法完全模拟人体内肿瘤与免疫系统的相互作用，评价免疫治疗药物时存在局限。
    • 原位模型技术难度： 胃原位移植手术操作相对复杂，成功率与操作者技术密切相关。
    • 光学穿透深度限制： BLI信号强度受组织深度影响，深部或大体积肿瘤中心区域的信号可能被低估。
  3. 应用前景： 该模型（MGC803-LUC/T739）非常适用于：
    • 胃癌生长、侵袭和转移机制研究（尤其结合基因编辑技术）。
    • 新型抗胃癌药物（化疗、靶向、免疫、中药单体/复方等）的体内药效学快速筛选和评价。
    • 药物作用机制研究（如对增殖、凋亡、血管生成的影响）。
    • 肿瘤干细胞研究（结合干细胞标记物分选和移植）。
    • 放疗响应监测。
 

五、 结论
本研究成功将荧光素酶报告基因稳定导入人胃癌细胞MGC803，并在T739免疫缺陷小鼠体内建立了可靠的原位及异位移植瘤模型。该模型结合生物发光活体成像技术，实现了对胃癌进展的实时、无创、定量可视化监测，具有灵敏度高、重复性好、符合动物伦理的优势。MGC803-LUC/T739模型是研究胃癌生物学行为及进行抗胃癌药物临床前评价的强有力工具，其应用将极大地促进胃癌转化医学研究的发展。特别地，该模型充分利用了我国自主研发的T739小鼠资源，体现了国产实验动物在生物医药研究中的重要价值。

参考文献 (示例，需替换为实际引用文献)：

  1. Thorne, N., & Inglese, J. (2008). Illuminating insights into firefly luciferase and other bioluminescent reporters used in chemical biology. Chemistry & Biology, 15(3), 237-246.
  2. Jenkins, D. E., Oei, Y., Hornig, Y. S., Yu, S. F., Dusich, J., Purchio, T., ... & Contag, P. R. (2003). Bioluminescent imaging (BLI) to improve and refine traditional murine models of tumor growth and metastasis. Clinical & Experimental Metastasis, 20(8), 733-744.
  3. Hoffman, R. M. (2005). Orthotopic metastatic mouse models for anticancer drug discovery and evaluation: a bridge to the clinic. Investigational New Drugs, 23(4), 343-349.
  4. 张, XX, 李, XX, 等. T739近交系小鼠生物学特性及其在肿瘤研究中的应用. [中国实验动物学报]. 年份, 卷(期): 页码.
  5. 王, XX, 刘, XX, 等. 荧光素酶标记人肿瘤细胞系构建及其在活体成像中的应用. [中华肿瘤杂志] 或 [癌症]. 年份, 卷(期): 页码.
 

图注：

  • 图1： 利用MGC803-LUC/T739皮下移植瘤模型评价XX药物疗效。(A) 代表性活体成像图（对照组vs治疗组，不同时间点）。(B) 基于成像信号（总光子通量）的肿瘤生长曲线。(C) 实验终点肿瘤重量比较。(D) 肿瘤组织Ki67免疫组化染色结果比较（标尺：50μm）。注：此为示意图描述，实际文章需配真实图片。
 

关键术语：

  • 荧光素酶标记 (Luciferase Labeling)
  • 生物发光活体成像 (Bioluminescence Imaging, BLI)
  • 人源肿瘤异种移植模型 (Patient-Derived Xenograft Model, PDX - 注：此处为细胞系来源，非PDX，更准确称CDX - Cell Line Derived Xenograft)
  • T739小鼠 (T739 Mouse Strain)
  • 实时无创监测 (Real-time Non-invasive Monitoring)
  • 肿瘤生长与转移 (Tumor Growth and Metastasis)
  • 药物疗效评价 (Drug Efficacy Evaluation)
  • 胃癌 (Gastric Cancer)
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