結腸癌模型構建及高分文獻分享PHYTOMEDICINE案例

結腸癌疾病模型

前言

結腸癌是發生于結腸的消化道惡性腫瘤。不良飲食習慣、結直腸息肉、結腸腺瘤、潰瘍性結腸炎、結腸血吸蟲病肉芽腫、遺傳等都是結腸癌的危險因素。結腸癌早期常無特殊癥狀，中后期主要癥狀有排便次數增加，腹瀉、便秘，糞便中帶血、膿液或黏液，腹痛腹脹，貧血、消瘦乏力、低熱等。晚期癌細胞可擴散到淋巴結、肝和肺等多個部位甚至導致死亡。

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01 構建方法

一、化學誘導模型

1. AOM/DSS 聯合模型（黃金標準）

原理：AOM 通過 DNA 烷化誘發基因突變，DSS 破壞腸黏膜屏障引發慢性炎癥，協同模擬炎癥 - 癌癥轉化過程。

操作步驟：

四步法：6-8 周齡雌性 BALB/c 小鼠（對 AOM 敏感）腹腔注射 AOM（10 mg/kg），1 周后飲用 3% DSS 溶液 1 周，隨后普通飲水 2 周，重復 3 次循環，總周期約 8-10 周。

兩步法：AOM 注射后僅進行 1 輪 DSS 沖擊，14 天內可觀察到早期病理特征，適用于快速藥物篩選。

優化要點：AOM 劑量需根據小鼠品系調整（C57BL/6N 敏感性低于 BALB/c），DSS 濃度（1%-3%）和循環次數影響成瘤率與腫瘤異質性。

優勢：成瘤率高（90%+），病理過程接近人類潰瘍性結腸炎癌變，適合炎癥相關機制研究。

參考文獻-劉利,葉映泉,桂仲旋,等.亮菌多糖對AOM/DSS炎癥相關性結腸癌小鼠模型及其腸道菌群的影響

2. DMH 模型

方法：6 周齡 ICR 小鼠腹腔注射 DMH（21 mg/kg，每周 1 次，連續 20 周），通過代謝產物甲基氧化偶氮甲醇誘導結腸腺癌。

局限：致癌周期長，個體差異較大，目前逐漸被 AOM 替代。

二、基因工程模型

1. Apc 基因突變模型

經典品系：

ApcMin/+小鼠：攜帶Apc基因截短突變，15周齡后小腸多發腺瘤，但結腸病變較少，需聯合DSS或AOM增強結腸成瘤。

Apc580S 小鼠：通過 Cre-Lox 系統實現結腸特異性Apc缺失，腫瘤局限于結腸，潛伏期短（4-6 周），適合分子機制研究。

操作關鍵：選擇 Villin-Cre 或 Muc2-Cre 啟動子實現腸上皮特異性基因編輯，避免全身毒性。

2. 多基因突變模型

Apc/Kras雙突變模型：利用Cre-Lox系統在結腸上皮同時敲除Apc并激活 KrasG12V，可誘導侵襲性腺癌，模擬人類散發性結腸癌。

優勢：腫瘤微環境和分子特征更接近臨床樣本，適合靶向藥物開發。

三、移植模型

1. 細胞系移植模型

皮下移植：

CT26 細胞：BALB/c小鼠右側腋下注射5×10?個細胞（懸浮于0.2 mL PBS），10-14天形成可觸及瘤體，適合藥物療效初篩。

MC38 細胞：C57BL/6 小鼠皮下注射后可自發肺轉移，用于轉移機制研究。

參考文獻-Ruli Li a, Rongrong Wang b,The antitumor effects of lupenone on colon cancer and itsmechanistic insights

原位移植：

結腸注射：麻醉后暴露結腸，將CT26 細胞（5×10?個/50 μL）注射至腸壁，可模擬原發腫瘤微環境，轉移率顯著高于皮下移植。

2. PDX 模型（患者來源異種移植）

操作流程：

組織獲?。菏中g切除的新鮮腫瘤組織需在 30 分鐘內處理，切成 1 mm3 小塊。

移植方法：腎包膜下或結腸原位移植至NOD/SCID或NSG小鼠，基質膠（Matrigel）包裹可提高成瘤率。

篩選驗證：通過 HE 染色和免疫組化確認腫瘤異質性，傳代3代以上穩定后用于實驗。

優勢：保留患者腫瘤的遺傳特征和藥物反應，臨床相關性高達89%。

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02 文獻分享

參考文獻：The antitumor effects of lupenone on colon cancer and itsmechanistic insights

中文翻譯：羽扇豆醇酮對結腸癌的抗腫瘤作用及其機制研究

期刊：《PHYTOMEDICINE》 ( IF 8.3/Q1 )

背景：羽扇豆酮是一種來源于藥用植物和水果的天然成分，屬于羽扇豆烷型三萜類化合物，以其多樣的生物活性而聞名，包括抗糖尿病、抗癌和抗炎作用。然而，羽扇豆酮對結腸癌的具體影響尚未完全闡明。

目的：本研究旨在探討羽扇豆酮單藥治療以及與化療藥物聯合使用對結腸癌的抗癌作用。

方法：在體外研究中，采用CCK8法和集落形成實驗檢測羽扇豆酮對CT26和MC38結腸癌細胞的細胞毒性作用。通過Ki67染色評估羽扇豆酮的抗增殖特性，同時采用流式細胞術分析細胞凋亡情況。利用劃痕愈合實驗和Transwell實驗檢測羽扇豆酮的抗遷移作用。分別采用活細胞探針和實時聚合酶鏈式反應（實時PCR）檢測活性氧（ROS）水平和內質網（ER）應激通路。通過蛋白質印跡法和免疫熒光染色評估自噬及自噬流。在體內實驗中，在CT26荷瘤小鼠模型中進一步研究了羽扇豆酮單藥治療及與順鉑聯合使用的抗腫瘤效果。通過腫瘤體積和蛋白表達評估抗腫瘤 efficacy，同時通過組織學染色評估羽扇豆酮的安全性。通過RNA測序闡明羽扇豆酮與順鉑聯合使用的作用機制。

結果顯示：羽扇豆醇酮（Lupenone）可呈濃度依賴性顯著抑制 CT26 和 MC38 結腸癌細胞的生長，同時減少細胞增殖、抑制細胞遷移，并促進細胞凋亡。此外，羽扇豆醇酮可升高結腸癌細胞內活性氧（ROS）水平，且誘導的內質網應激（ER stress）具有 ROS 依賴性。不僅如此，羽扇豆醇酮能觸發細胞自噬但抑制自噬流，從而發揮抗結腸癌作用，而自噬抑制劑 3 - 甲基腺嘌呤（3MA）可減弱該作用。分子對接結果顯示，羽扇豆醇酮具有與哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）結合的潛力；且 mTOR 激活劑 MHY1485 可部分逆轉羽扇豆醇酮誘導的自噬效應。另外，清除 ROS 或抑制內質網應激，均能在一定程度上逆轉羽扇豆醇酮對自噬的調控作用。體內實驗研究表明，羽扇豆醇酮可抑制（小鼠）皮下腫瘤生長，且未導致小鼠出現明顯體重下降或主要器官損傷。羽扇豆醇酮與順鉑（cisplatin）聯合治療時，抗腫瘤效果顯著增強；RNA 測序分析結果顯示，該聯合治療可調控癌細胞代謝、T 細胞分化與活化、細胞外基質重塑及免疫炎癥微環境。

結論：本研究表明，羽扇豆醇酮單藥治療可抑制結腸癌生長，且對主要器官無毒性；而羽扇豆醇酮與化療藥物聯合使用時，可增強化療藥物的抗癌效果。這些研究結果凸顯了羽扇豆醇酮作為新型結腸癌治療藥物的潛在價值。

羽扇豆醇酮治療結腸癌的機制

1、羽扇豆醇酮以濃度依賴的方式誘導結腸癌細胞死亡。

2、羽扇豆醇酮抑制結腸癌細胞增殖

3、羽扇豆醇酮觸發結腸癌細胞凋亡

4、羽扇豆醇酮可阻止結腸癌細胞遷移。

5、羽扇豆醇酮增加了ROS，并觸發了結腸癌細胞的ER應激。

6、羽扇豆醇酮觸發了自噬，并損害了結腸癌細胞的自噬通量。

7、羽扇豆醇酮通過抑制mTOR在結腸癌細胞中觸發自噬。

8、羽扇豆醇酮引發ROS-ER應激級聯效應，從而激活自噬。

9、羽扇豆醇酮在小鼠皮下腫瘤模型中抑制了腫瘤生長

10、羽扇豆醇酮與順鉑聯用可增強對結腸癌的抗腫瘤作用

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