结肠癌模型构建及高分文献分享PHYTOMEDICINE案例

结肠癌疾病模型

前言

结肠癌是发生于结肠的消化道恶性肿瘤。不良饮食习惯、结直肠息肉、结肠腺瘤、溃疡性结肠炎、结肠血吸虫病肉芽肿、遗传等都是结肠癌的危险因素。结肠癌早期常无特殊症状，中后期主要症状有排便次数增加，腹泻、便秘，粪便中带血、脓液或黏液，腹痛腹胀，贫血、消瘦乏力、低热等。晚期癌细胞可扩散到淋巴结、肝和肺等多个部位甚至导致死亡。

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01 构建方法

一、化学诱导模型

1. AOM/DSS 联合模型（黄金标准）

原理：AOM 通过 DNA 烷化诱发基因突变，DSS 破坏肠黏膜屏障引发慢性炎症，协同模拟炎症 - 癌症转化过程。

操作步骤：

四步法：6-8 周龄雌性 BALB/c 小鼠（对 AOM 敏感）腹腔注射 AOM（10 mg/kg），1 周后饮用 3% DSS 溶液 1 周，随后普通饮水 2 周，重复 3 次循环，总周期约 8-10 周。

两步法：AOM 注射后仅进行 1 轮 DSS 冲击，14 天内可观察到早期病理特征，适用于快速药物筛选。

优化要点：AOM 剂量需根据小鼠品系调整（C57BL/6N 敏感性低于 BALB/c），DSS 浓度（1%-3%）和循环次数影响成瘤率与肿瘤异质性。

优势：成瘤率高（90%+），病理过程接近人类溃疡性结肠炎癌变，适合炎症相关机制研究。

参考文献-刘利,叶映泉,桂仲旋,等.亮菌多糖对AOM/DSS炎症相关性结肠癌小鼠模型及其肠道菌群的影响

2. DMH 模型

方法：6 周龄 ICR 小鼠腹腔注射 DMH（21 mg/kg，每周 1 次，连续 20 周），通过代谢产物甲基氧化偶氮甲醇诱导结肠腺癌。

局限：致癌周期长，个体差异较大，目前逐渐被 AOM 替代。

二、基因工程模型

1. Apc 基因突变模型

经典品系：

ApcMin/+小鼠：携带Apc基因截短突变，15周龄后小肠多发腺瘤，但结肠病变较少，需联合DSS或AOM增强结肠成瘤。

Apc580S 小鼠：通过 Cre-Lox 系统实现结肠特异性Apc缺失，肿瘤局限于结肠，潜伏期短（4-6 周），适合分子机制研究。

操作关键：选择 Villin-Cre 或 Muc2-Cre 启动子实现肠上皮特异性基因编辑，避免全身毒性。

2. 多基因突变模型

Apc/Kras双突变模型：利用Cre-Lox系统在结肠上皮同时敲除Apc并激活 KrasG12V，可诱导侵袭性腺癌，模拟人类散发性结肠癌。

优势：肿瘤微环境和分子特征更接近临床样本，适合靶向药物开发。

三、移植模型

1. 细胞系移植模型

皮下移植：

CT26 细胞：BALB/c小鼠右侧腋下注射5×10⁶个细胞（悬浮于0.2 mL PBS），10-14天形成可触及瘤体，适合药物疗效初筛。

MC38 细胞：C57BL/6 小鼠皮下注射后可自发肺转移，用于转移机制研究。

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

原位移植：

结肠注射：麻醉后暴露结肠，将CT26 细胞（5×10⁵个/50 μL）注射至肠壁，可模拟原发肿瘤微环境，转移率显著高于皮下移植。

2. PDX 模型（患者来源异种移植）

操作流程：

组织获取：手术切除的新鲜肿瘤组织需在 30 分钟内处理，切成 1 mm³ 小块。

移植方法：肾包膜下或结肠原位移植至NOD/SCID或NSG小鼠，基质胶（Matrigel）包裹可提高成瘤率。

筛选验证：通过 HE 染色和免疫组化确认肿瘤异质性，传代3代以上稳定后用于实验。

优势：保留患者肿瘤的遗传特征和药物反应，临床相关性高达89%。

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02 文献分享

参考文献：The antitumor effects of lupenone on colon cancer and itsmechanistic insights

中文翻译：羽扇豆醇酮对结肠癌的抗肿瘤作用及其机制研究

期刊：《PHYTOMEDICINE》 ( IF 8.3/Q1 )

背景：羽扇豆酮是一种来源于药用植物和水果的天然成分，属于羽扇豆烷型三萜类化合物，以其多样的生物活性而闻名，包括抗糖尿病、抗癌和抗炎作用。然而，羽扇豆酮对结肠癌的具体影响尚未完全阐明。

目的：本研究旨在探讨羽扇豆酮单药治疗以及与化疗药物联合使用对结肠癌的抗癌作用。

方法：在体外研究中，采用CCK8法和集落形成实验检测羽扇豆酮对CT26和MC38结肠癌细胞的细胞毒性作用。通过Ki67染色评估羽扇豆酮的抗增殖特性，同时采用流式细胞术分析细胞凋亡情况。利用划痕愈合实验和Transwell实验检测羽扇豆酮的抗迁移作用。分别采用活细胞探针和实时聚合酶链式反应（实时PCR）检测活性氧（ROS）水平和内质网（ER）应激通路。通过蛋白质印迹法和免疫荧光染色评估自噬及自噬流。在体内实验中，在CT26荷瘤小鼠模型中进一步研究了羽扇豆酮单药治疗及与顺铂联合使用的抗肿瘤效果。通过肿瘤体积和蛋白表达评估抗肿瘤 efficacy，同时通过组织学染色评估羽扇豆酮的安全性。通过RNA测序阐明羽扇豆酮与顺铂联合使用的作用机制。

结果显示：羽扇豆醇酮（Lupenone）可呈浓度依赖性显著抑制 CT26 和 MC38 结肠癌细胞的生长，同时减少细胞增殖、抑制细胞迁移，并促进细胞凋亡。此外，羽扇豆醇酮可升高结肠癌细胞内活性氧（ROS）水平，且诱导的内质网应激（ER stress）具有 ROS 依赖性。不仅如此，羽扇豆醇酮能触发细胞自噬但抑制自噬流，从而发挥抗结肠癌作用，而自噬抑制剂 3 - 甲基腺嘌呤（3MA）可减弱该作用。分子对接结果显示，羽扇豆醇酮具有与哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）结合的潜力；且 mTOR 激活剂 MHY1485 可部分逆转羽扇豆醇酮诱导的自噬效应。另外，清除 ROS 或抑制内质网应激，均能在一定程度上逆转羽扇豆醇酮对自噬的调控作用。体内实验研究表明，羽扇豆醇酮可抑制（小鼠）皮下肿瘤生长，且未导致小鼠出现明显体重下降或主要器官损伤。羽扇豆醇酮与顺铂（cisplatin）联合治疗时，抗肿瘤效果显著增强；RNA 测序分析结果显示，该联合治疗可调控癌细胞代谢、T 细胞分化与活化、细胞外基质重塑及免疫炎症微环境。

结论：本研究表明，羽扇豆醇酮单药治疗可抑制结肠癌生长，且对主要器官无毒性；而羽扇豆醇酮与化疗药物联合使用时，可增强化疗药物的抗癌效果。这些研究结果凸显了羽扇豆醇酮作为新型结肠癌治疗药物的潜在价值。

羽扇豆醇酮治疗结肠癌的机制

1、羽扇豆醇酮以浓度依赖的方式诱导结肠癌细胞死亡。

2、羽扇豆醇酮抑制结肠癌细胞增殖

3、羽扇豆醇酮触发结肠癌细胞凋亡

4、羽扇豆醇酮可阻止结肠癌细胞迁移。

5、羽扇豆醇酮增加了ROS，并触发了结肠癌细胞的ER应激。

6、羽扇豆醇酮触发了自噬，并损害了结肠癌细胞的自噬通量。

7、羽扇豆醇酮通过抑制mTOR在结肠癌细胞中触发自噬。

8、羽扇豆醇酮引发ROS-ER应激级联效应，从而激活自噬。

9、羽扇豆醇酮在小鼠皮下肿瘤模型中抑制了肿瘤生长

10、羽扇豆醇酮与顺铂联用可增强对结肠癌的抗肿瘤作用

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