间变性甲状腺癌和头颈部鳞状细胞癌患者来源异种移植模型的建立与表征

摘要

由于PDX模型正在迅速成为转化肿瘤学领域的标准，因此本协议建立并表征了间变性甲状腺癌（ATC）和头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）的患者来源异种移植（PDX）模型。

摘要

患者来源的异种移植（PDX）模型忠实地保留了原发肿瘤的组织学和遗传学特征，并保持了其异质性。基于PDX模型的药效学结果与临床实践高度相关。间变性甲状腺癌（ATC）是甲状腺癌最恶性的亚型，侵袭性强，预后差，治疗有限。虽然ATC的发病率仅占甲状腺癌的2%-5%，但其死亡率高达15%-50%。头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）是最常见的头颈部恶性肿瘤之一，全球每年有超过60万例新病例。本文提出了详细的协议来建立ATC和HNSCC的PDX模型。本工作分析了影响模型构建成功率的关键因素，比较了PDX模型与原发肿瘤的组织病理学特征。此外，通过评估成功构建的PDX模型中代表性临床使用药物的 体内 治疗效果，验证了该模型的临床相关性。

引言

PDX模型是一种动物模型，其中人类肿瘤组织被移植到免疫缺陷小鼠中并在小鼠提供的环境中生长¹。传统的肿瘤细胞系模型存在一些缺点，例如缺乏异质性，无法保留肿瘤微环境，在重复体外传代过程中易受遗传变异的影响，以及^{临床应用不良}2^，3。基因工程动物模型的主要缺点是人类肿瘤基因组特征的潜在丧失，新的未知突变的引入，以及难以确定小鼠肿瘤与人类肿瘤之间的同源程度^4。此外，基因工程动物模型的制备成本高、耗时且效率相对低下⁴.

PDX模型在反映肿瘤异质性方面比其他肿瘤模型具有许多优势。从组织病理学的角度来看，虽然小鼠对应物随着时间的推移取代了人类基质，但PDX模型很好地保留了原发肿瘤的形态结构。此外，PDX模型保留了原发肿瘤至少四代的代谢组学特性，更好地反映了肿瘤细胞与其微环境之间复杂的相互关系，使其在模拟人^{肿瘤组织的生长}、转移、血管生成和免疫抑制方面独树一帜5，^6，7.在细胞和分子水平上，PDX模型准确反映了人类肿瘤的肿瘤间和肿瘤内异....

研究方案

所有动物实验均按照四川大学华西医院机构动物护理和使用委员会批准的实验动物护理评估与认证协会指南和协议进行。本研究使用4-6周龄的NOD-SCID免疫缺陷小鼠（两性）和4-6周龄的雌性Balb / c裸鼠。这些动物是从商业来源获得的（见 材料表）。华西医院伦理委员会授权对人类受试者进行研究（方案编号2020353）。每位患者都提供了书面知情同意书。

1. 实验准备

1. 安排一次性刀片、消毒剪刀和镊子等肿瘤移植所需的器械，放在超净工作台上，提前用紫外线照射。
2. 准备无菌盐水和培养皿，以便在测试期间使用。

2. 新鲜肿瘤组织的获取和运输

1. 从手术室获取新鲜肿瘤样本（通常大于5 mm x 5 mm），并将其放入含有无菌HTK溶液（参见 材料表）或盐水的15 mL或50 mL离心管中。标记离心管。
   注意：新鲜的肿瘤样本是通过手术切除或穿刺从ATC或HNSCC患者中获得的。
2. 将离心管放入预先准备好的冰箱中。
   注意：在此期间，移植操作员必须准备移植所需的物品（见 材料表）。
3. 确保样品收集和运输到实验室进行PDX构建之间的时间不超过2小时。在运输过程中，用....

结果

共移植甲状腺癌标本18例，成功构建甲状腺癌PDX模型5例（肿瘤取率为27.8%），其中未分化甲状腺癌4例，间变性甲状腺癌1例。分析模型构建成功率与年龄、性别、肿瘤直径、肿瘤分级、分化等相关性。虽然4级肿瘤样本的模型成功率高于低分级样本，未分化肿瘤样本的成功率也高于高分化样本，但相关性分析结果表明，这些因素与PDX模型的成功率无关（表1).接种了17个HNSCC样本，并成功?.......

讨论

本研究成功建立了ATC和HNSCC的皮下PDX模型。在PDX模型构建过程中，有很多方面需要注意。当肿瘤组织与患者分离时，应尽快放入冰盒中送实验室接种。肿瘤到达实验室后，操作人员必须注意保持无菌区域并练习无菌程序。对于穿刺活检样品，由于肿瘤组织特别小，接种后将样品与基质凝胶混合会更有利于模型的建立。原发肿瘤组织也应尽可能保存、固定和冷冻，以备将来研究之用。在接种过程中?.......

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
2.4 mm x 2.0 mm trocar	Shenzhen Huayang Biotechnology Co., Ltd	18-9065
Balb/c nude mice	Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd.	401
Biosafety cabinet	Suzhou Antai	BSC-1300IIA2
Blade	Shenzhen Huayang Biotechnology Co., Ltd	18-0823
Centrifuge tube	Corning	430791/430829
Cryopreservation tube	Chengdu Dianrui Experimental Instrument Co., Ltd	/
Custodiol HTK-Solution	Custodiol	2103417
Dimethyl sulfoxide(DMSO)	SIGMA-ALORICH	D5879-500mL
Electronic balance	METTLER	ME104
Electronic digital caliper	Chengdu Chengliang Tool Group Co., Ltd	0-220
fetal bovine serum(FBS)	VivaCell	C04001-500
IBM SPSS Statistics 26	IBM
Ketamine	Jiangsu Zhongmu Beikang Pharmaceutical Co., Ltd	100761663
Lenvatinib	ApexBio	A2174
NOD SCID immunodeficient mice	Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd.	406
Pen-Strep Solution	Biological Industries	03-03101BCS
Petri dish	WHB	WHB-60/WHB-100
Saline	Sichuan Kelun	W220051705
Scissor	Shenzhen Huayang Biotechnology Co., Ltd	18-0110
Tweezer	Shenzhen Huayang Biotechnology Co., Ltd	18-1241
Vet ointment	Pfizer Inc.	P10015353
Xylazine	Dunhua Shengda Animal Medicine Co., Ltd	070031777