肺转移瘤是多种实体瘤（如乳腺癌、结直肠癌、肝癌等）晚期的主要致死原因，其研究依赖于能够模拟人类转移特征的动物模型。理想的模型需满足以下条件：

1.病理生理相似性：包括转移灶的分布（肺实质、胸膜或血管侵袭）及微环境特征（免疫抑制、血管生成）。

2.可重复性与可控性：转移率稳定，便于药效评估和机制解析。

3.分子特征匹配性：如KRAS、TP53等基因突变在肺癌转移中的驱动作用。

4.研究意义：通过模型揭示转移机制（如EMT、免疫逃逸）、筛选抗转移药物，并探索靶向治疗策略。

1. 科学问题聚焦：

① 转移的分子机制（如HIF1α/PTBP1通路在缺氧微环境中的作用）。

② 免疫微环境调控（如巨噬细胞极化、NK细胞活性）。

2. 技术路线设计：

① 基础研究：基因编辑（CRISPR/Cas9敲除关键基因）结合多组学分析（转录组、蛋白组）。

② 转化研究：利用活体成像动态监测转移进程，结合药效学评估（如免疫检查点抑制剂）。

1. 常用模型类型：

① 原位移植模型：将人源或鼠源肿瘤细胞（如Lewis肺癌细胞LLC）直接注入肺部，模拟原位生长及转移。

② 尾静脉注射模型：通过循环系统播散肿瘤细胞至肺（如B16-F10黑色素瘤细胞），适用于研究血行转移。

③ 基因工程模型（GEMM）：如KPC小鼠（KRAS/TP53突变）自发形成胰腺癌并转移至肺，适用于研究遗传驱动的转移机制。

④ 操作步骤（以原位移植为例）：

选择免疫缺陷小鼠（NOD/SCID或裸鼠）。

肿瘤细胞悬液（含Matrigel）经支气管或肺内注射，确保微环境模拟。

术后定期监测肿瘤体积（活体成像）及生存期。

2. 实验动物选择

①免疫缺陷小鼠：

裸鼠（nu/nu）：T细胞缺陷，适用于人源肿瘤异种移植。

NOD/SCID小鼠：联合免疫缺陷（T/B/NK细胞缺陷），成瘤率更高。

② 免疫健全小鼠：C57BL/6：用于研究宿主免疫应答（如LLC模型）。

③ 转基因小鼠：KPC/KPP模型：模拟特定基因突变驱动的转移（如KRASG12D）。

3. 造模后的指标检测及参照

① 形态学评估：

活体成像（IVIS系统）定量肺转移灶的荧光信号。

组织病理学（H&E染色）确认转移灶分布及侵袭深度。

② 分子标志物：

EMT标志物（E-cadherin↓、N-cadherin↑）。

免疫微环境（CD8+ T细胞浸润、PD-L1表达）。

③ 功能验证：

基因敲除（如PTBP1-KO）逆转转移表型。

药效学指标（转移灶数量减少、生存期延长）

4. 注意事项

① 细胞系选择：优先使用低传代、高转移潜能细胞（如LLC或MDA-MB-231）。

② 无菌操作：避免移植后感染导致模型失败。

③ 伦理合规：遵循3R原则（减少、替代、优化），定期监测动物痛苦。

④ 模型验证：通过多时间点检测确保转移稳定性（如第7/14/21天影像学）。

最常用方法：原位移植联合活体成像（如LLC或人源PDX模型），因其能动态观察转移进程并评估药物渗透性。

案例：探索巨噬细胞极化调控肺转移的机制

1. 假设：肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）M2极化促进转移。

2. 模型构建：

使用LLC原位移植模型（C57BL/6小鼠）。

敲除巨噬细胞特异性基因（如CSF1R抑制剂干预）。

3. 检测指标：

流式细胞术分析TAMs表型（CD206+/Arg1+）。

单细胞测序解析巨噬细胞亚群转录谱。

4. 转化应用：

开发靶向TAMs的重编程纳米药物（如载药脂质体）。

参考文献

[1]Zhou Y et al. (2012). Establishment of orthotopic lung cancer models in SCID mice. Chinese Journal of Lung Cancer 4

[2]Kim SH et al. (2024). Ginseng leaf polysaccharides inhibit lung metastasis via macrophage activation. Gut Microbiota Research .

[3]Keith RL et al. (2004). Prostacyclin synthase overexpression in tobacco smoke-induced lung carcinogenesis. Cancer Research .

[4]Optimization of PDAC mouse models (2024). BMC Cancer .

[5]Sandmoller A et al. (1995). Transgenic mouse models for lung adenocarcinoma. Cell Growth Differ .