
不知不覺,斑馬魚已經(jīng)在精準(zhǔn)醫(yī)療上走了如此遠(yuǎn)!
發(fā)布時(shí)間:
2018-05-02
斑馬魚模型在腫瘤領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)獲得了廣泛的認(rèn)可,但是其在精確腫瘤學(xué)中的應(yīng)用仍處于起步階段,目前來說還沒有直接使用斑馬魚來指導(dǎo)臨床患者治療特異性癌癥的案例。然而,相信在不久的將來,這個目標(biāo)會得到實(shí)現(xiàn)。
其實(shí),經(jīng)由誘變、轉(zhuǎn)基因和異種移植的經(jīng)典癌癥模型已經(jīng)在精密腫瘤學(xué)的許多方面作出貢獻(xiàn)(圖1,左),但是斑馬魚癌癥模型的出現(xiàn)可以促進(jìn)了(i)腫瘤發(fā)生和轉(zhuǎn)移中參與分子的鑒定和體內(nèi)驗(yàn)證;(ii)可行性改變和治療靶標(biāo)的定義;(iii)發(fā)現(xiàn)腫瘤生物標(biāo)志物和遺傳特征作為潛在的診斷和預(yù)后指標(biāo)。
此外,一些研究已經(jīng)證明了(iv)利用斑馬魚作為體內(nèi)藥物篩選平臺鑒定和測試用于靶向抑制特定途徑/改變的藥物來更精確和直接地對精確腫瘤學(xué)作出貢獻(xiàn)的潛力。通過這種方法已經(jīng)確定了許多可能代表個體化藥物的新型靶向藥物的小分子。
值得注意的是,迅速增加的患者也將斑馬魚推入了治療個體癌癥患者的臨床應(yīng)用的道路上。各種研究已經(jīng)證實(shí)這些模型在(v)體內(nèi)評估患者預(yù)后中的適用性,以及(vi)基于對患者癌細(xì)胞異種移植物藥物的反應(yīng)可以進(jìn)行實(shí)時(shí)指導(dǎo)和個體化治療(圖1,右)。
斑馬魚中癌癥的建模為精確腫瘤學(xué)的發(fā)展提供了重要的見解,也為直接臨床應(yīng)用的優(yōu)勢和可行性提供了直接的例子(圖2)。
迄今為止,已經(jīng)有了無數(shù)的斑馬魚癌癥遺傳模型,并且數(shù)量繼續(xù)迅速持續(xù)增加著。已經(jīng)使用多種策略開發(fā)了遺傳癌癥模型,包括瞬時(shí)、穩(wěn)定和雙重轉(zhuǎn)基因以及各種誘變誘導(dǎo)劑(表2)并向著精準(zhǔn)腫瘤學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用前進(jìn)。
自2005年起,人類細(xì)胞異種移植到斑馬魚上一直處于技術(shù)前沿,而該領(lǐng)域已經(jīng)得到了迅速發(fā)展,利用各種注射部位、發(fā)育階段和移植標(biāo)本(即人細(xì)胞系、患者衍生的原發(fā)性癌細(xì)胞、患者衍生的腫瘤組織外植體)的異種移植斑馬魚模型(表3)。斑馬魚移植模型提供了研究癌癥的許多標(biāo)志和癌癥進(jìn)展的步驟(例如自我更新、腫瘤誘導(dǎo)的血管生成、侵襲和傳播、腫瘤與宿主之間的相互作用以及藥物反應(yīng))的可能性。
舉幾個近幾年出現(xiàn)的有關(guān)斑馬魚轉(zhuǎn)移模型的杰出例子(表3)。Stoletov et al.利用實(shí)時(shí)活體成像技術(shù)在48 hpf的斑馬魚胚胎的心包內(nèi)注入熒光的人類癌細(xì)胞借以觀察血管內(nèi)運(yùn)動和外滲的動態(tài)過程,從而為涉及β1整合素、Twist和VEGFA的潛在分子調(diào)節(jié)過程提供新的見解。
Matteo et al.通過修改Stoletov的模型來證明神經(jīng)氈蛋白-2通過與內(nèi)皮α5整合素相互作用能促進(jìn)人類胰腺癌和腎細(xì)胞癌細(xì)胞在斑馬魚中的外滲和轉(zhuǎn)移(圖3)。同時(shí)證明了斑馬魚外滲模型與哺乳動物轉(zhuǎn)移模型的協(xié)同作用,同時(shí)也表現(xiàn)出神經(jīng)氈蛋白-2在小鼠中的轉(zhuǎn)移潛能(圖3)。因此,斑馬魚轉(zhuǎn)移模型可以作為驗(yàn)證和支持鼠轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)的優(yōu)秀體內(nèi)平臺,反之亦然。
研究證明,斑馬魚轉(zhuǎn)移模型已經(jīng)成為一個有希望的、并且在個性化醫(yī)療中的應(yīng)用是可繼續(xù)發(fā)展的系統(tǒng)。繼續(xù)開發(fā)這些斑馬魚轉(zhuǎn)移模型,以及建立新的基于斑馬魚的精準(zhǔn)醫(yī)療治療系統(tǒng),將加速其在精密腫瘤學(xué)應(yīng)用中的實(shí)施。