基于MAL基因敲除和4NQO暴露建立口腔鳞癌动物模型及分子生物学性状分析

The establishment and application of a tumor animal model with a clear molecular phenotype is an important part of the research work to clarify the molecular pathogensis and find new methods of diagnosis and treatment. The purpose of this study is to build a new mouse model of oral squamous cell carcinoma (OSCC) that can truly simulate the tumorgenisis and development of OSCC based on our previous findings that knockout of MAL gene, a tumor suppressor gene, in the mouse can significantly enhance the susceptibility to 4NQO-induced oral cancer. The animal model is planned to be acquired in a way of combination of genetic factors and environmental factors, namely by employing a knockout of MAL gene combined with the exposure of minimum dose of 4NQO after the standard conditions being optimized. In addition, molecular changes in signaling pathways will be analyzed with molecular biology tools. The novel animal model of OSCC is helpful not only in the molecular mechanisms of OSCC etiology but also for the effort to find molecular targets and factors associated with the diagnosis and prognosis. This study surely has good application value and important social significance.

分子表型明确的恶性肿瘤动物模型的建立和应用，是研究和阐明恶性肿瘤分子发病机制和诊治新方法的一个重要环节。本课题是在前期研究证实MAL基因是参与口腔鳞癌发生、发展的具有重要生物学功能的抑癌基因的研究背景下，充分利用课题组已成功构建的MAL基因敲除鼠，且证实MAL基因敲除鼠在化学致癌剂4NQO诱导下口腔鳞癌易感性显著增高的基础上；以MAL基因敲除鼠为实验对象，应用最小暴露剂量的4NQO诱导，构建整合环境因素和遗传背景相互作用的、较好模拟人类口腔鳞癌发生、发展的新型口腔癌动物模型，并进一步研究该模型诱导的规范化和标准化条件；应用相应的分子生物学手段分析该模型肿瘤发生过程中主要的分子变化和信号通路改变。该项目的实施对进行口腔癌发生、发展关键基因、信号通路等分子机制的阐明、寻找与诊治及预后判断相关的有效靶标分子和干预因素等研究，能提供重要的实验工具，且研究成果具有很好的推广应用价值和重要的社会意义。

建立和人类相似度高、表型明确的新型口腔和食管鳞癌动物模型，有助于对口腔或食管黏膜鳞癌的发生机制、诊断和治疗新方法进行深入的研究，寻找与诊断、治疗及预后判断相关的有效靶标基因和干预因素。本项目旨在建立一种标准化口腔和食管鳞癌动物模型，为口腔和食管鳞癌分子发病机制和防治新技术的深入研究提供独特的、重要实验工具。 .本课题成功构建MAL 基因敲除杂合子小鼠，进一步杂交繁殖、传代得到研究用足够数量的子代小鼠。将小鼠根据不同基因型和年龄分层，分成纯合子和野生型2组，应用不同浓度的4NQO饮用水诱导或相同浓度（最适浓度）诱导，通过比较不同基因型小鼠在口腔和食管黏膜病变发生率、发生时间、病变数量、病变进展和病变组织病理特征存在的差异，确定4NQO最适诱导浓度为40 μg/ml，最适诱导时间为20周，成功建立标准化口腔和食管黏膜鳞癌的动物模型。本研究结果证实，MAL基因敲除小鼠有更高的肿瘤易感性，MAL基因在口腔和食管黏膜肿瘤中可能发挥抑癌基因的作用。通过对小鼠诱导前后血液常规，肝肾功能，血糖等的检测分析发现，最适4NQO浓度和最佳诱导时间对小鼠基本生命功能影响不大，证明该标准化模型的稳定和可复性。研究证实基因MAL基因敲除，可能对小鼠外周血和脾脏的免疫细胞的分布产生影响；4NQO诱导后，MAL基因敲除小鼠血液免疫细胞分布发生变化，提示MAL在小鼠口腔癌发生发展中可能参与免疫功能的异常调控。组学研究证实，MAL基因敲除后，肿瘤多个相关基因、细胞因子受体基因、代谢相关基因发生明显变化；从而影响小鼠对化学致癌剂的敏感性，提示细胞因子受体通路在MAL基因敲除鼠化学诱导癌变中发挥重要作用。.本项目已经成功建立了基于MAL基因敲除小鼠和4NQO暴露诱导的口腔和食管黏膜鳞癌的标准化模型。已发表SCI收录论文9篇，参加国际会议交流论文3篇，培养博士后和研究生6名。