原发性肝癌模型构建全攻略：从“选模型”到“出数据”一篇讲透

肝细胞癌是全球癌症相关死亡的第三大原因。面对这一严峻挑战，如何选择合适的动物模型，精准复刻人类肝癌的病理特征，是每一位肝癌研究者都必须面对的核心问题。

今天，我们就来系统盘点目前主流的原发性肝癌模型，从化学诱导到基因工程，再到原位移植，帮你理清思路，选对“战友”。

一、模型选择的核心考量

在选择肝癌模型前，需要明确以下三个关键问题：

二、四大类原发性肝癌模型详解

第一类：化学诱导模型（经典“金标准”）

原理：通过化学致癌剂诱发的慢性肝损伤、炎症和再生，最终导致肝癌。

DEN模型关键参数提醒：

15日龄雄性C57BL/6J，腹腔注射DEN（25 mg/kg），30-40周后HCC发生率可达95%-100%。注射时需注意：针头不可刺入过深（推荐30G细针），注射后轻柔按压穿刺点防止药液渗出。

第二类：基因工程模型（精准靶向）

原理：通过组织特异性启动子（如Alb-Cre）在肝细胞中特异性敲除抑癌基因或激活癌基因。

优点：病因明确，可模拟特定基因突变背景的肝癌；免疫完整，适合免疫治疗研究。

缺点：周期长、成本高；需多品系交配（通常需6-12个月）；部分模型有胚胎致死风险。

第三类：原位移植模型（高临床相关性）

原理：将肝癌细胞系或人源性肿瘤组织（PDX）直接注射到小鼠肝脏，模拟肿瘤在原始器官的生长和转移。

3.1 细胞系原位移植

细胞：Hepa1-6（C57BL/6J背景）、Huh7、HepG2（裸鼠）

接种方式：开腹直视下肝左叶注射 / 超声引导经皮穿刺

成瘤时间：2-4周

优势：周期短、可控性强、便于影像学监测（如萤火虫荧光素酶标记）

3.2 人源性肿瘤异种移植（PDX）

组织来源：患者手术切除的肝癌组织

受体小鼠：NSG、NOG（重度免疫缺陷）

成瘤时间：2-4个月

优势：保留原发肿瘤的异质性、病理特征和基因谱，是药物筛选和个体化治疗的金标准

第四类：非酒精性脂肪性肝炎（NASH）-HCC模型（新兴热点）

随着NASH相关肝癌发病率上升，此类模型备受关注。

模型优缺点总结

DEN化学诱导：经典稳定，完整病理进程，免疫完整；但周期长（30-40周），个体差异大。

基因工程：病因明确，免疫完整，机制清晰；但周期长（6-12个月），成本高，可能有胚胎致死问题。

原位移植：周期短（2-4周），便于影像监测，可控性强；但缺乏肝病背景，免疫缺陷小鼠无法研究免疫治疗。

PDX：保留异质性，临床相关性最高；但成本极高，周期长，需要免疫缺陷小鼠。

NASH-HCC（STAM）：快速，代谢背景明确，纤维化明显；需特殊饲料，部分小鼠体重下降明显。

三、检测指标体系

无论选择哪种模型，以下指标是评估肝癌发生发展的核心：

1. 宏观指标

肝重/体重比：评估肝脏肥大及肿瘤负荷

脾重：反映门脉高压及炎症状态

肝脏表面肿瘤数量及最大径：计数所有可见结节

2. 病理学评估

H&E染色：评估肝细胞损伤、炎症、从增生结节→腺瘤→HCC的分级

Masson‘s Trichrome/天狼星红：评估肝纤维化/肝硬化程度

网状纤维染色：评估肝板结构破坏

3. 分子标志物

增殖：Ki-67、PCNA

肝功能/损伤：血清ALT、AST、ALP

肿瘤标志物：AFP（部分模型可检测）

关键通路：β-catenin、c-Myc、Hras突变等

4. 影像学评估

小动物超声：实时监测肿瘤大小及血供

小动物MRI/CT：全身评估及转移灶检测

生物发光成像：适用于荧光素酶标记细胞的原位移植模型

四、肝癌研究思路解析

研究总路线图

临床问题 → 筛选关键分子 → 体内外功能验证 → 机制解析（代谢+免疫） → 微环境互作闭环 → 转化治疗探索

Cao[1]等从患者类器官筛选发现USP2是关键促癌基因，通过去泛素化稳定PPARγ促进脂肪酸（尤其油酸）合成，油酸驱动巨噬细胞FAO代谢重编程使其极化为M2型，M2细胞分泌IL-10经STAT3正反馈上调USP2，形成促癌环路；靶向USP2可诱导铁死亡、抑制M2极化并增强抗PD-1疗效。

研究设计亮点：

可以借鉴的关键技术组合

类器官（PDO）：药物筛选 + 代谢/转录组分析

代谢组学：发现关键代谢物（如油酸）

共培养系统：肿瘤-巨噬细胞互作

泛素化机制：K48链、位点突变、去泛素化酶功能验证

转录调控：CUT&RUN-qPCR、荧光素酶报告基因

免疫治疗模型：DEN诱导HCC模型 + anti-PD-1 + 巨噬细胞清除

五、常见问题与解决方案

原发性肝癌模型的选择没有“最好”，只有“最适合”。建议根据研究目的、预算和时间，选择最能回答科学问题的模型：

机制研究首选：DEN模型（经典、稳定、免疫完整）

药物筛选/免疫治疗：原位移植（Hepa1-6同系模型）或DEN模型

个体化/精准医疗：PDX模型

NASH-HCC研究：STAM模型或西方饮食+CCl₄联用模型

希望这篇推文能为你的肝癌研究提供思路与帮助。如需某一模型的详细实验方案，欢迎进一步交流！

参考文献：
Cao J, Chen K, Hu K, et al. USP2-mediated PPARγ stabilization promotes hepatocellular carcinoma progression and M2 macrophage polarization via oleic acid. J Immunother Cancer. 2025;13(11):e012721. Published 2025 Nov 4. doi:10.1136/jitc-2025-012721