Establishment of an Adeno-associated Virus-mediated, Locally Inducible Mouse Model of SS18–SSX2-driven Synovial Sarcoma
本研究通过证明优化后的低剂量肌肉注射 AAV9-CMV-iCre 能成功激活条件性 SS18–SSX2 等位基因，从而在成年小鼠体内诱导增生性病变，同时最大限度地减少脱靶效应和死亡率，从而建立了一种局部可诱导的小鼠滑膜肉瘤模型。
原始论文采用 CC BY 4.0 许可（https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。 这是一篇未经同行评审的预印本的AI生成解释。这不是医疗建议。请勿根据此内容做出健康决定。 阅读完整免责声明
癌症通常始于细胞遗传密码中的一个错误，即一个告诉细胞在应该停止生长时却进行生长的“拼写错误”。在一种被称为滑膜肉瘤的特定且具有侵略性的软组织癌症中，这种错误是一个已知的事件：两个原本位于不同染色体上的独立基因意外地交换了位置并融合在一起。这种融合创造了一个新的混合基因，它像一台不知疲倦的引擎，驱动细胞不受控制地分裂。由于这种遗传特征非常一致，科学家长期以来一直利用它来识别患者的疾病。然而，理解这单一的遗传错误如何演变成全面的肿瘤一直是一个难题。以往在小鼠身上研究此问题的尝试依赖于培育携带该缺陷基因的动物，但这些模型存在局限性，因为该错误从动物生命之初就在特定的细胞类型中被激活了。这使得研究疾病如何在不同组织中开始，或者测试在成年动物中触发癌症的新方法变得十分困难。
为了克服这些局限性，筑波大学的研究人员致力于构建一个更灵活的工具。他们想要创造一种小鼠模型，其中的致癌基因是存在但沉默的，等待着仅在科学家决定的时候和地点被激活。他们工程化了一系携带人类融合基因版本的小鼠，但在该基因前放置了一个遗传“停止标志”。只有当引入一种名为 Cre 的特定酶时，这个停止标志才会被移除。随后，团队将注意力转向一种被称为腺相关病毒（AAV）的病毒，这种病毒常用于将遗传物质递送到细胞中。他们将制造 Cre 酶的指令加载到这种病毒中，并将其直接注射到这些特种培育小鼠的腿部肌肉中。其目标是观察这种病毒递送是否能成功在成年组织中开启癌症基因，从而在无需复杂的繁育或预定义细胞类型的情况下引发肿瘤形成。
研究人员首先测试了高剂量的病毒，向小鼠腿部肌肉注射了一千亿个病毒颗粒。结果令人沮跌。高剂量证明具有过高的毒性；七只小鼠中有五只在几个月内死于呼吸衰竭。在唯一存活足够长进行全面检查的小鼠身上，病毒已经扩散到了注射部位之外。研究人员并没有在腿部发现肿瘤，而是发现了一个正在生长的脑部肿块。这个脑部肿瘤包含了成功开启癌症基因的细胞，这证明了病毒可以传递其载荷，但也表明在高剂量下，病毒扩散过广并导致了致命的副作用。团队意识到，为了安全地研究这种疾病，他们需要降低递送的强度。
他们用剂量小得多的实验重复了实验，向小鼠腿部肌肉注射了一百亿个病毒颗粒。这一次，小鼠耐受了治疗，没有出现呼吸窘迫的迹象。结果截然不同。在五只小鼠中的四只身上，腿部开始出现明显的肿块。这些不仅仅是随机的肿胀；显微镜检查显示，它们是快速分裂细胞的密集集群。至关重要的是，癌症基因在这些细胞内是活跃的，并且其中许多细胞正处于分裂过程中，这证实了病毒注射成功触发了疾病。更有趣的是，肿瘤不仅出现在接受注射的那条腿上，也出现在未经过处理的另一侧腿部。这表明，即使在较低剂量下，也有少量的病毒在体内循环并到达了另一侧，但肿瘤仍局限于肌肉组织，而非扩散到大脑等重要器官。
这项研究表明，只需通过向肌肉注射病毒，即可在成年小鼠体内诱发这种特定类型的癌症，而无需繁育带有预存遗传缺陷的动物。研究人员确认，肿瘤含有与人类滑膜肉瘤完全相同的遗传标记，且细胞正在积极生长。虽然该方法并非完全局限于注射部位（因为有少量病毒到达了另一侧腿部），但较低的剂量防止了在第一次试验中看到的严重毒性和广泛器官损伤。这种方法为研究滑膜肉瘤如何在成年组织中发育提供了一种新途径，并提供了一个在接近人类疾病遗传现实的环境中测试治疗方法的平台。通过展示病毒载体可以可靠地在特定组织中开启癌症基因，这项工作为未来研究这些肿瘤如何与其环境相互作用以及如何阻止它们开辟了道路。
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