陳金東

(羅切斯特大學(xué)醫(yī)學(xué)中心泌尿科腎癌研究室，紐約羅切斯特市，NY 14642，美國(guó))

候鳥(niǎo)之窗

腎癌敲基因小鼠模型建立及應(yīng)用的研究進(jìn)展

陳金東

(羅切斯特大學(xué)醫(yī)學(xué)中心泌尿科腎癌研究室，紐約羅切斯特市，NY 14642，美國(guó))

腎癌是一種高度遺傳異質(zhì)性的遺傳疾病。目前多個(gè)重要的腎癌相關(guān)基因已被克隆。這些基因包括VHL、FH、c-Met、TSC1、TSC2、FLCN、PBRM1、BAP1、SETD2 、Trp53、PTEN及APC等。為了研究腎癌的發(fā)病機(jī)理和測(cè)試新的治療方法，與這些基因相應(yīng)的敲基因腎癌小鼠模型已經(jīng)建立。可是，除了TSC1、TSC2、FLCN和Trp53外，大部分單基因敲除小鼠模型未能產(chǎn)生與人類腎癌相似的表型。最近的VHL-PBRM1、VHL-BAP1、PBRM1-BAP1腎特異性雙基因敲除小鼠模型普遍產(chǎn)生透明腎細(xì)胞癌(CCRCC)，是腎癌敲基因小鼠模型發(fā)展史上的一個(gè)新的里程碑， 為腎癌的研究和藥物測(cè)試提供了新的工具。腎特異性FLCN敲基因小鼠模型和VHL-Trp53-Kif3a三基因敲除小鼠模型已用于藥物試驗(yàn)，并成功地取得了預(yù)期的結(jié)果。

腎癌；腎癌基因；敲基因小鼠模型； 腎癌治療

在研究人類疾病發(fā)病機(jī)理和治療方法的過(guò)程中，由于倫理和安全方面的原因，需要建立疾病動(dòng)物模型來(lái)真實(shí)模擬人類疾病，通過(guò)這些動(dòng)物模型探索人類疾病發(fā)生和發(fā)展機(jī)理、發(fā)現(xiàn)藥物新靶點(diǎn)以及進(jìn)行臨床前藥效學(xué)評(píng)價(jià)等。我國(guó)在這方面的不足已經(jīng)影響了相關(guān)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究的發(fā)展。2017年度國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)醫(yī)學(xué)科學(xué)部在面上項(xiàng)目中就設(shè)立了“疾病動(dòng)物模型”專項(xiàng)，肯定了人類疾病的動(dòng)物模型在醫(yī)學(xué)科學(xué)研究領(lǐng)域中的理論價(jià)值和臨床意義。 在所有動(dòng)物模型中,小鼠基因敲除模型因其可操縱性及其表型的可預(yù)期性而被廣泛用于基因功能、疾病機(jī)制和藥物篩選研究。

癌癥是當(dāng)今對(duì)人類健康影響最大的一類遺傳疾病之一，建立基因敲除小鼠模型來(lái)研究癌癥的致病機(jī)理和探討其治療策略就十分有意義。一些癌癥已有了較好的敲基因小鼠模型。然而，對(duì)于腎癌，基因敲除小鼠模型的研究進(jìn)程卻頗為波折。腎癌主要分為腎透明細(xì)胞腎細(xì)胞癌(clear cell renal cell carcinoma,CCRCC，80%)、乳頭狀腎細(xì)胞癌(Papillary renal cell carcinoma,PRCC，10%)、嫌色腎細(xì)胞癌(Chromophobe renal cell carcinoma,CRCC，5%)、腎集合管癌 (Colleting duct carcinoma) 及尚未分類的腎癌(5%)[1]。已發(fā)現(xiàn)的幾個(gè)重要的腎癌相關(guān)基因包括VHL、FH、c-Met、TSC1、TSC2、FLCN、PBRM1、BAP1、SETD2 、Trp53、PTEN及APC等[2]。每個(gè)基因被克隆出來(lái)后，研究人員就著手建立相應(yīng)的敲基因腎癌小鼠模型。可是，大部分基因敲除小鼠模型的結(jié)果都令人失望，比如其中最重要的VHL、FH、c-Met基因在小鼠腎上敲除后僅偶爾產(chǎn)生腎囊腫外，未見(jiàn)有腎癌產(chǎn)生[3]，雖然TSC1/TSC2基因敲除小鼠可以產(chǎn)生腎癌[4]，但出現(xiàn)遲、發(fā)病率低，不利于藥物篩選和藥效判斷。此后直到FLCN基因的克隆和腎特異性FLCN敲基因小鼠模型的建立及FLCN腎敲基因小鼠能產(chǎn)生多種類型的腎癌，使腎癌基因敲除小鼠模型的研究上了一個(gè)新的臺(tái)階。最近VHL-PBRM1、VHL-BAP1、PBRM1-BAP1雙基因敲除小鼠模型的建立及這些模型能有效地產(chǎn)生與人類相似的透明細(xì)胞腎細(xì)胞癌，是腎癌研究史上一個(gè)新的里程碑。如果從腎癌類型來(lái)分，腎癌敲基因小鼠模型可分為透明細(xì)胞腎細(xì)胞(CCRCC)敲基因小鼠模型、乳頭狀腎細(xì)胞癌(PRCC)敲基因小鼠模型、嫌色腎細(xì)胞癌(CRCC)敲基因小鼠模型和綜合型腎細(xì)胞癌敲基因小鼠模型。本文將分類介紹各種腎癌敲基因小鼠模型的建立及其表型與可能的應(yīng)用。

1 透明細(xì)胞腎細(xì)胞癌敲基因小鼠模型

透明細(xì)胞腎細(xì)胞癌(CCRCC)是一類主要的腎癌，約占腎癌的80%。目前發(fā)現(xiàn)與CCRCC相關(guān)的基因主要有VHL、PBRM1、BAP1、SETD2。除SETD2外，目前已有VHL、PBRM1、BAP1的單基因敲除小鼠模型和VHL-PBRM1、VHL-BAP1及PBRM1-BAP1的雙基因敲除小鼠模型。這些模型中，所有單基因敲除小鼠模型均不能產(chǎn)生腎癌，而所有雙基因敲除小鼠模型的表型在程度上既有相似之處，又有一些差別，但均可產(chǎn)生CCRCC。

1.1VHL敲基因小鼠模型VHL基因是第1個(gè)克隆到的腎癌抑制基因，是從一種稱為 von-Hippel-Lindau的常染色體顯性遺傳癌癥綜合癥的病人中發(fā)現(xiàn)的[5]。VHL病人常因VHL基因突變或基因沉默(gene silencing)而患有腎囊腫和雙側(cè)透明細(xì)胞腎細(xì)胞癌(clear cell renal cell carcinomas,CCRCC)。大部分的CCRCC表現(xiàn)為實(shí)體瘤，大約5% 呈現(xiàn)出囊腫樣，腫瘤細(xì)胞則分布在囊腫壁上。VHL基因位于3p25.3，只有3個(gè)外顯子，編碼大小分別為213個(gè)氨基酸和160 個(gè)氨基酸的兩個(gè)蛋白。研究發(fā)現(xiàn)大概70%的CCRCC是由VHL突變引起[6-7]。VHL突變?cè)谶z傳性和散發(fā)性的CCRCC都存在。由于80%以上的腎癌屬于CCRCC，這一數(shù)據(jù)表明VHL是一個(gè)十分重要的腎癌抑制基因。在VHL克隆后，幾個(gè)研究小組就著手建立VHL敲基因小鼠模型，因?yàn)槿绻鸙HL敲基因小鼠能夠表現(xiàn)出類似人類的CCRCC,將為腎癌的分子機(jī)制和治療研究提供有力的研究工具。由于傳統(tǒng)的敲基因技術(shù)會(huì)將小鼠全身的VHL基因敲除，致使純合子VHL敲基因小鼠在胚胎期死亡。為此，Rankin等采用PEPCK(phosphoenolpyruvate carboxykinase promoter) 作為Cre基因的啟動(dòng)子[8]，由于PEPCK-Cre只在腎近曲小管和肝細(xì)胞中表達(dá)，因此VHL-PEPCK-Cre只特異性的敲除腎近曲小管和肝細(xì)胞中的VHL基因，這樣在一般情況下就不會(huì)導(dǎo)致敲基因小鼠在胚胎期死亡。當(dāng)VHL的外顯子1和2 在腎近曲小管中被敲除后，研究者預(yù)期敲基因小鼠將產(chǎn)生CCRCC。然而，雖然個(gè)別VHL敲基因小鼠能產(chǎn)生腎囊腫或增生(見(jiàn)圖1)，VHL敲基因小鼠并沒(méi)有像預(yù)期的那樣產(chǎn)生腎癌，更沒(méi)有產(chǎn)生類似人類的透明細(xì)胞腎細(xì)胞癌[3,8-11]。即使在VHL敲基因小鼠中同時(shí)失活Hif基因，也只是引起腎小球囊腫(見(jiàn)圖1C)。我們也曾用另一個(gè)近曲小管表達(dá)啟動(dòng)子Sglt2-Cre來(lái)敲除VHL,結(jié)果也沒(méi)有產(chǎn)生腎癌。然后又用Ksp-Cre(Ksp-cadherin gene promoter)作為Cre基因的啟動(dòng)子，來(lái)敲除其它腎小管如遠(yuǎn)曲小管、集合管及亨氏套(loop of Henle),同樣未能導(dǎo)致腎腫瘤的發(fā)生。這些結(jié)果說(shuō)明以下兩點(diǎn)問(wèn)題：①單一的VHL基因突變尚不能引起腎癌，VHL腎腫瘤可能是多基因突變所致的結(jié)果；②小鼠的VHL突變相關(guān)的致瘤通路與人類的有一定差異。

A：VHLf/f對(duì)照；B：敲基因小鼠產(chǎn)生腎小管囊腫；C：敲基因小鼠在去除Hif基因后產(chǎn)生的腎小囊囊腫。T-Cy,tubular cyst；G-Cy,glomerular cyst。(來(lái)自：Cancer Res,2006, 66:2576-2583)圖1 VHL敲基因小鼠不產(chǎn)生腎腫瘤

1.2PBRM1敲基因小鼠模型PBRM1是繼VHL后發(fā)現(xiàn)的第2個(gè)重要的腎癌抑制基因，且也位于3號(hào)染色體短臂(3p21)[12]。與VHL相似，PBRM1主要與CCRCC有關(guān)，有約40% CCRCC是由PBRM1突變引起[12-14],而與其它類型的腎癌幾乎沒(méi)有什么關(guān)系[15-16]。PBRM1編碼一個(gè)1852個(gè)氨基酸的BAF180蛋白，而B(niǎo)AF180是SWI/SNF復(fù)合物的成員之一，與ATP依賴性的染色體重構(gòu)有關(guān)。當(dāng)PBRM1被發(fā)現(xiàn)也與CCRCC有關(guān)時(shí)，多個(gè)研究組即著手腎特異性PBRM1敲基因小鼠的建立，期望PBRM1基因敲除小鼠模型能產(chǎn)生CCRCC。然而，PBRM1敲基因小鼠與VHL敲基因小鼠一樣，不僅沒(méi)能產(chǎn)生CCRCC，而且也沒(méi)有產(chǎn)生別的腎癌。我們研究組也采用Ksp-Cre和Sglt2-Cre技術(shù)對(duì)PBRM1進(jìn)行了敲除，雖然一部分敲基因小鼠產(chǎn)生腎囊腫，但均未得到預(yù)期的腎癌表型。說(shuō)明PBRM1與VHL一樣，在小鼠中單一的PBRM1突變并不能導(dǎo)致CCRCC的產(chǎn)生，CCRCC的產(chǎn)生應(yīng)是兩個(gè)以上基因變異的結(jié)果。其實(shí)研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，一些腎癌同時(shí)有VHL和PBRM1突變[12,17]。而另一研究發(fā)現(xiàn)很多轉(zhuǎn)移性腎癌(CCRCC)同時(shí)具有BAP1和PBRM1突變[17-18]。這些發(fā)現(xiàn)提示CCRCC的產(chǎn)生可能需要同時(shí)敲除兩個(gè)或以上與CCRCC相關(guān)的基因。因此，一些研究小組就著手建立起VHL-PBRM1雙基因敲除小鼠模型。

1.3VHL-PBRM1雙基因敲除小鼠模型 由于VHL和PBRM1的單基因敲除小鼠未能產(chǎn)生預(yù)期的腎癌，而一部分透明細(xì)胞腎細(xì)胞癌同時(shí)攜帶有VHL和PBRM1基因突變[12]，這些現(xiàn)象表明，透明細(xì)胞腎細(xì)胞癌很可能是多基因突變共同作用的結(jié)果，如果同時(shí)敲除小鼠腎的VHL和PBRM1基因，受累小鼠就很有可能產(chǎn)生CCRCC。為此，Nargund 等采用Ksp-Cre方法敲除了小鼠腎遠(yuǎn)曲小管、亨氏套管和集合管的VHL和PBRM1基因，獲得的VHL-PBRM1雙基因敲除模型除了產(chǎn)生腎囊腫外，Nargund等還成功觀察到了透明細(xì)胞腎細(xì)胞癌(見(jiàn)圖2)[19]。大概58%的雙基因敲除小鼠產(chǎn)生腎囊腫，33%(12/36)的小鼠產(chǎn)生CCRCC。我們小組則采用Sglt2-Cre系統(tǒng)建立了腎近曲小管VHL-PBRM1雙基因敲除小鼠模型，同樣也觀察到了透明細(xì)胞腎細(xì)胞癌，大約30% (6/21) 的受累小鼠產(chǎn)生腎癌。敲基因小鼠能存活超過(guò)12個(gè)月以上。這個(gè)模型將可用于VHL和PBRM1相關(guān)的分子機(jī)制的研究，也將能用于藥物篩選。這些結(jié)果說(shuō)明小鼠的VHL和PBRM1與人的一樣，都與腎癌的發(fā)生有關(guān)，同時(shí)也進(jìn)一步證明了CCRCC 的產(chǎn)生需要至少兩個(gè)CCRCC腎癌相關(guān)基因的突變才能實(shí)現(xiàn)。下面的VHL-BAP1雙基因敲除小鼠模型也能說(shuō)明這一點(diǎn)。

1.4VHL-BAP1雙基因敲除小鼠模型 前面已經(jīng)描述VHL和PBRM1為兩個(gè)主要的CCRCC 相關(guān)基因。后來(lái)發(fā)現(xiàn)BAP1基因也是一個(gè)CCRCC相關(guān)基因，BAP1在CCRCC的突變率大約為15%[12,17,20]，是第3個(gè)最重要的CCRCC相關(guān)基因。研究還發(fā)現(xiàn)，PBRM1一般與較低級(jí)別的CCRCC有關(guān)，而B(niǎo)AP1突變則引起高級(jí)CCRCC。有趣的是，與VHL和PBRM1一樣，BAP1基因也位于人的3號(hào)染色體短臂(3p21.1),含有17個(gè)外顯子，編碼一個(gè)729個(gè)氨基酸的BAP1蛋白，BAP1也叫BRCA1相關(guān)蛋白1，是一個(gè)去泛素化的泛素分解酶。為了在小鼠中了解BAP1基因突變與腎癌的關(guān)系，Wang等采用Six2-Cre系統(tǒng)建立了BAP1腎特異性敲基因小鼠模型[20]，發(fā)現(xiàn)純合子BAP1敲基因小鼠在出生后即表現(xiàn)為病態(tài)，而且個(gè)體比正常對(duì)照小鼠要小，大約30 d后死于高血尿氮引起的尿毒癥。腎臟多處出現(xiàn)腎囊腫，而且這些囊腫似乎在出生時(shí)即已經(jīng)形成。BAP1雜合子敲基因小鼠卻沒(méi)有腎囊腫等腎損傷發(fā)生，更沒(méi)有觀察到CCRCC的出現(xiàn)，因此BAP1單基因敲除小鼠模型也不能產(chǎn)生CCRCC?？紤]到VHL也是CCRCC的重要基因，Wang等進(jìn)一步建立了VHL-BAP1雙基因敲除小鼠模型[21]。由于VHL-BAP1純合子敲基因小鼠(Six2-Cre;VHLlf/f;BAP1f/f)出生后一個(gè)月內(nèi)死亡，只有VHL純合子BAP1雜合子(Six2-Cre;VHLlf/f;BAP1f/+)小鼠能夠存活至少6個(gè)月以上，并產(chǎn)生腎囊腫和較小的初級(jí)CCRCC。由于BAP1的雜合性，致使所產(chǎn)生的CCRCC不能長(zhǎng)大或惡性化。因此，VHL-BAP1腎特異性雙基因敲除小鼠與VHL-PBRM1類似，也能產(chǎn)生CCRCC。

(來(lái)自: Cell Reports, 2017,18: 2893-2906)圖2 腎特異性VHL-PBRM1雙基因敲除小鼠產(chǎn)生CCRCC腎癌

1.5PBRM1-BAP1雙基因敲除小鼠模型 雖然VHL、PBRM1和BAP1都位于人的3號(hào)染色體短臂上，且均在一個(gè)50 MB的區(qū)域，但在小鼠中，VHL位于6號(hào)染色體上，而PBRM1和BAP1均位于14號(hào)染色體上。因此，在小鼠中，PBRM1和BAP1的關(guān)系可能更為密切，如果同時(shí)敲除小鼠腎中PBRM1和BAP1，被敲除基因的小鼠更易于產(chǎn)生腎腫瘤。PBRM1和BAP1突變都可引起CCRCC,但二者引起的CCRCC 在表型上卻有差異。PBRM1突變所致的腎癌為低惡性度CCRCC，而B(niǎo)AP1引起的腎癌為高惡性度CCRCC?；加蠦AP1突變CCRCC的病人的生存期明顯低于患有PBRM1突變CCRCC的病人[22]。最近，Gu等采用Pax8-Cre系統(tǒng)建立了BAP1-PBRM1雙基因敲除小鼠模型(見(jiàn)圖3)[23]，并觀察到BAP1-PBRM1雙基因敲除小鼠產(chǎn)生高惡性度CCRCC，與人類CCRCC十分相似。這一雙基因敲除小鼠模型進(jìn)一步說(shuō)明CCRCC的產(chǎn)生需要兩個(gè)或兩個(gè)以上相關(guān)基因的突變，且PBRM1和BAP1在小鼠中的相互作用比VHL和PBRM1或VHL和BAP1要強(qiáng)。綜合分析以上三個(gè)雙基因敲除小鼠模型的表型，VHL-PBRM1產(chǎn)生惡性度低的CCRCC，而PBRM1-BAP1則可產(chǎn)生惡性度高的CCRCC，二者均能用于CCRCC發(fā)病機(jī)制的研究，還將可用于抗CCRCC藥物的篩選和藥效測(cè)試。而VHL-BAP1因純合子敲基因小鼠出生后不久將死亡，雜合子(Six2-Cre;VHLlf/f;BAP1f/+)小鼠表型強(qiáng)度和效率較低，使其應(yīng)用受到限制。

上一行為惡性度低的腎腫瘤；下一行為惡性度高的腎腫瘤(來(lái)自：Cancer Discovery， 2017，DOI: 10.1158/2159-8290.CD-17-0292)圖3 腎特異性PBRM1-BAP1雙基因敲除小鼠產(chǎn)生CCRCC腎癌

2 乳頭狀腎細(xì)胞癌小鼠模型

前面已經(jīng)介紹了CCRCC的腎特異性基因敲除小鼠模型，這里介紹乳頭狀腎細(xì)胞癌(PRCC)基因敲除小鼠模型。PRCC是第二類重要的腎癌，約占所有腎癌的15%，乳頭狀腎細(xì)胞癌又分為I型和II型[24]。目前發(fā)現(xiàn)與乳頭狀腎細(xì)胞癌有關(guān)的基因有c-Met和FH。

2.1c-Met基因突變小鼠模型c-Met基因是一個(gè)原癌基因，位于染色體7q31.2[25]。c-Met編碼肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子 (hepatocyte growth factor,HGF) 的一個(gè)長(zhǎng)為1390氨基酸的受體Met。基因突變導(dǎo)致Met基因激活，致使Met蛋白高度表達(dá)，血管生成，導(dǎo)致腫瘤生長(zhǎng)及腫瘤轉(zhuǎn)移。在腎臟中，c-Met基因的激活主要與散發(fā)的 I 型乳頭狀腎細(xì)胞癌有關(guān)，占所有乳頭狀腎細(xì)胞癌的5%左右[26]。為了研究c-Met突變?cè)隗w內(nèi)的致瘤性，Graveel 等建立了5種c-Met突變的小鼠模型：D1226N、Y1228C、M1248T、 M1248T 和 L1193V。結(jié)果發(fā)現(xiàn)D1226N、Y1228C、M1248T 和 L1193V突變小鼠產(chǎn)生大量肉瘤(sarcoma)和淋巴瘤(lymphoma)，而M1248T則產(chǎn)生上皮細(xì)胞癌(carcinoma)和淋巴瘤。然而，這些c-Met突變小鼠并沒(méi)有產(chǎn)生類似人類的腎腫瘤，即乳頭狀腎細(xì)胞瘤。不過(guò)發(fā)現(xiàn)上述腫瘤細(xì)胞中存在有6號(hào)染色體三體和c-Met突變重復(fù)，這一點(diǎn)和人乳頭狀腎細(xì)胞癌的染色體變異相似。

2.2FH敲基因小鼠模型FH是在2002年從遺傳性平滑肌瘤病伴乳頭狀腎細(xì)胞癌(Hereditary Leiomyomatosis and Renal Cell Cancer， HRLCC)病人中發(fā)現(xiàn)的[27]，因此，F(xiàn)H只與人乳頭狀腎細(xì)胞癌(PCRR)有關(guān)。FH位于人染色體1q43，編碼一個(gè)由468個(gè)氨基酸組成的線粒體三羧酸循環(huán)中延胡索酸水化酶(Fumarate hydratase,FH)。FH主要和 II 型乳頭狀腎細(xì)胞癌有關(guān)，而在其它類型的腎癌中并未發(fā)現(xiàn)有FH突變。而且這類乳頭狀腎細(xì)胞癌需伴有平滑肌瘤病，也就是FH突變只存在于HLRCC綜合癥中。為了更進(jìn)一步研究FH的功能，Pollard等于2007年建立了一個(gè)FH敲基因小鼠模型，F(xiàn)H的外顯子2和3被敲除。由于FH全身敲基因小鼠在胚胎期死亡，因而又采用Ksp-Cre技術(shù)建立了FH腎特異性敲基因小鼠模型，可是FH敲基因小鼠也只產(chǎn)生腎囊腫，未見(jiàn)有腎癌發(fā)生(見(jiàn)圖4)。由于Ksp-Cre只在遠(yuǎn)曲小管、集合管和亨氏套中表達(dá)，而近曲小管的FH并沒(méi)有被敲除，是否敲除近曲小管里的FH可以產(chǎn)生腎癌尚不清楚。從現(xiàn)有結(jié)果看，與VHL情況類似，僅僅敲除FH基因不足以導(dǎo)致PRCC的生成，還有哪些基因也參與了FH-相關(guān)的乳頭狀細(xì)胞癌的產(chǎn)生還有待進(jìn)一步研究。目前還沒(méi)有產(chǎn)生PRCC的雙基因敲除小鼠模型。

A：FH敲基因小鼠腎臟；B：野生型小鼠腎H&E染片；C：FH敲基因小鼠腎囊腫H&E染片。(來(lái)自: Cancer Cell,2007,11,311-319)。圖4 FH腎特異性敲基因小鼠模型產(chǎn)生腎囊腫

3 嫌色腎細(xì)胞癌敲基因小鼠模型——FLCN敲基因小鼠模型

FLCN是目前唯一一個(gè)主要與人類嫌色腎細(xì)胞癌(CRCC)有關(guān)的基因，但并非是CRCC特異性的，F(xiàn)LCN也與其它類型的腎癌有關(guān)。FLCN基因于2002年從Birt-Hogg-Dube綜合癥 (Birt-Hogg-Dube syndrome,BHD) 病人中克隆獲得[28-29]。BHD病人易發(fā)皮膚腫瘤，腎癌，肺部囊腫，氣胸，及其它癥狀如腸道息肉。大概50%的BHD家族有腎癌歷史[30]，有34%的BHD病人有腎癌。人的FLCN位于染色體17p11.2，共有 14個(gè)外顯子，編碼一個(gè)579氨基酸的FLCN蛋白，并可能調(diào)節(jié)mTOR和TGF-β等信號(hào)傳導(dǎo)途徑。FLCN與VHL基因不同，VHL基因突變一般只導(dǎo)致CCRCC的產(chǎn)生，而FLCN突變幾乎引起各類腎癌的發(fā)生，一項(xiàng)對(duì)來(lái)自30個(gè)BHD家系中的130例腎癌患者的研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)LCN突變出現(xiàn)在34%嫌色腎細(xì)胞癌，5%的大嗜酸粒細(xì)胞瘤(oncocytoma)，50%的嫌色腎細(xì)胞癌與大嗜酸粒細(xì)胞瘤混合型腎癌，9%的透明細(xì)胞腎細(xì)胞癌及2%的乳頭狀腎細(xì)胞癌中[31]。FLCN在腎癌中常發(fā)生突變，其中以11外顯子突變最多[32]，其類型有大片段缺失[33]、雜合性丟失[34]、點(diǎn)突變等[35]。此外，在狗和大鼠的腎癌中也發(fā)現(xiàn)有FLCN突變[36-38]。與其它腎癌基因不同的還有，F(xiàn)LCN敲基因小鼠模型能復(fù)制出人類BHD腎癌。因此，這是目前唯一能同時(shí)與各類腎細(xì)胞癌有關(guān)的基因。

最初建立的FLCN全身敲除小鼠模型的純合子小鼠在胚胎期就死亡，而雜合子小鼠發(fā)病很遲，發(fā)病率偏低且不穩(wěn)定[39-41]?；谏鲜鰡?wèn)題，研究人員又采用Ksp-Cre系統(tǒng)建立了FLCN腎遠(yuǎn)曲小管-亨氏套管-集合管特異性基因敲除小鼠和FLCN腎近曲小管基因敲除小鼠模型，首次成功建成了具有腎癌表型的腎小管特異的FLCN基因敲除小鼠模型[42-44]。這兩個(gè)模型中，前者小鼠在出生后一周即出現(xiàn)腎囊腫和細(xì)胞增生，隨后伴有囊腫腺癌的產(chǎn)生(見(jiàn)圖5)，小鼠血尿素氮快速增高，三周左右即死于尿毒癥。由于受累小鼠生存時(shí)間太短，因此并沒(méi)有實(shí)體瘤產(chǎn)生。

(來(lái)自: 本人的研究工作)。圖5 FLCN腎遠(yuǎn)曲小管-亨氏套管-集合管特異性基因敲除小鼠產(chǎn)生腎囊腫和腺癌

與前者不同，腎近曲小管FLCN基因敲出模型能產(chǎn)生各類腎癌(腎囊腫發(fā)病率為100%，腫瘤發(fā)病率約70%)(見(jiàn)圖 6)，而且腎癌出現(xiàn)在出生后6～7個(gè)月，生存時(shí)間長(zhǎng)達(dá)24個(gè)月，因而具有很高的研究應(yīng)用價(jià)值。尤其重要的是，從該小鼠模型能動(dòng)態(tài)觀察腎癌的發(fā)生發(fā)展過(guò)程。即在1～2個(gè)月時(shí)，可觀察到腎囊腫；3～4個(gè)月時(shí)，囊腫增多，可見(jiàn)腎細(xì)胞增生；5～6個(gè)月時(shí)，增生組織向癌轉(zhuǎn)化；6～7個(gè)月時(shí)，已能觀察到微型腎細(xì)胞癌，主要為腎嫌色細(xì)胞癌；到了10個(gè)月左右時(shí)，已能觀察到中等大小的癌；12個(gè)月后，大型腫瘤出現(xiàn)，此時(shí)乳頭狀腎細(xì)胞癌開(kāi)始占主要；16個(gè)月后，一些腫瘤已轉(zhuǎn)化為肉瘤狀腎癌，一類惡性化程度較高的腎癌[43],很適合做藥物篩選和藥效研究。我們利用FLCN腎特異性敲基因小鼠的這一特點(diǎn)，用雷帕霉素對(duì)小鼠進(jìn)行了10個(gè)月的治療[43]。由于研究已經(jīng)證明FLCN缺失導(dǎo)致mTOR信號(hào)傳導(dǎo)通路的激活，從而促進(jìn)腎癌細(xì)胞的生長(zhǎng)，而雷帕霉素是mTOR的抑制劑。雷帕霉素治療能抑制腎癌的生長(zhǎng)，但不能完全消除癌細(xì)胞。這說(shuō)明，F(xiàn)LCN相關(guān)癌細(xì)胞的產(chǎn)生需要不止一個(gè)信號(hào)通路的激活。這些結(jié)果證明，F(xiàn)LCN腎近曲小管基因敲除小鼠模型可以用于腎癌的分子機(jī)制研究和藥物的測(cè)試篩選。是目前一個(gè)較為理想的腎癌敲基因小鼠模型。

(來(lái)自: 本人的研究工作)。圖6 腎近曲小管FLCN基因敲出模型能產(chǎn)生各類腎癌

4 綜合型腎細(xì)胞敲基因小鼠模型

綜合型腎細(xì)胞癌敲基因小鼠模型是指小鼠在基因敲除后可產(chǎn)生多類腎細(xì)胞癌，包括CCRCC、PRCC、CRCC、腎集合管癌及其它腎細(xì)胞癌。其實(shí)前面描述的FLCN敲基因小鼠模型也屬于這一類，只是FLCN突變主要與人嫌色腎細(xì)胞癌有關(guān)，約占50%，就將其視為嫌色腎細(xì)胞癌基因敲除小鼠模型。此外，TSC1、TSC2和NF2的敲基因小鼠也產(chǎn)生多類腎細(xì)胞癌，故也屬于綜合型腎細(xì)胞癌敲基因小鼠模型。

4.1TSC1/TSC2敲基因小鼠模型TSC1/TSC2是兩個(gè)緊密相關(guān)的基因，均從結(jié)節(jié)性硬化癥(Tuberous sclerosis,TS)病人中發(fā)現(xiàn)的[45-46]。由于結(jié)節(jié)性硬化癥病人常有腎癌發(fā)生[47]，因此也將TSC1/TSC2作為腎癌相關(guān)基因，但在散發(fā)性腎癌中很少發(fā)現(xiàn)有這兩個(gè)基因的突變。TSC1基因位于染色體9q34.13,而TSC2則位于染色體16p13.3。TSC1基因有23個(gè)外顯子，編碼一個(gè)1164個(gè)氨基酸的錯(cuò)構(gòu)瘤蛋白(hamartin)，而TSC2基因有41個(gè)外顯子，編碼一個(gè)長(zhǎng)達(dá)1807氨基酸的薯球蛋白(tuberin)，兩蛋白結(jié)合形成蛋白復(fù)合物，抑制mTOR信號(hào)傳導(dǎo)途徑。因此，我們一般將這兩個(gè)基因一起討論。Kobayashi等于2001年通過(guò)傳統(tǒng)的基因敲除法去除了TSC1基因的第6、7和8三個(gè)外顯子，TSC1純合子敲基因小鼠在胚胎期致死，雜合子能成活至成年，除了產(chǎn)生腎囊腫外，還可產(chǎn)生多種腎囊腫腺瘤，但腎囊腫腺瘤出現(xiàn)的很晚。此外，還發(fā)現(xiàn)有肝臟血管瘤和子宮瘤等。TSC2敲基因小鼠的表型與TSC1敲基因小鼠的相似。其實(shí)TSC2敲基因小鼠模型早于TSC1敲基因小鼠模型建成。Kobayashi等在敲基因小鼠模型中去除了TSC2基因的第3號(hào)和第4號(hào)外顯子。TSC2純合子敲基因小鼠也是胚胎期致死，雜合子小鼠也產(chǎn)生腎囊腫和多種腎囊腫腺癌及肝臟血管瘤，但二者的腫瘤出現(xiàn)很晚，發(fā)病率很低。因此，這兩個(gè)模型均不能用于腎癌藥物的篩選和藥效評(píng)價(jià)。但可以用于TSC1/TSC2的分子機(jī)制的研究。

4.2NF2敲基因小鼠模型NF2基因突變與II型神經(jīng)纖維瘤(neurofibromatosis)和施萬(wàn)瘤病(schwannomatosis) 的發(fā)生有關(guān)。NF2有19個(gè)外顯子，位于染色體22q2.2，編碼一個(gè)595個(gè)氨基酸的神經(jīng)纖維瘤蛋白(neurofibromin 2或merlin)。由于NF2調(diào)節(jié)EGFR的表達(dá)，而高表達(dá)的EGFR在腎癌中很常見(jiàn)，因此，NF2的突變也與腎癌的發(fā)生有關(guān)。不過(guò)NF2基因在腎癌中的突變率只有大約2%。為了進(jìn)一步了解NF2在腎癌中的作用，Morris于2009年采用了Villin-Cre方法建立了腎近曲小管特異性NF2敲基因小鼠模型[48]。在這個(gè)模型中，NF2基因的第2和3號(hào)外顯子被敲除。幾乎所有NF2腎近曲小管純合子敲基因小鼠在15 d大時(shí)就可觀察到腎細(xì)胞增生和腎囊腫，在3個(gè)月大時(shí)就長(zhǎng)出小的腎小管內(nèi)腫瘤，當(dāng)受累小鼠長(zhǎng)到6～10個(gè)月大時(shí)，腎腫瘤已轉(zhuǎn)變?yōu)榍趾π阅I癌，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)這些腎癌中EGFR高度表達(dá)，表明NF2的失活導(dǎo)致了EGFR信號(hào)通路的激活，從而引起了腎癌的產(chǎn)生。NF2敲基因小鼠的生存期達(dá)10個(gè)月以上。此外，未發(fā)現(xiàn)有雜合子小鼠產(chǎn)生腎癌。雖然NF2不是一個(gè)主要的腎癌相關(guān)基因，但這個(gè)腎癌小鼠模型似乎是一個(gè)外顯率比較高，發(fā)病較早的腎癌模型，理論上應(yīng)該能用于NF2相關(guān)的腎癌發(fā)病機(jī)制的研究及相關(guān)藥物的篩選?？上ё髡邲](méi)有進(jìn)一步利用這個(gè)模型進(jìn)行藥物篩選試驗(yàn)。

4.3 其它雙基因或三基因腎癌敲除小鼠模型 除了上述雙基因敲除小鼠模型外，還有腎VHL-Trp53雙基因敲除小鼠模型和腎VHL-PTEN雙基因敲除小鼠模型[9-10]。雖然VHL-Trp53敲除小鼠模型也能產(chǎn)生少量體積較小的腎癌[10]，但考慮到Trp53是一個(gè)廣譜抑癌基因，其突變與多種癌癥的產(chǎn)生有關(guān)， 已經(jīng)有報(bào)道表明Trp53單基因敲除小鼠模型也能導(dǎo)致腎癌的產(chǎn)生，而作者并沒(méi)有對(duì)VHL-Trp53 雙基因敲除小鼠模型與Trp53單基因敲除小鼠模型的表型做比較。因此， 很難確定VHL的突變?cè)赩HL-Trp53 基因敲除小鼠模型中的真實(shí)作用。PTEN是另一個(gè)廣譜抑癌基因，但腎特異性PTEN基因敲除小鼠模型并沒(méi)有產(chǎn)生腎細(xì)胞癌，而是產(chǎn)生了腎盂泌尿上皮細(xì)胞癌(urothelial carcinoma of the renal pelvis)。VHL-PTEN腎雙基因敲除小鼠模型除了有腎囊腫外，同樣也未能長(zhǎng)出腎細(xì)胞癌[9]。最近也有研究者建立了腎特異性的VHL-Trp53-Kif3a和VHL-Trp53-Rb1三基因敲除小鼠模型[49-50]，雖然這些小鼠也能產(chǎn)生腎癌，但VHL-Kif3a敲基因小鼠只能產(chǎn)生腎囊腫，說(shuō)明p53 在腎癌的生成中起著決定性的作用。因此，從這些結(jié)果看，VHL和p53 或PTEN在功能上并沒(méi)有明確的互補(bǔ)作用，因此，VHL在這些雙基因或三基因的敲除小鼠中的致癌作用并不明顯。其應(yīng)用還需進(jìn)一步的研究。

5 腎癌小鼠模型的應(yīng)用前景

隨著分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生物信息學(xué)的應(yīng)用以及大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，人們已對(duì)各類疾病發(fā)病的分子基礎(chǔ)有了更深入的了解和認(rèn)識(shí)。然而對(duì)各類遺傳疾病的治療方面的研究卻并沒(méi)有多大進(jìn)展。其原因之一是沒(méi)有合適的動(dòng)物模型來(lái)用于各種藥物及治療方案的測(cè)試。癌癥作為一類復(fù)雜的遺傳疾病，更需要?jiǎng)游锬Ｐ妥鳛檠芯康钠脚_(tái)。小鼠因其個(gè)體小，繁殖快，生命周期短，其基因組已被全部測(cè)序，且95%以上的基因與人類基因相似，是目前相對(duì)理想的動(dòng)物模型研究對(duì)象。就癌癥而言，癌癥小鼠模型體內(nèi)的腫瘤可以反應(yīng)人類癌癥相關(guān)基因和腫瘤的分子及細(xì)胞特性，因此，在理論上，癌癥的致病機(jī)制的研究和新藥物的測(cè)試及新療法的檢測(cè)都可以依賴于經(jīng)遺傳工程精確改造的癌癥小鼠模型。然而，幾十年來(lái)，各類癌癥小鼠模型不斷出現(xiàn)，但真正有研究及應(yīng)用價(jià)值的癌癥小鼠模型卻寥寥無(wú)幾。一個(gè)癌癥小鼠模型需滿足以下四點(diǎn)才可以考慮用于藥物測(cè)試和新療法的檢驗(yàn)：①產(chǎn)生的癌癥和人類的相似；②小鼠癌癥發(fā)病要早，在一歲以前發(fā)病較好；③發(fā)病率要高；④發(fā)病小鼠的壽命要足夠長(zhǎng)，以便于有足夠的時(shí)間觀察療效。以本文提及的腎癌小鼠模型為例，VHL、FH、c-Met、PBRM1、BAP1等腎敲基因小鼠模型均未能產(chǎn)生腎腫瘤，無(wú)法用于進(jìn)一步的腫瘤分子機(jī)制及藥物測(cè)試等研究；而一小部分TSC1、TSC2腎敲基因雜合子小鼠雖能產(chǎn)生腎腫瘤，但腫瘤出現(xiàn)在小鼠生命的晚期，也沒(méi)法用于藥物試驗(yàn)。直到最近出現(xiàn)的腎近曲小管FLCN敲基因小鼠模型和VHL-PBRM1、VHL-BAP1及PBRM1-BAP1等腎雙基因敲除小鼠模型的出現(xiàn)，為腎癌的分子發(fā)病機(jī)制研究及藥物測(cè)試研究提供了新的希望。目前，腎近曲小管FLCN敲基因小鼠模型已用于雷帕霉素的藥物試驗(yàn)，并取得了一定療效[43]，雷帕霉素抑制腎囊腫及腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。因此，腎近曲小管FLCN敲基因小鼠模型將可以用于FLCN相關(guān)信號(hào)傳導(dǎo)通路的研究及更多藥物的測(cè)試，可為將來(lái)的藥物臨床試驗(yàn)提供有用的實(shí)驗(yàn)依據(jù)，是一個(gè)很有研究?jī)r(jià)值的腎基因敲除小鼠模型。最近，Harlander 等也利用其建立的VHL-Trp53-Rb1三基因敲除小鼠模型進(jìn)行了藥物試驗(yàn)[50]，他們首先采用舒尼替尼(sunitinib) 對(duì)4只受累小鼠進(jìn)行了初級(jí)治療，發(fā)現(xiàn)受治療的19個(gè)腫瘤中，3個(gè)出現(xiàn)了消退，10 個(gè)表現(xiàn)為停止生長(zhǎng)或生長(zhǎng)很慢，6個(gè)繼續(xù)生長(zhǎng)。接著他們又對(duì)這四只小鼠用依維莫司(everolimus)進(jìn)行了二級(jí)治療，發(fā)現(xiàn)78% 的腫瘤停止生長(zhǎng)或發(fā)生消退，只有4個(gè)腫瘤產(chǎn)生了抗性。舒尼替尼和依維莫司是臨床上已用于腎癌治療的藥物[51]。說(shuō)明這個(gè)模型同樣可以用于臨床前藥物的篩選和新療法的測(cè)試。VHL-PBRM1、VHL-BAP1及PBRM1-BAP1等腎雙基因敲除小鼠模型目前還沒(méi)有用于藥物試驗(yàn)[18,21,23]，但因這些模型能產(chǎn)生與人類CCRCC相似的腎癌，且發(fā)病較早，發(fā)病率較高，小鼠生存期較長(zhǎng)等特點(diǎn)，也將是很有潛力的腎癌分子機(jī)制和藥物測(cè)試的研究工具。這些模型的應(yīng)用將會(huì)大大加速腎癌藥物的研究與開(kāi)發(fā)的速度。

[1] Crumley S M,Divatia M,Truong L,et al.Renal cell carcinoma: Evolving and emerging subtypes [J].World Journal of Clinical Cases,2013,1(9):262-275.

[2]陳金東.腎癌遺傳學(xué)研究進(jìn)展 [J].遵義醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2014,37(2):132-137.

[3]Kleymenova E,Everitt J I,Pluta L,et al.Susceptibility to vascular neoplasms but no increased susceptibility to renal carcinogenesis in vhl knockout mice [J].Carcinogenesis,2004,25(3):309-315.

[4]Qian C N,Knol J,Igarashi P,et al.Cystic renal neoplasia following conditional inactivation of apc in mouse renal tubular epithelium [J].The Journal of Biological Chemistry,2005,280(5): 3938-3945.

[5]Latif F,Tory K,Gnarra J,et al.Identification of the von hippel-lindau disease tumor suppressor gene [J].Science,1993,260(5112):1317-1320.

[6]Linehan W M,Lerman M I,Zbar B.Identification of the von hippel-lindau (vhl) gene.Its role in renal cancer [J].Jama,1995,273(7):564-570.

[7]Zbar B.Von hippel-lindau disease and sporadic renal cell carcinoma [J].Cancer surveys,1995,25(4)：219-232.

[8]Rankin E B,Tomaszewski J E,Haase V H.Renal cyst development in mice with conditional inactivation of the von hippel-lindau tumor suppressor [J].Cancer research,2006,66(5):2576-2583.

[9]Frew I J,Thoma C R,Georgiev S,et al.Pvhl and pten tumour suppressor proteins cooperatively suppress kidney cyst formation [J].The EMBO Journal,2008,27(12):1747-1757.

[10]Albers J,Rajski M,Schonenberger D,et al.Combined mutation of vhl and trp53 causes renal cysts and tumours in mice [J].EMBO Molecular Medicine,2013,5(6):949-964.

[11]Pritchett T L,Bader H L,Henderson J,et al.Conditional inactivation of the mouse von hippel-lindau tumor suppressor gene results in wide-spread hyperplastic,inflammatory and fibrotic lesions in the kidney [J].Oncogene,2015,34(20):2631-2639.

[12]Varela I,Tarpey P,Raine K,et al.Exome sequencing identifies frequent mutation of the swi/snf complex gene pbrm1 in renal carcinoma [J].Nature,2011,469(7331):539-542.

[13]Xu X,Hou Y,Yin X,et al.Single-cell exome sequencing reveals single-nucleotide mutation characteristics of a kidney tumor [J].Cell,2012,148(5):886-895.

[14]Pawlowski R,Muhl S M,Sulser T,et al.Loss of pbrm1 expression is associated with renal cell carcinoma progression [J].International Journal of Cancer Journal International Du Cancer,2013,132(2):E11-17.

[15]Joseph R W,Kapur P,Serie D J,et al.Clear cell renal cell carcinoma subtypes identified by bap1 and pbrm1 expression [J].The Journal of Urology,2016,195(1):180-187.

[16]Ho T H,Kapur P,Joseph R W,et al.Loss of pbrm1 and bap1 expression is less common in non-clear cell renal cell carcinoma than in clear cell renal cell carcinoma [J].Urologic Oncology,2015,33(1):23 e29-23,e14.

[17]Gossage L,Murtaza M,Slatter A F,et al.Clinical and pathological impact of vhl,pbrm1,bap1,setd2,kdm6a,and jarid1c in clear cell renal cell carcinoma [J].Genes,Chromosomes & Cancer,2014,53(1):38-51.

[18]Eckel-Passow J E,Serie D J,Cheville J C,et al.Bap1 and pbrm1 in metastatic clear cell renal cell carcinoma: Tumor heterogeneity and concordance with paired primary tumor [J].BMC Urology,2017,17(1):19.

[19]Nargund A M,Pham C G,Dong Y,et al.The swi/snf protein pbrm1 restrains vhl-loss-driven clear cell renal cell carcinoma [J].Cell reports,2017,18(12):2893-2906.

[20]Wang S S,Gu Y F,Wolff N,et al.Bap1 is essential for kidney function and cooperates with vhl in renal tumorigenesis [J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,2014,111(46):16538-16543.

[21]Gao W,Li W,Xiao T,et al.Inactivation of the pbrm1 tumor suppressor gene amplifies the hif-response in vhl-/- clear cell renal carcinoma [J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,2017,114(5):1027-1032.

[22]Kapur P,Pena-Llopis S,Christie A,et al.Effects on survival of bap1 and pbrm1 mutations in sporadic clear-cell renal-cell carcinoma: A retrospective analysis with independent validation [J].The Lancet Oncology,2013,14(2):159-167.

[23]Gu Y F,Cohn S,Christie A,et al.Modeling renal cell carcinoma in mice: Bap1 and pbrm1 inactivation drive tumor grade [J].Cancer discovery,2017.

[24]Twardowski P W,Mack P C,Lara P N.Papillary renal cell carcinoma: Current progress and future directions [J].Clinical genitourinary cancer,2014,12(2):74-79.

[25]Cooper C S,Park M,Blair D G,et al.Molecular cloning of a new transforming gene from a chemically transformed human cell line [J].Nature,1984,311(5981):29-33.

[26]Baldewijns M M,van Vlodrop I J,Schouten L J,et al.Genetics and epigenetics of renal cell cancer [J].Biochimica et Biophysica Acta,2008,1785(2):133-155.

[27]Tomlinson I P,Alam N A,Rowan A J,et al.Germline mutations in fh predispose to dominantly inherited uterine fibroids,skin leiomyomata and papillary renal cell cancer [J].Nature genetics,2002,30(4):406-410.

[28]Nickerson M L,Warren M B ,Toro J R,et al.Mutations in a novel gene lead to kidney tumors,lung wall defects,and benign tumors of the hair follicle in patients with the birt-hogg-dube syndrome [J].Cancer cell,2002,2(2):157-164.

[29]Birt A R,Hogg G R,Dube W J.Hereditary multiple fibrofolliculomas with trichodiscomas and acrochordons [J].Archives of Dermatology,1977,113(12):1674-1677.

[30]Toro J R,Wei M H,Glenn G M,et al.Bhd mutations,clinical and molecular genetic investigations of birt-hogg-dube syndrome: A new series of 50 families and a review of published reports [J].Journal of Medical Genetics,2008,45(6):321-331.

[31]Schmidt L S,Nickerson M L,Warren M B,et al.Germline bhd-mutation spectrum and phenotype analysis of a large cohort of families with birt-hogg-dube syndrome [J].American Journal of Human Genetics,2005,76(6):1023-1033.

[32]曹磊，鄒衛(wèi),易龍.Flcn基因與原發(fā)性自發(fā)性氣胸的研究進(jìn)展 [J].東南大學(xué)學(xué)報(bào):醫(yī)學(xué)版,2012,31(6):771-776.

[33]Naf E,Laubscher D,Hopfer H,et al.Birt-hogg-dube syndrome: Novel flcn frameshift deletion in daughter and father with renal cell carcinomas [J].Familial Cancer,2016,15(1):127-132.

[34]Schmidt L S,Linehan W M.Molecular genetics and clinical features of birt-hogg-dube syndrome [J].Nature Reviews Urology,2015,12(10):558-569.

[35]Sattler E C,Lang M U,Van Steensel M A,et al.Late onset of skin manifestations in birt-hogg-dube syndrome with flcn mutation p.W260x [J].Acta dermato-venereologica,2012,92(2): 187-188.

[36]Okimoto K,Kouchi M,Matsumoto I,et al.Natural history of the nihon rat model of bhd [J].Current Molecular Medicine,2004,4(8):887-893.

[37]Okimoto K,Sakurai J,Kobayashi T,et al.A germ-line insertion in the birt-hogg-dube (bhd) gene gives rise to the nihon rat model of inherited renal cancer [J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,2004,101(7):2023-2027.

[38]Lingaas F,Comstock K E,Kirkness E F,et al.A mutation in the canine bhd gene is associated with hereditary multifocal renal cystadenocarcinoma and nodular dermatofibrosis in the german shepherd dog [J].Human Molecular Genetics,2003,12(23):3043-3053.

[39]Hartman T R,Nicolas E,Klein-Szanto A,et al.The role of the birt-hogg-dube protein in mtor activation and renal tumorigenesis [J].Oncogene,2009,28(13):1594-1604.

[40]Hasumi Y,Baba M,Ajima R,et al.Homozygous loss of bhd causes early embryonic lethality and kidney tumor development with activation of mtorc1 and mtorc2 [J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,2009,106(44):18722-18727.

[41]Hudon V,Sabourin S,Dydensborg A B,et al.Renal tumour suppressor function of the birt-hogg-dube syndrome gene product folliculin [J].Journal of Medical Genetics,2010,47(3):182-189.

[42]Chen J,Futami K,Petillo D,et al.Deficiency of flcn in mouse kidney led to development of polycystic kidneys and renal neoplasia [J].Plos One,2008,3(10):e3581.

[43]Chen J,Huang D,Rubera I,et al.Disruption of tubular flcn expression as a mouse model for renal tumor induction [J].Kidney International,2015,88(5):1057-1069.

[44]Wu M,Si S,Li Y,et al.Flcn-deficient renal cells are tumorigenic and sensitive to mtor suppression [J].Oncotarget,2015,6(32):32761-32773.

[45]Van Slegtenhorst M,De Hoogt R,Hermans C,et al.Identification of the tuberous sclerosis gene tsc1 on chromosome 9q34 [J].Science,1997,277(5327):805-808.

[46]Identification and characterization of the tuberous sclerosis gene on chromosome 16 [J].Cell,1993,75(7):1305-1315.

[47]Borkowska J,Schwartz R A,Kotulska K,et al.Tuberous sclerosis complex: Tumors and tumorigenesis [J].International Journal of Dermatology,2011,50(1):13-20.

[48]Morris Z S,McClatchey A I.Aberrant epithelial morphology and persistent epidermal growth factor receptor signaling in a mouse model of renal carcinoma [J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,2009,106(24):9767-9772.

[49]Guinot A,Lehmann H,Wild P J,et al.Combined deletion of vhl,trp53 and kif3a causes cystic and neoplastic renal lesions [J].The Journal of Pathology,2016,239(3):365-373.

[50]Harlander S,Schonenberger D,Toussaint N C,et al.Combined mutation in vhl,trp53 and rb1 causes clear cell renal cell carcinoma in mice [J].Nature Medicine,2017.

[51]陳金東.轉(zhuǎn)移性腎癌的臨床治療研究進(jìn)展 [J].遵義醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2015,38(3):201-208.

(編輯：譚秀榮)

Advances in development and application of knockout mouse models of kidney cancer

Chen Jindong

(Kidney Cancer laboratory,Department of Urology,University of Rochester Medical Center,Rochester,NY 14642,USA)

Kidney cancer is a highly genetic heterogenic disease.To date,many key kidney cancer-related genes have been cloned.These genes includeVHL,FH,c-Met,TSC1,TSC2,FLCN,PBRM1,BAP1,SETD2,PTEN,Trp53,andAPC.To investigate renal pathogenic mechanisms and test new therapeutic strategies,corresponding knockout kidney cancer mouse models have been developed following the identification of these genes.However,most of the single-gene knockout models failed to recapitulate the human renal cancer except fromTSC1,TSC2,FLCN,andTrp53 models.The development ofVHL-PBRM1,VHL-BAP1,andPBRM1-BAP1double-gene knockout mouse models has represented a new milestone in kidney cancer research and provided new tools for the investigation of kidney cancer and drug test.Kidney-specificFLCNandVHL-Trp53-Kif3atriple-gene knockout mice have been used for renal cancer drug test， which successfully led to expected results.

kidney cancer; kidney cancer genes; knockout mouse model; renal carcinoma therapeutics

陳金東，2000年于瑞典卡羅林斯卡醫(yī)科大學(xué)分子醫(yī)學(xué)系獲得博士學(xué)位，現(xiàn)為美國(guó)羅切斯特大學(xué)醫(yī)學(xué)中心腎癌研究室副教授和主任，美國(guó)癌癥研究協(xié)會(huì)(AACR)資深會(huì)員。2003年克隆了NORE1和LSAMP兩個(gè)腎癌相關(guān)基因，并在第94屆AACR大會(huì)上獲得Bristol-Myer Squibb獎(jiǎng)。此后致力于腎癌敲基因小鼠模型的建立，現(xiàn)在已經(jīng)建立了多個(gè)腎癌小鼠模型，其中一個(gè)FLCN腎近曲小管特異性敲基因小鼠模型是世界上唯一能產(chǎn)生各類腎癌細(xì)胞的腎近曲小管敲基因小鼠模型，并再次在第100屆AACR大會(huì)上獲得Sanofi-Aventis獎(jiǎng)。至今已發(fā)表論文90余篇。

R737.1

A

1000-2715(2017)04-0347-11

[收稿2017-06-12;修回2017-07-12]