目前,轉基因技術可以器官選擇性地對生殖細胞和體細胞進行目的基因導入或敲除并在此基礎上完成轉基因動物模型,應用這一技術可以發(fā)現(xiàn)一種或多種基因在膠質瘤發(fā)生發(fā)展中的單獨及協(xié)同作用,為膠質瘤分子病理學和進一步的表達調控研究提供理論依據(jù)。從表達調控的角度來講,闡明膠質瘤分子遺傳學的異常演變對于確定治療靶的十分重要。
生殖細胞修飾策略之一是通過基因轉染的方法在實驗鼠體內特定細胞類型中表達目的基因,伴隨基因轉染使目的基因的功能同時轉移到實驗鼠體內從而形成“功能獲得”(gain fo function)。為實現(xiàn)細胞特異性表達,往往在轉染基因前插入GFAP、nestin或S-100啟動子,將目的基因注射到卵細胞并植入假孕鼠體內,這樣外源性DNA就可以隨機和非同源的方式整和到實驗鼠的基因組上、并在需要上述特異性啟動子的細胞中表達;另外一種生殖細胞修飾策略是“基因敲除”法,這種方法常常利用一種抗生素作為抗性篩選標志,將外源性DNA同源重組到宿主基因組DNA上去以便選擇性地使目的基因表達缺失。應該指出,生殖細胞修飾的轉基因模型造價昂貴又十分費時,在多基因突變的研究時又顯得無能為力,因此這種研究方法只可以在少數(shù)研究機構中進行。最近發(fā)展的體細胞修飾策略可以和生殖細胞修飾策略相互補充。這種體細胞修飾策略應用轉基因技術在轉基因動物中組織特異性地表達某一種受體,隨后再應用逆轉錄病毒載體攜帶目的基因進行體細胞修飾。
在膠質瘤分子病理學中,轉基因動物模型的研究工作可以從細胞周期調節(jié)和信號轉導兩方面模擬膠質瘤的發(fā)生發(fā)展過程。在INK4a-ARF敲除鼠中p16和p19表達缺失,但這種轉基因鼠可以正常地進行胚胎發(fā)育和繁殖,并未發(fā)生膠質瘤樣病變;但在4至6月后這些轉基因鼠可以發(fā)生淋巴瘤和肉瘤樣病變。在p53的基因敲除鼠中也發(fā)生了同樣的情況,這些實驗鼠在腦組織p53表達缺失的情況下仍然罕見膠質瘤的發(fā)生;在生后3-6月內可以發(fā)生淋巴瘤和肉瘤,若p53缺失的轉基因鼠可以存活則在后來的生長階段可以發(fā)生膠質瘤。在Rb基因的轉基因鼠研究也發(fā)現(xiàn)了類似情況。
在以S-100為啟動子進行EGFR v-erbB可以形成少枝膠質細胞瘤,但單純的EGFR轉基因鼠則不能形成腫瘤樣病變;利用RCAS/tv-a系統(tǒng)進行EGFR聯(lián)合INK4a-ARF或p53敲除的轉基因研究發(fā)現(xiàn)可以形成腫瘤樣病變。應用RCAS/tv-a系統(tǒng)對PDGF轉化神經(jīng)祖細胞的研究發(fā)現(xiàn),可以使轉基因鼠在12周左右形成少枝膠質細胞瘤,但聯(lián)合INK4a-ARF敲除后使腫瘤形成時間提前,可到12周時總的成瘤動物數(shù)量沒有變化。在對Ras 和Akt聯(lián)合轉化神經(jīng)祖細胞的研究中發(fā)現(xiàn),這樣的聯(lián)合作用足以使神經(jīng)祖細胞發(fā)生膠母樣轉化,在鼠腦內注射部位形成與人多形性膠質母細胞瘤類似的腫瘤,這類腫瘤內GFAP和Nestin陽性,組織學檢查顯示這類誘發(fā)腫瘤具有GBMs的所有特征。