KRAS変異した結腸直腸癌の遺伝マウスモデルの開発と特性評価

KRAS変異した結腸直腸癌（CRC）の患者は、FDA承認療法の選択肢が限られている、満たされていない医療ニーズを持つコホートを表しています。すべてのCRC患者の40〜45％を代表して、KRAS野生型CRC患者に有意な治療上の利点を追加した抗EGFRモノクローナル抗体を投与する資格がないと考えられています。過去10年間にCRCのいくつかのマウスモデルが開発されましたが、KRAS変異CRCに遺伝的に似た1​​つはまだ確立されていません。この研究では、切り捨てられた腺腫性ポリポーシス大腸菌（APC）フロックス対立遺伝子を伴うC57 BL/6マウスを、APCF/F KRAS+/Fマウスコロニーを生成するために、ヘテロ接合KRASフロックスの液化マウスと交配しました。別の繁殖セットでは、APCフロックスマウスをCDX2-CRE-ERT2マウスと交配し、第2ラウンドの近親交配後にAPCF/F CDX2-CRE-ERT2用に選択しました。この疾患の最終モデルは、2つの親コロニーの交差によって生成され、実行可能なAPC F/F KRAS +/F CDX2-CRE-ERT2（KPC：APC）が遺伝子型で特徴付けられました。モデル動物は、腫瘍を生成するために誘導されたタモキシフェン（TAM）を誘導しました。マイクロポジトロン排出断層撮影（PET）スキャンを使用して、腫瘍体積と標準的な取り込み値（SUV）を検出および測定しました。ヘマトキシリンとエオシン（H＆E）染色を実施して腫瘍を確立し、ヒトFFPE生検との組織学的類似性を決定するために免疫組織化学（IHC）を実施しました。MSI/MicroSatellite Stable（MSS）ステータスが決定されました。最後に、腫瘍は分子レベルで広範囲に特徴付けられ、ヒトCRC腫瘍との類似性を確立しました。モデルKPC：APC動物は、用量依存的にタモキシフェンとの誘導時に結腸腫瘍を発症した条件付き変異体です。腫瘍は、Micro-PETスキャンにおけるH＆E染色とより高い放射性[18F]フルオロ-2-デオキシグルコース（FDG）取り込み（FDG）取り込みにより、誘導から4週間以内に悪性であることが確認されました。さらに、腫瘍は組織学的および分子的にヒト結腸直腸癌に似ていました。腫瘍後の発生、​​KPC：APC動物は皮膚症と直腸出血で死亡しました。意味：このモデルは、KRAS変異した結腸直腸腫瘍を分子的に特徴付ける優れた前臨床プラットフォームであり、疾患管理と全生存を改善するための適切な治療戦略を識別します。

Patients with KRAS mutated colorectal cancer (CRC) represent a cohort with unmet medical needs, with limited options of FDA-approved therapies. Representing 40-45% of all CRC patients, they are considered ineligible to receive anti-EGFR monoclonal antibodies that have added a significant therapeutic benefit for KRAS wild type CRC patients. Although several mouse models of CRC have been developed during the past decade, one genetically resembling the KRAS mutated CRC is yet to be established. In this study C57 BL/6 mice with truncated adenomatous polyposis coli (APC) floxed allele was crossed with heterozygous KRAS floxed outbred mice to generate an APCf/f KRAS+/f mouse colony. In another set of breeding, APC floxed mice were crossed with CDX2-Cre-ERT2 mice and selected for APCf/f CDX2-Cre-ERT2 after the second round of inbreeding. The final model of the disease was generated by the cross of the two parental colonies and viable APC f/f KRAS +/f CDX2-Cre-ERT2 (KPC: APC) were genotyped and characterized. The model animals were tamoxifen (TAM) induced to generate tumors. Micro-positron emission tomography (PET) scan was used to detect and measure tumor volume and standard uptake value (SUV). Hematoxylin and eosin (H&E) staining was performed to establish neoplasm and immunohistochemistry (IHC) was performed to determine histological similarities with human FFPE biopsies. The MSI/microsatellite stable (MSS) status was determined. Finally, the tumors were extensively characterized at the molecular level to establish similarities with human CRC tumors. The model KPC: APC animals are conditional mutants that developed colonic tumors upon induction with tamoxifen in a dose-dependent manner. The tumors were confirmed to be malignant within four weeks of induction by H&E staining and higher radioactive [18F] fluoro-2-deoxyglucose (FDG) uptake (SUV) in micro-PET scan. Furthermore, the tumors histologically and molecularly resembled human colorectal carcinoma. Post tumor generation, the KPC: APC animals died of cachexia and rectal bleeding. Implications: This model is an excellent preclinical platform to molecularly characterize the KRAS mutated colorectal tumors and discern appropriate therapeutic strategies to improve disease management and overall survival.