一、乳腺癌建模的“不可能三角”

乳腺癌已取代肺癌成为全球第一大癌种，其高度异质性导致临床治疗耐药频发、药物研发失败率居高不下。理想的乳腺癌研究模型需要同时满足三大核心诉求：保留患者遗传背景、模拟肿瘤微环境（TME）、支持高通量筛选——这构成了乳腺癌建模的“不可能三角”。传统2D细胞系丢失了原位组织结构与细胞间通讯，基因工程小鼠模型（GEMM）周期长且与人类存在种属差异，而患者来源异种移植瘤（PDX）虽保真度高却难以规模化应用于药物筛选。

近年来，类器官（Organoids）和诱导多能干细胞（iPS）技术的突破，正推动乳腺癌模型向“仿生”与“通量”的平衡迈进。2026年1月发表于 Nature Communications 的一项研究，通过对老龄未育和已育小鼠 mammary gland 的单细胞转录组解析，首次揭示了IL33+ hybrid 上皮细胞在衰老乳腺中的积累及其被妊娠逆转的机制，为理解乳腺癌风险调控提供了全新视角。这一突破性进展表明，精准、仿生的体外模型已成为揭示肿瘤生物学本质的关键工具。翌圣生物聚焦细胞培养、分子检测与基因编辑三大技术平台，为从基础研究到临床转化的乳腺癌建模提供贯穿全流程的工具支持。

 

二、主流乳腺癌建模方案

1. 化学诱导乳腺癌模型

常用的化学诱导剂：

化合物	货号	用途	特点
DMBA（7,12-二甲基苯蒽）	61401ES	大鼠乳腺癌诱导	最常用的化学致癌物，诱导大鼠乳腺癌模型
MNU（N-亚硝基-N-甲基脲）	723193ES	大鼠乳腺癌诱导	烷化剂，诱导乳腺肿瘤形成

优点：能模拟致癌过程，适合研究肿瘤发生机制
缺点：周期长（6-12个月）、个体差异大

 

2. 移植瘤模型

2.1 皮下移植模型

· 方法：将乳腺癌细胞悬液注射到小鼠皮下（背部或侧腹部）

· 常用细胞株：MCF-7、MDA-MB-231、4T1、BT474等

· 细胞数量：0.3×10⁶～1.0×10⁶个/只小鼠

· 注射浓度：不超过10⁷个/mL

· 适用动物：4-6周龄裸鼠（免疫缺陷）

2.2 乳垫原位移植模型

· 方法：注射到乳腺脂肪垫（mammary fat pad）

· 特点：更接近临床病理，适合药理学评价

· 常用细胞：4T1、BT474等

· 细胞数量：NCG小鼠5×10⁶，NOG小鼠10×10⁶

· 窗口期：约40-45天

优点：周期短、成瘤率高、个体差异小
缺点：免疫缺陷动物不能完全模拟人免疫反应

 

3. 基因工程模型（GEM）

类型	方法	特点
转基因小鼠	MMTV-LTR-Ras等致癌基因	模拟人类乳腺癌发生
基因敲除	敲除抑癌基因	研究特定基因功能
条件性敲除	Cre-LoxP系统	时空特异性基因调控

优点：可研究基因与肿瘤关系、自发形成、免疫完整
缺点：周期长、成本高、技术复杂

 

4. 自发性乳腺癌模型

· 原理：某些品系小鼠到达一定年龄自然发生乳腺癌

· 特点：未经人工干预，自发形成肿瘤

· 适用：研究肿瘤自然进程和预防策略

· 代表品系：FVB/N小鼠等

 

5. 体外细胞模型——类器官模型：体外“迷你肿瘤”的革命

类器官技术的出现，使乳腺癌研究首次能在体外长期扩增并保留患者肿瘤的异质性（包括分子分型Luminal、HER2+、TNBC）及遗传特征。来自患者肿瘤组织、循环肿瘤细胞（CTC）或基因编辑细胞的类器官，不仅可用于药物敏感性测试，还可结合放疗构建放射抵抗模型。值得注意的是，3D培养的成功高度依赖基质的仿生特性——从天然基质胶到明确化学成分的合成水凝胶，基质的硬度和组分直接影响类器官的形成效率与表型维持。

翌圣方案：翌圣生物提供 Ceturegel® 基质胶系列产品，涵盖基础浓度（40183ES）、低生长因子（40185ES）、高浓度（40187ES）、无酚红配方（40184ES/40186ES/40188ES）及类器官专用基质胶（40191ES/40192ES），所有产品均经过 LDEV-Free 验证，满足不同培养体系（包括类器官、hESC培养及3D成球）对基质硬度、成分和指示剂有无的定制化需求。同时，翌圣超低吸附表面培养皿经特殊处理，可完美支持3D成球培养。

3. iPS细胞疾病模型：从基因到表型的完整再现

iPS细胞疾病模型为探索早期肿瘤发生提供了独特视角。既往研究已证实，利用携带BRCA1突变的患者特异性iPS细胞，通过定向分化诱导其进入乳腺谱系，可成功再现从基因突变到恶性转化的全过程。这类模型能填补动物模型无法模拟人类早期病变的空白，并为新靶点发现提供平台。

翌圣方案：翌圣生物提供Vitronectin重组基质包被蛋白、mTeSR1/E8 iPS细胞维持培养基，以及高效的心肌/肝向分化试剂盒，可参考其分化体系支撑乳腺类器官的定向分化研究。针对BRCA1、TP53等关键位点，翌圣可提供高效CRISPR-Cas9系统及基因分型检测试剂（如qPCR Probes Master Mix，货号：11899ES，16913ES），助力验证基因修饰效率及模型构建。

三、实验流程：基于顶刊案例的分步解析

案例来源：Simões, B. M. 等，Anti-progestin therapy targets hallmarks of breast cancer risk，Nature，2025 
研究亮点：利用类器官模型揭示抗孕激素治疗通过重塑胶原VI降低乳腺密度、阻断孕激素信号，为乳腺癌预防提供新策略。

 

图1 抗孕激素通过靶向旁分泌信号和基质硬度打破孕激素-硬度正反馈环路的作用机制图[1]

 

建模流程分步解析：

第一步：组织获取与处理

从预防性临床试验中获取高危人群的乳腺活检组织

将组织剪碎后，用胶原酶/透明质酸酶消化，获得单细胞悬液

翌圣产品：[胶原酶IV型（40510ES）]高效解离组织，保持细胞活性；[透明质酸酶（20426ES）]辅助消化，提高单细胞获得率

第二步：3D类器官培养

将分离的乳腺上皮细胞重悬于含生长因子的培养基中

与VitroGel® COL胶原模拟水凝胶混合（研究中采用）

接种于24孔板，在37°C、5% CO₂条件下培养，每3-4天换液

翌圣产品：[Ceturegel® 类器官专用基质胶（40185ES）]提供仿生ECM环境，支持类器官高效形成；[Y-27632 ROCK抑制剂（53006ES）]添加于培养初期，抑制细胞凋亡，提高类器官存活率

第三步：药物处理与功能验证

培养7-10天后，类器官形成稳定结构

加入孕激素受体调节剂醋酸乌利司他（UA），处理72小时

收集类器官，进行RNA提取及qPCR检测孕激素靶基因表达

翌圣产品：[Hieff UNICON® 通用型qPCR预混液（11198ES）]高灵敏度检测PR靶基因（如PGR、CALB1）表达变化；[细胞活力检测试剂CCK-8（40203ES）]评估药物对类器官增殖的抑制效果。

第四步：多组学验证

对处理前后的类器官进行单细胞RNA测序，分析细胞亚群变化

通过免疫荧光染色检测胶原VI、Ki67等标志物

翌圣产品：[ECL发光液（36208ES）]用于Western Blot检测胶原VI等蛋白表达。

四、乳腺癌建模核心产品推荐

 

 

翌圣生物提供完善的小分子化合物系列产品，翌圣生物小分子化合物优势：

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另针对类器官、干细胞等应用场景，翌圣生物均可提供完整解决方案：

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参考文献

[1] Simões BM, Pedley R, McCloskey CW, Roberts M, Reed AD, Twigger AJ, Tharmapalan P, Caruso A, Cabral S, Wilby AJ, Harrison H, Zhou Y, Greenhalgh A, Alghamdi SA, Forestiero M, Lopez-Muñoz J, Roche J, Tuieng RJ, Khan MA, Squires S, Astley SM, Harkness EF, Santiago-Gómez A, Spence K, Ritchie J, Pritchard S, Lim Y, Sherratt MJ, Andò S, Howell A, Evans DG, Gilmore AP, Khaled WT, Khokha R, Clarke RB, Howell SJ. Anti-progestin therapy targets hallmarks of breast cancer risk. Nature. 2025 Dec;648(8094):736-745. doi: 10.1038/s41586-025-09684-7

[2] Olander A, Medina P, Haro Acosta V, Kaushik S, Dijkgraaf M, Sikandar SS. Divergent aging of nulliparous and parous mammary glands reveals IL33+ hybrid epithelial cells. Nat Commun. 2026 Jan 21;17(1):1898. doi: 10.1038/s41467-026-68611-0

[3] Hu M, Zhou C, Li M, Zhao J. From 3D culture to clinical decision-making: Systematic innovations in breast cancer organoids. Biomater Adv. 2026 Feb;179:214528. doi: 10.1016/j.bioadv.2025.214528

[4] Liu J, Fang F, Yuan W, Chen T, Wang J, Miao X, Meng Y, Song C, Tan W, An J, Nanding A, Li D, Zhang Y, Jiang Y, Chen Y, Xu S, Zhang G, Song Y, Li H, Gong Y, Yu Y, Li S, Zhang X, Zhao S, Hao W, Pang D, Tian J, Yu S, Zhang X. Integrating ctDNA Dynamics and Sequential Organoid Drug Screening Enhances Breast Cancer Treatment Efficacy. Cancer Res. 2026 Jan 2;86(1):182-195. doi: 10.1158/0008-5472.