尿路上皮癌(UC)，又称移行细胞癌，是犬最常见的膀胱肿瘤。虽然宠物狗一生中患病风险和发病率的确切数字尚不清楚，但据估计，美国每年有2万多只狗受到UC的影响。90%以上的犬膀胱肿瘤具有侵袭性和转移潜能，大约20%的犬类患者在诊断时出现明显的转移，超过60%在死亡时。结合高比率的转移，强调需要早期发现肿瘤。随着检测技术的进步和对疾病的深入研究，治疗可能性提升，通过治疗有效延长患病犬的生存时间，提高生活质量。
先前的研究表明犬UC的基因组结构是高度异常的，反复染色体拷贝数异常影响基因剂量，最显著的是犬染色体(CFA) 13、19和36。此外，压倒性的品种倾向表明，UC发展的风险至少是部分遗传。纯种狗的近交系历史，导致遗传变异水平的降低和品种相关位点的丰富，为品种易感性提供了生物学基础。例如，苏格兰梗犬被诊断患有UC的频率是所有品种的平均频率的20倍，比格犬、设得兰牧羊犬、铁丝毛狐梗和西高地白梗被报道的频率是其他品种的3到5倍。纯种狗独特的同质遗传群体，使狗成为一个极好的模型，以梳理出基因在高度异质的人类群体中可能重要的癌症。此前的研究也发现犬类UC在组织病理学特征、临床行为和基因组畸变方面与人类相似，进一步提升了犬类对人类医学的价值。
除了遗传风险因素，UC与许多环境因素有关，包括跳蚤和蜱虫感染、肥胖、杀虫剂和环磷酰胺治疗。虽然UC发病率与这些危险因素的相关性已被发现，但其致癌机制尚未阐明。循环化合物代谢的问题已经被提出，但在UC发生机制被阐明之前，提供有效的预防和治疗策略仍然是一个挑战。生物学上合适的体外模型将大大加快潜在分子驱动因子和治疗靶点的研究。
细胞系为疾病研究提供了一种有用的体外模型。通过促进表征和所有分子方面的操作而不伤害模型动物，细胞系使研究人员能够评估高度实验性的想法和治疗。尽管犬UC细胞系已被建立用于此类用途，但它们在分子行为和基因组景观方面与原发肿瘤的相似性尚未被彻底评估。确认这些细胞系概括了原发肿瘤的分子特征，将增加其临床预测价值，并增强其在转化研究中的意义。
研究利用寡核苷酸阵列比较基因组杂交(oaCGH)和荧光原位杂交(FISH)技术对犬UC细胞系的分子结构进行了研究。通过比较细胞系的oaCGH谱图和原发肿瘤样本的oaCGH谱图，验证了这些发现的临床相关性，这表明两个样本队列中主要的基因组畸变保持不变。随后的基因表达谱对基因组拷贝数中性和异常区域的mRNA进行了定量分析。KEGG通路和基因本体学(GO)分析显示，肿瘤细胞系和健康尿路上皮之间差异表达的基因中，涉及脂质代谢和细胞周期调控的基因丰富，突出了与已知危险因素相关的潜在发病机制。我们的研究结果证实犬UC细胞系在基因组上与原发肿瘤相似，为疾病分子机制的研究提供了相关的体外模型。
原作者和附属机构：
Department of Molecular Biomedical Sciences, College of Veterinary Medicine, North Carolina State University, 1060 William Moore Drive, Raleigh, NC, 27607, USA
SG Shapiro & Matthew Breen
Department of Veterinary Clinical Sciences, Purdue University, College of Veterinary Medicine, West Lafayette, IN, USA
DW Knapp
Purdue University Center for Cancer Research, West Lafayette, IN, USA
DW Knapp
Center for Comparative Medicine and Translational Research, North Carolina State University, Raleigh, NC, USA
Matthew Breen
Center for Human Health and the Environment, North Carolina State University, Raleigh, NC, USA
Matthew Breen
Lineberger Comprehensive Cancer Center, University of North Carolina, Chapel Hill, NC, USA
Matthew Breen