目前,在血液系统的恶性肿瘤中,多发性骨髓瘤（Multiple Myeloma,MM）的发病率排名第二,近些年来,随着硼替佐米、来纳度胺等药物的研发明显延长了患者的生存期,有些治疗效果比较好的患者生存期甚至可以超过10年。已经有研究证明很多类型的肿瘤,包括MM的发生发展与基因组的的不稳定性有着很大的关系[1]。其中,在DNA损伤修复的过程中,核酸内外切酶起着非常重要的作用,一旦核酸内外切酶基因发生突变就有可能会造成DNA损伤,在此基础上可能会诱导一些染色体易位产生,甚至会有肿瘤的产生。现在已经有一些研究充分证明了APEs（脱嘌呤脱嘧啶核酸内切酶/氧化还原因子）酶在DNA损伤修复过程中的重要作用,我们也观察到其在多发性骨髓瘤的表达异常,因此希望构建能引起该基因过表达从而引起染色体易位直至肿瘤产生的模型,从而验证APEs在MM发生发展中的重要作用,同时希望建立一种简单有效的MM动物模型,从而可以进行临床药效评价和新药研发。目前虽然已经开发了很多比较成熟的针对MM的小鼠肿瘤模型,比如应用重症联合免疫缺陷（SCID-hu）的小鼠制作的模型,虽然可以基本上模拟与人体相类似的肿瘤微环境来允许MM细胞生长,但该种模型实施及应用起来也有比较大的局限性:比如该模型需要来自胎儿的骨头、同时可接种的小鼠的数量比较有限以及MM细胞生长起来至少需要2个月以上的时间等等局限性从而限制了该模型的广泛应用,因此需要建立的动物模型,既能允许人类MM细胞迅速增长,又可以在数量较多的动物中开展,从而选择了斑马鱼。我们初步设想建立两种不同类型的MM的斑马鱼模型,首先通过在斑马鱼中过度表达核酸内外切酶APEs,观察该基因是否能引起机体的基因突变,导致基因组不稳定从而可以诱导MM的发生。其次建立一种可以维持MM细胞在体内生长并能够作为体内药物敏感性检测的斑马鱼模型,指导临床用药并可以用于MM治疗的一些新药的研发。通过一系列体外和体内的实验来研究APEs系列基因的过度表达与MM发生发展之间的关系,希望能够证明APEs系列基因有可能是MM肿瘤发生和发展过程中的一种潜在的标记物。该实验中我们首先经过一系列体外实验在DNA以及蛋白表达水平检测了患者来源的MM细胞、MM细胞系和正常浆细胞中APEs的表达情况,同时将制作好的含有APEs的质粒转染成纤维细胞系来观察该细胞的生长变化及染色体变化情况。体内实验的斑马鱼模型构建中我们设计了基于Cre-Loxp系统的含有APEs的质粒,构建了能过表达核酸内外切酶的转基因斑马鱼。结果显示:通过对MM细胞系及患者来源的肿瘤细胞同健康供者的浆细胞进行DNA检测显示APEs系列基因在前两者中的表达水平均明显高于正常,蛋白水平表达的结果类似,达到正常表达量的3.6倍,且通过免疫组化证实APE1基因主要表达在MM肿瘤细胞的胞浆中;在将质粒转染成纤维细胞后可以明显观察到细胞生长活跃,且细胞倍增时间从4.8天缩短至1天,在对转染后的细胞进行染色体核型分析后,在转染APEX2的细胞中观察到6号及17号染色体长臂11CR29t（6;17）（q13;q25）出现染色体易位;而在共同转染APEX1和APEX2的成纤维细胞中的染色体分型结果中可以明显观察到1号及19号染色体的短臂11CR30t（1;19）（p13;p13）出现了染色体易位。在动物实验方面,在经过一系列筛选、基因鉴定以及后来重新构建质粒后成功的构建了能够过度表达APEs基因的转基因斑马鱼,同时在经过6周、8周及10周经病理切片染色验证,但均未发现肿瘤产生,仅在斑马鱼皮肤表面出现了轻度的炎症反应。同时在第二种模型中我们应用了最新构建的全身透明的Casper鱼系来建立了骨髓瘤体内移植模型;该模型中我们主要应用50-100个MM细胞（细胞系来源或从MM患者骨髓中分离出的CD138+的细胞）,应用CM-Dil标记细胞后注入到出生仅48小时的斑马鱼鱼卵的卵周间隙内,然后通过荧光显微镜来定时观察肿瘤细胞的生长情况,包括肿瘤大小和荧光强度的强弱,观察时间点为加药后24、48和72小时,观察完毕后也经过DNA及全胚胎免疫组化来证实了MM细胞的存在,接着通过应用该模型进行了一系列药敏试验。首先应用基因表达不同的MM1S和MM1R两种细胞系对地塞米松的不同治疗反应对该模型进行了有效性检测,我们观察到应用100nM的地塞米松时MM1R和MM1S两种治疗反应正好相反,移植肿瘤在处理后24小时治疗有效率为37.5%vs 87.5%,处理后48小时有效率为26.7%vs 87.5%,该结论提示体内外的实验药物疗效的结果是相似的。根据我们的实验结果进行分析后,我们根据此MM移植模型中肿瘤细胞对药物的敏感程度不同将它们分为了三类:0-30%提示不敏感;30-60%提示相对敏感,>60%提示为敏感。我们还对比了MM其它细胞系（MM1S、MM1R、OPM1和RPMI8226）对硼替佐米和来纳度胺等药物的的体内外敏感性实验,结果同样是基本符合的。更重要的是,我们又应用该模型对患者的治疗疗效进行了体内药敏试验,通过注射6例肿瘤患者来源的CD138+的细胞进行了药物体内敏感性试验,结果发现它与临床治疗反应率非常相似,再次证实该模型的简单、有效和实用性。结论:首先,我们成功构建了携带APEs基因的转基因斑马鱼及斑马鱼的骨髓瘤体内移植模型,并对移植瘤模型进行了初步的体内药敏试验,可以将其应用于药敏实验来指导临床用药及新药的研发中,在转基因斑马鱼中虽然未发现肿瘤产生,但证实了传统的转基因技术在斑马鱼身上发生基因突变的几率非常低,只有通过目前比较先进的TALEN或者是CRISPR-Cas的技术才有可能会改善这一现象;同时单纯依靠单个APEs基因的变异不会造成MM的发生和发展。