最近，CRISPR/Cas9系統也應用于靶基因的抑制（CRISPRi）或激活（CRISPRa)的遺傳修飾。這類修飾系統可用于研制相應致癌基因，和/或抑制TSGs基因的誘導和可逆激活小鼠模型。比如借助CRISPRa為基礎的系統，通過激活致癌基因的轉錄，達到研究其致癌潛力的目的。
雖然CRISPR/Cas9為基礎的基因編輯系統非常具有潛力，但該系統應用于體內基因編輯也存在一定的缺陷，比如，目前該系統策略不適合于驗證潛在致癌基因的致癌潛力。另外，將Cas9導入體細胞的基因編輯方式，可引起Cas9特異性免疫反應，導致Cas9表達細胞有被清除的可能性。為了避免這些可能的潛在風險，可選擇在免疫缺陷小鼠體內進行相應的實驗，或通過基因修飾方法，首先獲得對Cas9具有免疫學耐受小鼠模型后，再開展相應的動物實驗。最后，雖然已有報道表明，應用引起DNA單鏈斷開的可誘導Cas9n缺口酶，可以降低其脫靶效應， 但研究者在實際應用中必須有清晰認識，要想完全避免由CRISPR/Cas9介導的非設計所需要的脫靶突變是很難的。
3. 腫瘤病人相關位點的改善腫瘤模型
構建理想的腫瘤病人相關突變模型，對研究靶基因在腫瘤發生過程中的作用，以及有效評價藥物效應就顯得很有必要性與實際意義。因為在人腫瘤抑制基因（TSGs）中，許多具有腫瘤形成依賴的生殖細胞突變和體細胞突變都是錯義或無義突變，從而導致突變產物或可能帶有功能截短蛋白的形成。這類突變現象是難以通過條件性敲除小鼠模型來實現的，因為條件性基因修飾策略是將靶基因中某個或幾個外顯子完全敲除，達到滅活靶基因功能。一些研究結果已經表明，參照腫瘤病人相關TSG突變構建的小鼠突變模型，可產生與靶基因完全敲除不同的表型。比如，與Trp53基因敲除小鼠比較，病人相關的Trp53熱點突變小鼠表現有更加明顯的致癌活性。
同樣，構建BRCA1乳腺癌病人相關的Brca1基因突變的條件性小鼠模型研究表明，與Brac1完全敲除小鼠模型相比，因Brac1基因中特定RING區域引入突變而引起的乳腺腫瘤，更容易對那些破壞DNA的藥物產生耐受性，因為其BRCA1蛋白含有較少的RING活性的緣故。研究也證實，由于突變導致Brac1蛋白含有較少的RING活性 ，表現為更容易對那些破壞DNA的藥物產生耐受性，該結果有助于揭示這些突變與治療反應效果之間的因果關系。
GEM模型在腫瘤學研究中的應用范圍
作為原發腫瘤發生的GEM模型，可成為體內分析包括腫瘤形成，發展及轉移中腫瘤形成等過程中細胞本身與細胞間相互作用的系統選擇。人腫瘤GEM模型也已成功應用于驗證候選藥物靶點，評估治療效果，以及評價藥物耐受機制等方面。由于GEM模型是在具有完整免疫系統的小鼠體內形成原發腫瘤，因此，該類模型更適合潛在腫瘤免疫治療的探索性研究。建立基因修飾小鼠模型與人疾病緊密相關性研究的策略與方法，為探索與開發腫瘤治療新方法與策略提供了有意義的應用平臺。也為設計和開發新抗腫瘤治療，提供了臨床治療效果等相關信息。GEM模型在以下幾個方面對腫瘤生物學及轉化腫瘤學等研究進展及貢獻中發揮了重要作用。
1. 驗證潛在癌基因
在大量腫瘤樣品測序研究獲得不斷增加的潛在腫瘤基因基礎上，建立體內快速驗證這些潛在腫瘤相關基因的策略是非常必要和有實際意義的。考慮到速度和相對簡單化因素，GEM-ESC和CRISPR/Cas9技術可作為快速驗證潛在腫瘤基因的首選方法。特別是應用基于體細胞的CRIPPR/Cas9介導的基因編輯技術，建立非遺傳修飾的小鼠模型，實現高通量體內驗證潛在腫瘤基因的目的。比如，應用DNA注射與活體電穿孔相結合的轉染方法，將引起胰腺管腺癌（PDAC）的13個不同的主要腫瘤抑制相關基因的15個gRNAs/Cas9表達質粒混合物一起導入成熟小鼠的胰腺，構建同時修飾此13個基因的小鼠模型。結果顯示，此PDAC小鼠有超過60%的這些靶基因顯示基因敲除，提示CRISPR/Cas9介導的突變誘發了腫瘤的形成。同樣，利用Dox誘導Cas9表達的GEM模型也被用于驗證已知的多種腸道腫瘤基因（如Apc和Trp53）。除了修飾TSGs, CRISPR/Cas9技術還應用于驗證染色體重排的致癌性，如在肺癌病人觀察到的Eml4-Alk基因的融合現象。
另外，應用GEM模型對來自臨床病人并篩選獲得的候選潛在癌基因進行驗證，也已成為研究腫瘤相關基因功能的常用策略。例如，最近胡卓偉教授課題組通過構建條件性過表達和敲除GEM模型，研究假激酶Trib3基因在促進急性早幼粒細胞白血病（APL）形成中的作用，結果表明，同時在小鼠骨髓細胞中特異性表達或敲除Trib3與 致癌蛋白PML-RARa (PR) 融合基因，Trib3基因可顯著增加PR誘發APL形成的作用。而呂毅教授課題組則是通過構建Y染色體性別決定區（Sry) 基因特異性表達的GEM模型，首次證實了在肝組織內特異性過表達Sry基因雄/雌小鼠對化學致癌劑（DEN）誘導小鼠肝細胞癌（HCC）形成更加敏感，提示Sry基因在HCC形成過程中發揮了重要的促進作用。
2. 研究致癌基因的依賴性
致癌基因依賴現象是指某些腫瘤形成完全依賴于單一致癌基因。由于條件性GEM模型對基因的修飾是不可逆的，因而不適合研究致癌基因依賴性。因此需要選擇不同的調控誘導策略進行相應的研究，例如將致癌基因與ERT融合達到控制其表達的目的。有研究報道，將Trp53-ERT變異體取代內源Trp53建立的純合敲入小鼠，該Trp53-ERT小鼠只有在Tamoxifen存在條件下，誘導Trp53的表達，并在已形成腫瘤小鼠模型的基礎上，研究再恢復p53功能后對已有腫瘤的影響。研究結果表明，在Eu-Myc引起的淋巴瘤基礎上，恢復Trp53活性可產生快速細胞凋亡，明顯增加小鼠的存活率。另外，多西霉素（Doxycycline，Dox）調控基因表達的可逆誘導系統也被應用于GEM模型的建立，通過該系統誘導人MYC原癌基因的表達后，引起腫瘤的形成。在關閉MYC基因表達后觀察，導致原癌基因失活后，已形成的腫瘤的相應反應。該研究是應用Dox的Tet-off誘導系統，持續在小鼠造血干細胞中特異表達人MYC轉基因，誘導小鼠形成惡性T細胞淋巴瘤和急性髓系白血病，在此基礎上，如果通過添加Dox誘導劑使MYC表達停止后，發現已表現出的腫瘤表型也隨之消弱，并證實此過程與腫瘤細胞周期死亡有關。研究也發現，對于此可逆誘導系統中停止激活MYC表達后的長期效果，不同的腫瘤類型是有區別的。如在骨肉瘤中短暫抑制MYC表達，因為肉瘤細胞分化為成熟的骨細胞，所以會出現肉瘤持續萎縮的現象。相反，雖然MYC表達抑制會引起肝癌出現彌漫性的萎縮，但是，存留的腫瘤細胞仍處于潛伏狀態，并在重新開啟MYC表達后，可以很快恢復其腫瘤特征。
3. 破解自發性轉移形成機制
盡管有不斷改善的腫瘤治療選擇策略，轉移疾病仍然是引起癌癥死亡的主要原因。轉移過程是通過腫瘤細胞與腫瘤微環境相互持續作用而形成的復雜的多步驟過程。過去絕大多數的臨床前轉移研究是借助細胞系接種模型來實施的，而這類模型不能真實反映腫瘤病人的轉移過程。GEM模型可引起原發腫瘤發展和轉移形成，因而是研究過去未知的腫瘤自發轉移形成過程不可缺少的工具。由于原發腫瘤的過度生長，在大范圍轉移形成之前，小鼠一般不得不被處死，這也是GEM模型潛在的不足之處。這一局限可以通過將GEM來源的腫瘤組織進行原位移植的方式解決，比如通過手術移植方式，達到保留供體腫瘤的腫瘤內異質性效果，使其轉移過程的發生接近臨床上的常見轉移疾病。
應用GEM模型研究腫瘤轉移過程已獲得了某些重要的發現。過去的研究認為腫瘤轉移是發生在腫瘤形成過程晚期。然而，通過BALB-NeuT和MMTV-PyMT小鼠乳腺腫瘤模型的研究表明，來自早期的損傷轉染細胞已經具有傳播至骨髓和肺組織而形成微小轉移瘤的能力。另外，上皮細胞至間葉細胞間的轉移（EMT）被認為在腫瘤細胞傳播和轉移方面起到了非常重要的作用。然而，應用胰腺癌和乳腺癌GEM模型的研究表明，腫瘤細胞不僅保留了其上皮細胞特征，卻還能在轉移病灶位置出現，提示EMT在這些模型中的腫瘤轉移形成并不是必須的。再有，在探索腫瘤轉移形成過程中，腫瘤細胞與免疫系統之間復雜關聯方面，GEM模型明顯發揮了突出的關鍵作用。例如，骨髓免疫細胞，如巨噬細胞和中性粒細胞，在促進不同種癌癥的轉移形成方面，起到了至關重要的作用。最近有研究報道表明，乳腺腫瘤引起系統炎癥，即由IL17-產生的T細胞及繼發的免疫抑制中性粒細胞的擴增，可引發小葉乳腺癌GEM模型的自發性轉移形成，導致GEM移植模型的自發轉移疾病。
GEM模型在揭示相關基因參與抑制腫瘤轉移機制方面也發揮了重要作用。最近，劉寶華課題組應用Tet-ON可誘導Sirt7表達的GEM模型，揭示了Sirt7抑制原發胰腺癌轉移作用機制，該研究結果證實，由Dox誘導表達的Sirt7具有明顯抑制MMTV-PyMT小鼠乳腺腫瘤肺轉移的作用，且其作用機制是通過調節TGF-β信號通路實現的。
因此，GEM模型在揭示腫瘤轉移復雜性，挑戰當下普遍接受的理論(即腫瘤轉移是晚期癌癥細胞包括EMT在內的轉移過程)等方面，都發揮了不可缺少的作用。這些重要的發現有可能為轉移癌癥病人的治療提供重要的參考依據。
4. 研究腫瘤微環境作用
在揭示腫瘤細胞外部因子（如癌癥相關成纖維細胞(CAFs) 和免疫細胞）如癌癥相關成纖維細胞(CAFs) 和免疫細胞與腫瘤形成過程等作用方面，GEM模型已發揮了不可取代的作用。CAFs可通過合成細胞外基質（ECM）成分（如膠原蛋白，纖維連接蛋白，層粘連蛋白）來調控ECM和基底膜形成。而且，CAFs是各種可溶性介導物包括基體金屬蛋白酶（MMPs)的來源, 在促使ECM轉化，加強其在維持ECM動態平衡方面有著重要作用。GEM模型研究已表明，CAFs在腫瘤形成過程中具有雙重作用。利用K4-HPV6鱗狀皮膚癌小鼠模型研究發現，在上皮細胞惡性癌轉化過程中，CAFs能通過增強炎癥，血管形成，以及ECM重新組成，從而刺激腫瘤的發展。
相反，通過兩個獨立的胰腺癌GEM模型的研究表明，在體內抑制CAFs具有加速腫瘤形成過程的效果，提示CAFs對腫瘤的阻止作用。如此相互矛盾的現象對于免疫細胞來說則是可以理解的，起初免疫細胞被認為是可通過攻擊轉化腫瘤的細胞，抑制腫瘤形成過程。然而，最近的研究表明，這些免疫細胞也具有促進腫瘤的功能。應用小鼠模型對一些不同的腫瘤類型的研究已揭示了炎癥與腫瘤之間的相互關系。例如，應用大腸炎相關癌癥的小鼠模型，在髓系免疫細胞中特異性敲除NF-jB信號系統后，減緩小鼠腫瘤生長，表明其具有促進腫瘤的作用。
另外，K4-HPV6小鼠模型研究也表明，肥大細胞與骨髓來源細胞借助MMP9激活血管生成和重新調整基質結構等方式，發揮其促進鱗狀皮膚癌形成作用。應用同樣的皮膚癌癥模型發現，慢性炎癥有促進新生腫瘤形成的作用。至此，人們已經開始對炎癥誘導腫瘤的相關巨噬細胞和中性粒細胞的促進作用進行研究。例如，在MMTV-PyMT乳腺癌小鼠模型基礎上，將一種重要的巨噬細胞相關基因CSF1 （Colony-stimulating factor1 ）敲除后發現，該小鼠的乳腺腫瘤惡性化過程被延緩。同樣，抑制CXCR2（一種介導中性粒細胞遷移的趨化因子）則有抑制APC小鼠的腸道腫瘤形成的效果。總之，這些研究強調了免疫細胞在腫瘤發生與發展過程中，發揮了協同參與調控的作用。