解析異位種植結(jié)腸癌肝轉(zhuǎn)移
時(shí)間:2022-06-10 03:01:00
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結(jié)直腸癌是最常見的惡性腫瘤之一,全世界每年超過100萬人診斷為結(jié)直腸癌[1],近年來其發(fā)病率在歐洲躍居第1~2位[2],我國居第4位[3]。影響患者預(yù)后的主要問題是腫瘤復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移,其中肝臟是結(jié)直腸癌血行轉(zhuǎn)移最主要的靶器官[4]。大約25%的患者在診斷結(jié)直腸癌時(shí)就已出現(xiàn)肝轉(zhuǎn)移[5、6]。手術(shù)切除結(jié)直腸腫瘤后仍有大約20%~50%的患者出現(xiàn)肝轉(zhuǎn)移,其5年存活率約10%~58%[7]。研究和建立結(jié)直腸癌肝轉(zhuǎn)移的動(dòng)物模型,特別是具有高轉(zhuǎn)移率的肝轉(zhuǎn)移動(dòng)物模型,對(duì)研究結(jié)直腸癌肝轉(zhuǎn)移的治療以及抗腫瘤藥物的篩選等具有重要意義。結(jié)腸癌肝轉(zhuǎn)移種植性動(dòng)物模型主要有腫瘤細(xì)胞原位種植和異位種植,后者主要包括腫瘤細(xì)胞肝門靜脈注射(Intraportalinjection),脾臟種植(Intras-plenicinjection)兩種方式。雖然這兩種異位種植的?動(dòng)物模型應(yīng)用廣泛,關(guān)于它們形成結(jié)腸癌肝轉(zhuǎn)移效率及效果的認(rèn)識(shí)還不統(tǒng)一[8]。早在20世紀(jì)80年代初就有學(xué)者進(jìn)行研究,迄今為止已有多種結(jié)腸癌肝轉(zhuǎn)移異位種植動(dòng)物模型報(bào)道,各具優(yōu)缺點(diǎn)[9]。本研究對(duì)結(jié)腸癌異位種植動(dòng)物模型肝門靜脈注射法和脾臟種植法的肝轉(zhuǎn)移率及其效果進(jìn)行分析比較,為結(jié)腸癌肝轉(zhuǎn)移的預(yù)防和治療提供動(dòng)物模型。
1材料與方法
1.1實(shí)驗(yàn)材料
1.1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物BALB/c小鼠共60只,由廣西醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供,雌雄各半。體重20~25g,周齡6~8周。合格證號(hào):SCXK桂2003-0003。在II級(jí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)。
1.1.2實(shí)驗(yàn)瘤株BALB/c小鼠結(jié)腸腺癌細(xì)胞株(CT26)由美國引進(jìn),第二軍醫(yī)大學(xué)曹雪濤教授惠贈(zèng)。常規(guī)培養(yǎng)CT26細(xì)胞于含10%胎牛血清的RP-MI-1640營養(yǎng)液。取指數(shù)生長期的細(xì)胞(圖1),消化吹打成單細(xì)胞懸液,952g(1000rpm)離心5min,棄上清液,加適量不含血清的RPMI-1640營養(yǎng)液調(diào)整細(xì)胞濃度至1×106個(gè)/mL。圖1對(duì)數(shù)生長期CT26細(xì)胞(10×10)
1.2實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1脾臟種植不保留脾臟法造模30只BALB/c小鼠稱重后采用腹腔內(nèi)注射法麻醉,選用0.2%的戊巴比妥鈉,劑量控制在40~50mg/kg,小鼠麻醉成功后固定于手術(shù)臺(tái)上。常規(guī)皮膚消毒,取左側(cè)腋中線縱行切口進(jìn)腹腔,長約1cm,顯露柳葉狀脾臟,牽出腹腔外,用0.2mL注射器(31G針頭)從脾下極進(jìn)針,注入瘤細(xì)胞液0.2mL。拔針后酒精棉球按壓針眼約3min,促進(jìn)瘤細(xì)胞經(jīng)脾靜脈進(jìn)入肝臟,查無出血,結(jié)扎脾血管及胃短動(dòng)靜脈,切除脾臟,再次查無出血,依次間斷縫合肌肉、皮膚,關(guān)腹。術(shù)后繼續(xù)在Ⅱ級(jí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)。
1.2.2肝門靜脈注射法造模30只BALB/c小鼠稱重后采用腹腔內(nèi)注射麻醉,選用0.2%的戊巴比妥鈉,劑量控制在40~50mg/kg,小鼠麻醉成功后固定于手術(shù)臺(tái)上。常規(guī)皮膚消毒,取腹正中切口進(jìn)腹腔,長約1cm,顯露肝門靜脈,用0.2mL注射器(31G針頭)從肝門靜脈與水平成30度進(jìn)針,注入瘤細(xì)胞液0.2mL。拔針后酒精棉球按壓針眼約15min,查無出血,依次間斷縫合肌肉、皮膚,關(guān)腹。術(shù)后繼續(xù)在Ⅱ級(jí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)。
1.3觀察指標(biāo)
小鼠蘇醒后常規(guī)飼養(yǎng),每日觀察其飲及活動(dòng)情況,所有小鼠待其自然死亡,觀察生存期。小鼠死亡后均剖腹觀察腹腔內(nèi)腫瘤生長情況,肝轉(zhuǎn)移率及肝臟成瘤情況,肺轉(zhuǎn)移率,切取肝臟轉(zhuǎn)移瘤置于10%中性福爾馬林液中固定,石蠟包埋,HE染色,進(jìn)行常規(guī)病理組織學(xué)觀察。1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS13.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,卡方檢驗(yàn)比較計(jì)量資料的組間統(tǒng)計(jì)差別,t檢驗(yàn)比較計(jì)數(shù)資料的組間統(tǒng)計(jì)差異,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2結(jié)果
2.1大體觀察
兩組小鼠接種后大體觀察相似。術(shù)后10d內(nèi)BALB/c小鼠活動(dòng)如常,體形無明顯變化。10d后個(gè)別小鼠開始出現(xiàn)攝食量下降,行動(dòng)漸遲緩,消瘦,腹部漸膨隆,但尚無小鼠死亡。20d后小鼠進(jìn)一步消瘦,腹部膨隆明顯,嚴(yán)重者出現(xiàn)死亡,第一只小鼠自然死亡時(shí)間出現(xiàn)在肝門靜脈注射組術(shù)后第22d。術(shù)后第30~55d,大部分小鼠死亡,最后一只死亡時(shí)間出現(xiàn)在脾臟注射組術(shù)后58d。
2.2肝轉(zhuǎn)移率
兩組分別成功接種30只小鼠,肝門靜脈組29只有肝轉(zhuǎn)移灶形成,1只未發(fā)現(xiàn)肝臟表面及切面轉(zhuǎn)移灶,肝臟轉(zhuǎn)移率為96.7%。脾臟注射組24只小鼠發(fā)現(xiàn)肝轉(zhuǎn)移灶,肝臟轉(zhuǎn)移率為80%。兩組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.044,表1)。
2.3肝轉(zhuǎn)移灶成瘤情況
肝轉(zhuǎn)移灶成瘤情況描述為:成瘤級(jí)別(高)-轉(zhuǎn)移灶布滿全肝;成瘤級(jí)別(中)-轉(zhuǎn)移灶占全肝1/2及以上;成瘤級(jí)別(低)-轉(zhuǎn)移灶占全肝低于1/2。肝門靜脈組成瘤級(jí)別高、中、低的小鼠數(shù)量分別為:14只、8只、6只;脾臟種植切脾組成瘤級(jí)別高、中、低的小鼠數(shù)量分別為:9只、6只、15只。兩組相比,肝門靜脈組肝臟轉(zhuǎn)移灶高轉(zhuǎn)移和中轉(zhuǎn)移例數(shù)均比脾臟種植組多(圖2)。
2.4生存時(shí)間
肝門靜脈組30只小鼠術(shù)后自然生存時(shí)間為22~55d,平均(34.6±8.7)d。脾臟種植切脾組30只小鼠術(shù)后自然生存時(shí)間為30~58d,平均(49.3±7.8)d。兩組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.000)。
2.5肺轉(zhuǎn)移率
兩組分別成功接種30只小鼠,肝門靜脈組18只有肺轉(zhuǎn)移灶形成,肺轉(zhuǎn)移率為60%。脾臟種植切脾組12只發(fā)現(xiàn)肺轉(zhuǎn)移灶,肺轉(zhuǎn)移率為40%。兩組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.121)。2.6病理觀察鏡下見肝轉(zhuǎn)移灶癌細(xì)胞聚集成團(tuán),伴有癌結(jié)節(jié)形成,癌細(xì)胞形狀不規(guī)則,分化差,異形性明顯,胞質(zhì)少,核大,深染不規(guī)則,核分裂像易見,符合低分化腺癌的結(jié)構(gòu)特征(圖3)。
3討論
研究和建立具有高轉(zhuǎn)移率的結(jié)腸癌肝轉(zhuǎn)移動(dòng)物模型一直是結(jié)直腸癌研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。目前,結(jié)直腸癌肝轉(zhuǎn)移動(dòng)物模型大體包括三種類型,基因工程模型,自發(fā)或誘發(fā)模型和種植性模型,而種植性模型目前應(yīng)用較為廣泛,根據(jù)種植的部位又可分為腫瘤細(xì)胞株原位和異位種植模型。原位移植模型是將腫瘤組織通過手術(shù)種植在體內(nèi)的相應(yīng)部位,從而進(jìn)行相應(yīng)部位腫瘤研究的方法。原位移植模型目前應(yīng)用較為廣泛,但對(duì)于研究結(jié)腸癌肝轉(zhuǎn)移的治療特別是藥物篩選而言,原位移植模型所達(dá)到肝轉(zhuǎn)移率還是不能令人滿意。結(jié)直腸癌異位種植模型腫瘤接種部位包括皮下、脾臟、肝臟、門靜脈和腸系膜靜脈等。皮下種植模型因皮下生長的腫瘤通常易被纖維膜所包裹,難以發(fā)生腫瘤浸潤和轉(zhuǎn)移,表現(xiàn)出極低的腫瘤轉(zhuǎn)移率[10]。肝臟種植模型是將結(jié)直腸癌細(xì)胞或組織塊直接種植于肝臟而形成轉(zhuǎn)移瘤。據(jù)國外研究報(bào)道,此法小鼠肝臟成瘤率也僅為80%[11]。脾臟和門靜脈接種均表現(xiàn)出極高的肝轉(zhuǎn)移率,國外研究報(bào)道均為100%[12、13],然而他們所用的是裸小鼠。本研究采用具有免疫能力的BALB/c小鼠對(duì)比脾臟和肝門靜脈種植法的肝轉(zhuǎn)移率及肝臟成瘤效果。本研究中,肝門靜脈法具有更高的肝轉(zhuǎn)移率及肝臟成瘤效果,而脾臟種植切除脾臟法在生存時(shí)間和操作難易程度上表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì),兩者的肺轉(zhuǎn)移率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。肝門靜脈法模型肝轉(zhuǎn)移率為96.7%,與國外報(bào)道結(jié)果相似[14],比脾臟種植法高;同時(shí)在肝臟成瘤效果方面,肝門靜脈法有更多的例數(shù)出現(xiàn)全肝或肝臟一半以上的轉(zhuǎn)移,能更好地滿足各種檢測(cè)方法取材的需要;缺點(diǎn)為生存時(shí)間相對(duì)較短,并且實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意不能選擇過粗的針頭,否則容易引起拔針后門靜脈不容易止血而導(dǎo)致小鼠死亡,不能注射過多的腫瘤細(xì)胞,否則易出現(xiàn)肝血管栓塞造成小鼠死亡[15]。而脾臟種植切除脾臟法雖然肝轉(zhuǎn)移率稍低,但具有更長的生存時(shí)間及更易操作,較適合驗(yàn)證周期較長的藥物實(shí)驗(yàn),同時(shí),它很好地模擬了結(jié)直腸癌根治術(shù)后因血行轉(zhuǎn)移而發(fā)生肝轉(zhuǎn)移的過程。本研究中的兩種異位種植模型均能達(dá)到很高的肝轉(zhuǎn)移,重復(fù)性好,但屬于實(shí)驗(yàn)性方法產(chǎn)生的肝轉(zhuǎn)移的最后階段,并非研究結(jié)腸癌肝轉(zhuǎn)移的全過程。在選擇動(dòng)物模型中注意實(shí)驗(yàn)方案選擇適合的模型。本研究建立并對(duì)比了兩種具有高轉(zhuǎn)移率的結(jié)腸癌肝轉(zhuǎn)移小鼠模型,肝門靜脈法在肝轉(zhuǎn)移率成肝臟成瘤效果方面更具優(yōu)勢(shì),適合對(duì)肝轉(zhuǎn)移率成取材要求較高的實(shí)驗(yàn)研究;而脾臟種植切除脾臟法則更適合驗(yàn)證周期較長的藥物實(shí)驗(yàn)。