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编号:10504607
人侵蚀性葡萄胎裸鼠皮下移植瘤模型的建立及生物学特性的研究
http://www.100md.com 《现代妇产科进展》 2000年第5期
     人侵蚀性葡萄胎裸鼠皮下移植瘤模型的建立及生物学特性的研究

    李巨 胡煜 脱朝伟

    摘 要 目的:建立人侵蚀性葡萄胎裸鼠皮下移植瘤模型,探讨其生物学特性。方法:将人侵蚀性葡萄胎的新鲜组织块种植于裸鼠背部皮下,在无特殊病原菌(SPF)条件下饲养裸鼠,原代生长后鼠间传代,观察移植瘤的生长特点,观察其组织形态学和超微结构,检测血中人绒毛膜促性腺激素(β-hCG)水平,利用流式细胞仪(FCM)测定DNA含量,分析染色体核型。结果:经19个月建成人侵蚀性葡萄胎裸鼠皮下移植模型HIM-9801,瘤株生长稳定,已传代54代。自第2代起,移植成瘤率均为100%,移植瘤潜伏期及传代间期短,生长速率快,向周围组织浸润,光镜和电镜下的形态学特征与患者肿瘤组织一致,DNA检测和染色体核型分析为非整倍体。结论:HIM-9801是首次建立成功的人侵蚀性葡萄胎裸鼠皮下移植瘤模型,为深入研究此病提供了理想的材料和动物体内瘤株。
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    关键词:葡萄胎,侵袭性;小鼠,裸;肿瘤种植;疾病模型,动物

    近年来,对妊娠滋养细胞疾病的研究在遗传学、流行病学及诊断与治疗方面取得了长足的进步,但与其他肿瘤相比,其基础和实验研究的深度和广度仍有限,主要是因缺少可供直接研究的肿瘤组织标本和供实验研究用的动物模型。建立肿瘤动物模型是实验肿瘤生物学研究的前提和基础,这使学者对人类肿瘤在体内进行类似人体内的生物学研究成为可能。我们成功建立了人侵蚀性葡萄胎的裸鼠皮下移植瘤模型,并对其生物学特性进行了研究。

    1 材料与方法

    1.1 实验动物 全部肿瘤移植所用裸鼠均由中国医学科学院肿瘤医院实验动物室提供,品名为BALB/c-nu/nu,鼠龄3~5周,体重18~22g,均为雌性。裸鼠在恒温(25~27℃)、恒湿(25%~50%)和无特殊病原菌(specific pathogen free,SPF)的条件下饲养。
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    1.2 标本来源 用于裸鼠移植的人侵性葡萄胎手术标本取自本院1例26岁女性患者手术切除的子宫肌层内瘤灶,病理诊断为侵蚀性葡萄胎。手术切除的子宫标本离体后立即在无菌条件下切取生长状态良好的肿瘤组织块,置入

    RPMI1640培养液中,将其剪成1~2mm3的组织块,冰浴,瘤块在子宫标本离体后1h内植入裸鼠体内。

    1.3 移植方法 以碘酊和酒精消毒裸鼠背部皮肤,用无菌套管针抽吸已剪碎的侵蚀性葡萄胎小组织块,穿刺并接种于肩胛区皮下,共4个点,完成原代移植后按同法行鼠间传代,每次传代6只裸鼠。

    1.4 传代 人侵蚀性葡萄胎组织块皮下接种后,逐日观察移植瘤的生长情况,当移植瘤生长到1~2cm3时,颈椎脱臼处死裸鼠,取出移植瘤。按原代皮下接种法行鼠间系列传代,同时留取部分标本供检测相关指标。
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    1.5 冻存 当裸鼠移植瘤行鼠间传代时,留取部分标本置于15%小牛血清(内含10%二甲基亚砜)PRMI1640培养液内,逐级降温,最后冻存于液氮罐内,作为日后移植瘤的瘤源。复苏时取出冻存管迅速置入39℃水浴中解冻,以便继续传代。

    1.6 观察项目

    1.6.1 移植瘤的生长特点 选择第8代移植瘤作为移植物,分别接种于18只裸鼠皮下。此后,每周解剖3只,观察移植瘤的生长情况,包括测体重和瘤重,计算肿瘤体积(V=3/4AB2),绘制生长曲线,推算倍增时间。

    1.6.2 解剖学和组织学检查 所有处死或自然死亡的裸鼠均经详细的解剖学检查,了解局部浸润和远处脏器的转移情况。裸鼠移植瘤、周围浸润和远离脏器的转移灶均经10%中性福尔马林固定,石蜡切片,HE染色,光镜观察。

    1.6.3 电镜观察 移植瘤组织以2.5%戊二醛和1%锇酸双固定,Epon821包埋,超薄切片,铀-铅双重染色,Philips-CM10透射电镜观察。
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    1.6.4 荷瘤裸鼠血中人绒毛膜促性腺激素(β-hCG)检测 采用放射免疫分析法。

    1.6.5 DAN含量分析 采用美国FACS4204型流式细胞仪测定细胞核DNA,用Cell fit软件进行数据处理。

    1.6.6 染色体检查 采用短期培养、不加有丝分裂刺激剂的方法[2]。用常规方法收获细胞并制片,GTG法染色,显微镜下观察。

    2 结 果

    2.1 移植瘤模型的建立及传代 人侵蚀性葡萄胎原代皮下移植的6只裸鼠中3只移植成功,原代移植成功率为50%,平均潜伏期为53d。自第2代起,移植瘤传代成活率和液氮冻存复苏成活率均为100%。人侵蚀性葡萄胎裸鼠皮下移植模型HIM-9801的建立历时19个月,目前已传至第54代。从第4代起移植瘤生长速度趋于稳定,平均潜伏期为5.2d,传代间期12.8d,荷瘤鼠最长生存期79d,一般于第6~7周因衰竭而濒临死亡。
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    2.2 移植瘤的生长速度和倍增时间 以第8代裸鼠皮下移植瘤为移植物的第9代荷瘤鼠共18只,平均潜伏期为5d,于第6周开始荷瘤鼠拒食,最终因衰竭死亡。在此期间,每周解剖3只动物,其结果显示,移植瘤生长速度随时间的延长呈直线递增(r=0.93,P<0.01),其倍增时间随肿瘤生长逐渐延长,若按移植瘤体积计算其倍增时间分别为4.5h/第2周,8.6h/第3周,2.7d/第4周,3.3d/第5周和5.0d/第6周。荷瘤鼠体重自第4周开始下降。

    2.3 解剖学、组织学及超微结构观察

    2.3.1 移植瘤的肉眼所见 潜伏期过后,移植瘤呈半球状膨胀性快速生长,覆盖其上的皮肤变红,肿瘤边缘部皮肤多有一过性出血呈紫黑色,瘤体直径>2cm时往往有溃破或干涸。移植瘤若向周围浸润,则其活动度减少或固定,瘤体表面富含血管,包膜可不完整,瘤体周围可见芽状肿瘤结节。移植瘤剖面呈粉红色,可见细小水泡样组织,中央偶有出血坏死或液化。
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    2.3.2 光镜检查 裸鼠皮下移植瘤的组织学所见与作为瘤源的患者肿瘤一致,均为侵蚀性葡萄胎,绒毛肿大,间质水肿,滋养细胞高度增生,分化不良,并向子宫肌层血管周围组织浸润。

    2.3.3 电镜观察 侵蚀性葡萄胎裸鼠皮下移植瘤的细胞较小,呈多边形,边界清楚,其排列呈疏松片状或腺管样,细胞表面可见肿胀、长短不一的微绒毛,细胞器不发达,嵴断裂缺损,有的线粒体空泡化,粗面内质网多扩张,滑面内质网减少;胞质内见较多特征性有膜包绕的内分泌颗粒;还可见大量水泡样结构,水泡间有散在的胶原纤维。

    2.4 移植瘤的侵袭和转移 皮下移植瘤模型HIM-9801的裸鼠于濒死前处死。尸检发现在移植瘤周围呈不同程度的浸润性生长。经病理组织学检查证实,在受检的12只裸鼠中仅1只发生肺转移,未发现脑转移及其他脏器转移。

    2.5 荷瘤鼠β-hCG的测定 经放射免疫分析,裸鼠移植模型HIM-9801血中β-hCG的检测结果为39.15±5.28mIU/ml。
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    2.6 裸鼠移植瘤细胞DNA含量分析 人侵蚀性葡萄胎裸鼠皮下移植瘤细胞的FCM检测结果:DNA指数(DI)为1.24±0.09,增殖指数(PI)为33.39±5.88,为非整倍体DNA。

    2.7 染色体核型分析 人侵蚀性葡萄胎裸鼠皮下移植瘤的染色体数为56~69条,介于2倍体和3倍体之间,为非整倍体。

    3 讨 论

    3.1 人侵蚀性葡萄胎裸鼠皮下移植瘤模型的建立及意义 有关绒癌的裸鼠皮下移植瘤模型和细胞系的建立国内外均有报道[3],但尚未见有关建立人侵蚀性葡萄胎裸鼠移植模型和细胞系的报道。我们采用人侵蚀性葡萄胎的新鲜组织标本,成功地建立了人侵蚀性葡萄胎裸鼠皮下移植瘤模型HIM-9801。此裸鼠移植瘤模型较完整地再现了人侵蚀性葡萄胎的组织结构和功能特征,是较理想的人类肿瘤生物学模型,为该肿瘤的基础理论研究提供了同人体来源、易重复的良好实验动物体系。
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    3.2 影响人侵蚀性葡萄胎裸鼠移植成功率的因素 人类肿瘤在裸鼠体内接种是否成功与肿瘤的分化程度有关,低分化、转移和复发的肿瘤接种或移植率高,年幼裸鼠或附加放射线照射和使用各种免疫抑制剂的裸鼠更易成功[4]。最近的研究[5]还表明,组织不完整的肿瘤组织块是较肿瘤细胞悬液更为理想的移植材料。根据这一理论,我们以人侵蚀性葡萄胎的手术切除标本为材料,切成或剪成组织小块,移植于裸鼠皮下,成功地建立了HIM-9801模型,而且鼠间连续传代的成瘤率为100%,也表明了组织块移植的优越性。我们认为,原代移植成功后能否建立裸鼠的移植瘤株,关健在于:(1)在生长潜伏期后的快速成长期采用肿瘤边缘增殖活跃的肿瘤组织,适时传代;(2)传代或取材时应在1~2只裸鼠体内保留带包膜的部分瘤体作为备用瘤源以防传代丢失;(3)加强裸鼠的饲养和管理,严格无菌操作;(4)肿瘤的固有属性应适应裸鼠体内的新环境。

    3.3 人侵蚀性葡萄胎裸鼠移植模型的生物学特征 我们建立的人侵蚀性葡萄胎裸鼠移植模型HIM-9801不仅在组织学、超微结构、DNA倍体水平和染色体核型特点上与原始肿瘤一致,而且在功能上一直保持分泌β-hCG的特点。此模型还具有移植瘤潜伏期短和生长速度快的特性,有利于实验研究。
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    本研究结果显示,裸鼠皮下移植瘤发展至晚期可以向周围组织浸润,甚至发生恶病质,但很少发生远处脏器转移。移植瘤转移要经历局部生长、游走和远隔器官内再生长的程序,包括浸润、入淋巴管或血管、附着和增殖等一系列步骤,研究表明,裸鼠皮下移植瘤难以越过上述一系列屏障,较难建成高转移的移植瘤株。

    第一作者简介:李巨,男,43岁。解放军第202医院妇产科主任,主任医师,中国医科大学博士后,全军妇产优生专业委员会副主任委员,辽宁省妇产科学会副主任委员,《中国实用妇科与产科杂志》副主编,主编《产科理论与手术》。主要研究方向:妇科肿瘤,高危妊娠。

    李巨(解放军202医院妇产科,110003)

    胡煜(解放军202医院妇产科,110003)

    脱朝伟(解放军202医院妇产科,110003)
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    参考文献

    1,尹格平,苏应宽,庄桂霞,等. 葡萄胎滋养细胞DNA及RNA含量的定量分析及临床意义. 中华妇产科杂志,1992,29(9):538

    2,吴秉铨, 孙毓凯,郑杰,等. 裸鼠体内建立的人高转移癌系. 中华肿瘤杂志, 1985,7(5):324

    3,张德永,杨秀玉,张浩,等. 人绒癌裸鼠移植瘤模型的建立及其放射免疫显像. 中国医学科学院学报, 1995,17(3):210

    4,汤钊猷. 现代肿瘤学. 上海:上海医科大学出版社. 1993, 968-188

    5,Furukawa T,Fu X,Kubota T,et al. Nude mouse metastatic models of human stomach cancer constructed using orthotopic implantation of histological intact tissue. Cancer Res, 1993,53:1204

    6,Takao S,Shimazu H,Maenaharas,et al. Tumorigenicity and metastasis of human gastric cancer in nude mice. J Cancer Res Clin Oncol,1991,117:533, http://www.100md.com