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编号:10246246
小鼠实验性肿瘤冷刺激后复温规律及其机制探讨
http://www.100md.com 《肿瘤》 2000年第5期
     作者:李涛 方玉强

    单位:李涛(第三军医大学大坪医院野战外科研究所护理部 重庆400042);方玉强(第三军医大学基础部)

    关键词:肿瘤;冷;温度记录法;血管;增殖细胞核抗原;动物,实验

    肿瘤000508 摘要:目的 探讨肿瘤组织冷刺激后复温规律及其与组织微血管密度、增殖细胞核抗原表达、局部组织血流量之间的关系。方法 将实验小鼠分为肿瘤组、肿瘤对照组和空白组。在接种后第1、4、7、10、13、16、19、22、25天时分别对实验各组进行冷刺激(将装有12℃水的塑料袋敷于动物后肢背侧2 min,立即用红外热图观察局部温度改变),同时在该时相点上测定局部组织血流量、组织微血管密度以及增殖细胞核抗原表达水平。结果 肿瘤在接种后局部温度均升高,在第十天时达到峰值,此后逐渐下降,冷刺激后,在肿瘤早期和中期复温速度明显加快,但在肿瘤生长的晚期,局部组织复温速度却明显减慢。肿瘤组织在各时相点上的Gmax值和Tm值与局部组织血流量、组织微血管密度以及增殖细胞核抗原表达呈正相关关系。结论 肿瘤组织各时相点上复温规律不同,其机制可能与局部组织血流量,组织微血管密度以及增殖细胞核抗原表达不同有关。
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    中图分类号:R73-33 文献标识码:A

    文章编号:1000-7431(2000)05-0340-03

    REWARMING REGULARITY OF INFRARED THERMO-GRAPHY AND ITS MECHANISM AFTER COLD PROVOCATION IN MICE SUFFERED FROM TUMOR

    LI Tao, FANG Yu-qiang.

    (Department of Nursing, Dapin Hosiptal, The Third Military Medical University Chong Qing 400042. P.R. China)

    Abstract:Objective To explore the rewarming regularity and its mechanism with infrared thermography, microvessel densities, PCNA and blood flow in local tissue. of mice suffered from tumor after cold provoation. Methods Mice were randomly divided into:(1) Tumor group(Tt), (2) Tumor control group(Tc),(3)Control group(Co). The hindlimb muscles of Kunming mice were inocutated with hepatic cancer cells (H22) to establish the tumor model. After the hindlimbs were treated with cold water bag, their temperatures were monitored using the infrared thermography; in addition, local tissue blood flow, microvessel density, and the level of PCNA were examined. Results The maximum rate of rewarming (Gmax) and the time of the Gmax-reaching (Tm) showed no significant differences between Tt and Tc group after cold provocation at day 1 post-inoculation. Gmax and Tm reached the peak and valley respectively at day 10. At day 25 Gmax in Tt group was significantly lower than that in Tc or Co group. Tm in Tt group was significantly longer than that in Tc or Co group. Gmax in Tt group was positively correlated with microvessel density (r=0.9036, P<0.05), PCNA(r=0.9136,P<0.05) and local tissue blood flow (r=0.8976,P<0.05) respectively. Conclusion the temperature of local tissue was affected by inoculating cancer cells. The resulted differences of rewarming regularity at different time was probably due to changes in microvessel dentity, local blood flow and PCNA.
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    Key words:Neoplasms; Cold; Thermography; Blood vessels; PCNA

    医用计算机化红外热图近年来广泛应用于临床[1,2],有关肿瘤的红外热图诊断在临床报告不多,也没有统一标准,本实验通过对肿瘤鼠冷刺激后红外热图观察其复温规律,同时检测其局部组织血流量、组织微血管密度和增殖细胞核抗原表达,为红外热图的临床肿瘤诊断提供实验室依据。

    材料与方法

    健康成年昆明鼠252只,体重30g±2g,分为肿瘤组(Tt组)、肿瘤对照组(Tc组)和空白组(Co组)。模型建立的方法为:肿瘤组[3],小鼠腹腔接种肝癌细胞H22生长1周后抽取其腹水,用肝素生理盐水离心沉淀冲洗3次,加入细胞分离液提供H22细胞,将收集的H22细胞用生理盐水配成109个/ml的瘤细胞悬液,抽取0.1 ml注射入小鼠右后肢肌肉建立肿瘤组模型。肿瘤对照组模型[4]是用上述制备的肿瘤细胞悬液用局部高温固化治癌仪灭活(射频为65/5 min)于相同部位注射0.1 ml。
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    红外热图检测:调节室温,温度控制在23℃±2℃,温度40%±5%,实验小鼠静置于热像室内30 min,调节水浴箱温度为12℃,将密封塑料水袋(5 cm×8 cm)置于其中20 min以上。小鼠置于摄像镜头前33 cm处,取热图一张并存盘。用上述塑料水袋敷于小鼠双后肢2 min后,立即用计算机自动扫描图像,每隔5 s扫描一幅,共计64幅。用红外热图专用软件进行数据测量,对所得数据进行曲线拟合,取复温曲线中冷刺激后温度,冷刺激后即时温度、复温曲线温度变化最快处的变化斜率(Gmax)以及达到最快时的时间(Tm)为统计值。

    组织微血管密度采用Ⅷ因子免疫组化法,动物后肢肌肉取材,中性福尔马林液固定,常规石蜡包埋,5 μm切片,采用美国Zymed Laboratories Itc.的Ⅷ因子即用型,DAKO公司的SP试剂盒进行检测,切片常规脱蜡,3%过氧化氢温育5 min,消除内源性过氧化物酶的活性;用0.1%胰蛋白酶消化,用正常羊血清封闭,37 ℃, 20 min;滴加与鼠抗人Ⅷ因子相关抗原蛋白温育,4℃,过夜;PBS冲洗,3 min×3次;滴加生物素标记的IgG温育37℃,20 min;PBS冲洗,3 min×3次;辣根过氧化物酶标记的链霉卵白素,温育37℃,20 min;PBS冲洗,3 min×3次;显色;血管内皮细胞Ⅷ因子相关免疫组化染色棕色阳性反应,以静脉和毛细血管内皮细胞最强,动脉血管特别是大动脉内皮细胞染色浅淡。计算机图像定量分析:微血管组化结果由CMIAS-007型真彩色医学图像系统处理,40×10视野下,每张切片随机取6个视野(待测组织须充满整个视野),以面积比率表示微血管相对面积,取6个视野均值作为统计值。
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    增殖细胞核抗原采用PCNA免疫组化法,取材同前,采用武汉博士德公司PCNA试剂盒(浓缩型),用Engogenous Perosidase Blocking Solution阻断37 ℃,20 min;PBS冲洗3 min×3次;用正常羊血清封闭,37 ℃,20 min;配制一抗: 按照1∶10(TBS 0.05M)比例,滴加一抗,4℃,过夜;PBS冲洗,3 min×3次;按照1∶50(TBS 0.05 M)比例,滴加二抗,37℃,20 min;PBS冲洗3 min×3次;配制SP工作液,A液和B液各20 μl加200 μl TBS,37 ℃,20 min;PBS冲洗3 min×3次,用BC/IP试剂盒1∶20浓度显色,37 ℃烘干,封片。阳性结果判断:增殖抗原免疫组化染色棕色为阳性反应,细胞增殖活性强者PCNA表达加强,计算机图像定量分析:同前组织微血管密度测定。

    局部组织血流测定采用H+浓度清除速率法,腹腔注射20 %乌拉坦0.15 ml麻醉,气管切开,插入小胶管,气管连接动物呼吸机,吸入气体为空气(90%)和氢气(10%)的混合物,呼吸机的正压呼吸。将参考电极放入皮下,探测电针插入肌肉。组织末梢血流量仪记录H+清除情况。
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    实验数据以均数标准差表示,采用方差分析进行统计处理。

    结 果

    无冷刺激时红外热图动态测温结果 接种肿瘤细胞可导致局部组织温度上升;随着肿瘤的生长,肿瘤区域温度逐渐上升,第13天达到峰值,温度升高1.44℃,此后逐渐下降。肿瘤对照组在接种后第一天时温度有所上升,此后下降接近正常。

    冷刺激后肿瘤红外热图测温结果 冷刺激2 min后,肿瘤组、肿瘤对照组和空白组之间局部的起始温度几乎相同,无差异;冷刺激撤除后,各实验组在各时相点上均生成一复温曲线,肿瘤组冷刺激后复温曲线Gmax随着肿瘤的生长逐渐增长,于第10天达到峰值,随后逐渐减少,到第25天时反小于对照组(见附图A),冷刺激后达到Gmax的时间Tm随着肿瘤不断生长逐渐缩短,第10天时最短,此后又逐渐延长,至第25天时,Tm反长于对照组。肿瘤对照组在接种后第1天冷刺激后复温曲线的Gmax增大,Tm缩短,随后迅速接近正常,第4天以后与空白组无显著差异(见附图)。
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    附图 A.肿瘤组与对照组冷刺激后Gmax值

    B.肿瘤组与对照组冷刺激后Tm值

    末梢组织血流量测定结果 对照组在接种前后局部组织血流量无显著差异(P>0.05),肿瘤组在接种后第1天与肿瘤对照组间无显著差异(P>0.05),到第4天肿瘤组显著升高(P<0.05),并于第10天左右血流量达最高值,以后降低,到第25天,肿瘤组的血流量显著低于对照组(P<0.05,见表1)。

    表1 肿瘤组及肿瘤对照组局部组织末梢血流量、PCNA面积密度、微血管面积密度(±s)(n=8) 检测时间

    局部组织末梢血流量

    PCNA面积密度
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    微血管面积密度

    Tc

    Tt

    Tc

    Tt

    Tc

    Tt

    接种前

    2.21±0.03

    2.21±0.021

    0.078±0.010

    0.079±0.008

    0.384±0.042
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    0.389±0.037

    接种后1d

    2.23±0.02

    2.25±0.02

    0.071±0.004

    0.189±0.007

    接种后4d

    2.25±0.01

    2.38±0.03

    0.072±0.011

    0.272±0.028#
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    0.389±0.053

    0.954±0.042#

    接种后7d

    2.19±0.03

    2.56±0.02#

    0.069±0.012

    0.595±0.034#

    0.383±0.072

    1.357±0.023#

    接种后10d

, 百拇医药     2.24±0.02

    2.81±0.01#

    0.074±0.007

    0.703±0.025#

    0.382±0.052

    1.494±0.056#

    接种后13d

    2.23±0.01

    2.74±0.03#

    0.065±0.005

, 百拇医药     0.602±0.033#

    0.388±0.046

    1.482±0.064#

    接种后16d

    2.22±0.02

    2.41±0.02#

    0.075±0.015

    0.484±0.016#

    0.384±0.038

    1.482±0.043#
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    接种后19d

    2.23±0.02

    1.96±0.01

    0.075±0.031

    0.375±0.021#

    0.384±0.039

    1.425±0.038#

    接种后22d

    2.21±0.02

    1.01±0.03#

    0.069±0.023
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    0.285±0.031#

    0.386±0.036

    1.363±0.038#

    接种后25d

    2.20±0.03

    0.75±0.02#

    0.063±0.008

    0.143±0.019#

    0.385±0.068

    1.272±0.082#
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    注:#相应Tc组比较,P<0.05 增殖细胞核抗原面积密度检测 对照组在接种前后PCNA表达无显著差异(P>0.05),肿瘤组在接种后第1天PCNA表达显著高于肿瘤对照组(P<0.05),并于第10天PCNA表达达最高值,随后降低,到第25天,肿瘤区域PCNA仍高于TC组(P<0.05,见表1)。

    组织微血管密度 各组接种前后微血管密度均无显著差异(P>0.05),肿瘤组接种后第1天较对照组间无显著差异(P>0.05),从第4天开始,肿瘤组显著高于肿瘤对照组,并于第10天达峰值,随后逐渐降低(P<0.05,见表1)。

    冷刺激后Gmax值与组织微血管密度、局部组织血流量、细胞核增殖抗原之间相关关系(见表2)。

    表2 Gmax、微血管密度、血流量、PCNA表达的相关分析

    R
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    Y=a+bx

    P值

    Tt复温速度-血管

    0.9036

    Y=-0.052+0.9784x

    <0.05

    Tt复温速度-血流

    0.8976

    Y=-0.329+0.4311x

    <0.05

    Tt复温速度-PCNA
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    0.9136

    Y=1.643+0.698x

    <0.05

    (备注:Y=a+bx,Y—Gmax,x—PCNA,微血管密度,局部血流)

    讨 论

    肿瘤组织特别在早期的肿瘤组织,某细胞分裂异常时,细胞代谢、血液循环等异常变化常导致局部温度升高,可出现热图异常。以往的工作及本实验的第一阶段工作得出了肿瘤发生发展过程中热图特征,对于一个可疑的偏热区域进行动态观察可以作出初步诊断,但对一些无条件进行动态观察或即时检查就要求提供诊断信息的患者,这是有相当困难的。本实验通过对实验小鼠局部冷刺激后红外热图观察在不同时期复温规律,为临床诊断肿瘤提供的实验室依据,同时通过实验显示,肿瘤组织处冷刺激后的复温规律可能与局部组织微血管密度、血流量以及增殖细胞核抗原表达水平有关。
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    本实验设计的冷刺激复温曲线分析法,利用专用软件进行复温曲线比较,得出肿瘤组织冷刺激后的曲线特征,在临床是十分有意义的,这种鉴别法将使一些较早期与中晚期肿瘤热图的鉴别带来许多方便,具有很重要的研究价值和应用价值。当然由于本实验只对肿瘤发展过程的红外热图特征作了初步探讨,仍有待进一步的研究探索。

    作者简介:李涛,女,硕士研究生。

    参考文献

    [1]姚鼎山.红外医疗技术〔M〕.上海:复旦大学出版社,1993:73

    [2]Michae TG,Anbar PHD, James C, et al. Manifestation of neurological abnormalities through frequency analysis of skin temperature regulation〔J〕. Thermology,1991,3:234
, 百拇医药
    [3]黄皎林,迟颜帮,许明贵,等.自体肿瘤高温固化留置(瘤苗)免疫研究〔J〕.中国癌症杂志,1993,3:197

    [4]黄皎林,迟颜帮,张哉根,等. 肝癌(H22)固化瘤苗的免疫实验研究〔J〕.中国肿瘤临床,1994,21:46

    [5]Sluka KA, Lawand NB, Westlund KN. Joint Inflammation is reduced by dorsal rhizotomy and not by sympathectomy or spinal cord transection〔J〕. Ann Rheama Dis, 1994,53(5):309

    (收稿日期:1999-10-10;修回日期:2000-01-03), 百拇医药