實驗方法原理 在10只裸鼠下腹部切口,顯露膀胱和前列腺,用1 mL TB針筒、29G針頭在其前列腺左右腹側葉包膜下接種人前列腺癌DU145細胞50 μL,共計6 ×106 個,以建立原位腫瘤模型,觀察裸小鼠生命體征變化。于瀕死狀態下處死,并取原位腫瘤、膀胱、盆腔淋巴結、肺臟和肝臟標本,用40 g/L 甲醛固定、石蠟包埋和HE染色后顯微鏡下觀察, X線照射顯示骨骼轉移情況。
實驗材料 雄性BALB c裸鼠Du145 細胞系
試劑、試劑盒 胎牛血清RPM I 1640培養液戊巴比妥鈉胰酶EDTA
儀器、耗材 CO2孵箱棉簽手術刀紗布針筒針頭甲醛光學顯微鏡
實驗步驟
一、實驗準備
雄性BALB / c裸鼠10只,6 wk齡,體質量20 g左右,均在SPF條件下層流架內飼料飲水自由攝入。 Du145細胞系用含100 mL /L胎牛血清(杭州四季青公司)的RPM I 1640培養液(美國Gibco公司)在37℃,50 mL /L CO2 的孵箱內培養,以1. 25 g/L胰酶和0. 2 g/L EDTA的混合液消化傳代。
二、具體操作
1. 裸鼠用10 g/L戊巴比妥鈉( 75 mg/kg)麻醉,仰臥位,膠帶固定四肢,下腹部正中橫切口1 cm,暴露膀胱和精囊腺,用棉簽輕壓膀胱頂壁、腹側壁,并向下游離至膀胱頸,推開肌肉及生殖腺進一步暴露前列腺,可見其大小約1. 0 mm ×1. 5 mm ×2. 0 mm,分左右2葉,呈粉紅色,有明顯的腺體組織特征。
2. 用1 mL TB 針筒、29G針頭輕輕挑起一側前列腺包膜,緩慢進針,直至頂起對側包膜,明確針尖進入包膜后,再緩慢推注Du145細胞懸液50 μL (6 ×106 個) ,以包膜向上鼓起,脫離腺體表面為滿意標準。
3. 恢復臟器的解剖位置,用720可吸收線分別間斷縫合腹壁肌肉層和皮膚層,待鼠蘇醒后回籠。
4. 以裸鼠出現惡液質、處于瀕死狀態作為觀察終點,頸椎脫臼法處死。
5. 尸解并觀察荷瘤部位腫瘤的生長情況。
6. 裸鼠處死后,立即在100 mA,40 kV,5. 23 ms條件下行X線檢查。
7. 裸鼠與球管距離為1. 0 m,然后取前列腺、膀胱、盆腔淋巴結、肝臟和肺臟標本, 40 g/L 甲醛固定、石蠟薄層切片4 μm, HE染色后光鏡下觀察有無轉移灶。
其他
一、實驗討論
人前列腺癌動物模型是研究前列腺癌發病機制、腫瘤與宿主關系、癌腫侵襲與轉移過程和治療措施有效性不可缺少的理想實驗工具,因此,建立理想的前列腺癌動物模型應能最大程度地模擬人類前列腺癌的發生過程并具備以下特點: ①人源性腫瘤,可分泌前列腺特異性抗原( PSA) ; ②腫瘤特性與人類前列腺癌相似;③對激素的治療反應與人前列腺癌相似。
裸鼠因其免疫缺陷特性成為建立人類腫瘤動物模型的最佳載體。以往制作前列腺癌裸鼠模型時多選擇皮下作為荷瘤部位,接種方便、易于觀察,但是根據Paget的“種子與土壤”( Seed and Soil)學說,腫瘤的生長和轉移依賴于一個合適的微環境,因此原位種植較皮下接種具有更高的致瘤率和轉移機率,且皮下移植瘤模型并不能很好地模擬前列腺癌在人體內的自然生長過程以及許多生物學行為,而原位種植不僅使腫瘤細胞獲得了更接近人體內的生長微環境,而且其中豐富的內源性生長因子,能夠提高移植成功率,并形成與臨床相似的轉移模式。
Sato等對比前列腺癌LNCaP細胞懸液分別作SCID鼠皮下和原位種植后的情況,結果皮下組中100%成瘤,無一發生淋巴結及遠處轉移;原位組中89%成瘤,但全部發生腹膜后和縱隔淋巴結轉移, 40%發現有鏡下肺轉移。
Rembrink等和Wang等用前列腺癌PC23,PC23212521L,TSU2Pr1和LNCaP細胞作裸鼠的原位種植模型,致瘤率高,淋巴結、肺部轉移率極高。由于裸鼠前列腺非常小(約50 mg),因此進行腫瘤細胞注射需要特別精細的操作。 而且,注入腫瘤細胞后10 ~180 min,即使沒有直接刺入血管,也容易產生自發的淋巴道和血道轉移而造成人為的播散。
進行了多次預試驗,最終達到了包膜向上鼓起,脫離腺體表面的要求,最終成瘤率為60%,與國內王鵬飛等的結果相似。觀察到,所有小鼠術后均發生急性重癥肝炎,其性質可能是一種自身免疫性急性重癥肝炎(A IH)。
目前A IH的發病機制尚不清楚,但有研究表明藥物、環境和病毒感染可能是A IH的促發因素.。由于小鼠過早出現肝衰竭。因此本組模型中未能觀察到肺轉移、淋巴結轉移和骨轉移。另外,種植組織學完整的瘤塊比腫瘤細胞懸液的成瘤率和轉移率更高,但對顯微器械和操作精細程度的要求更高。因此,原位注射腫瘤細胞逐漸成為當前的主流技術。
此外,成熟的建模技術有助于“培育”出生物學特性更接近臨床實際的新細胞株。 例如,絕大多數前列腺癌細胞株不能分泌PSA,不利于腫瘤模型的監測, LNCaP雖能分泌PSA,卻屬于一種雄激素依賴型細胞株,限制了它在雄激素非依賴型前列腺癌中的研究應用。
Thalmann 等利用LNCaP建立不同的免疫缺陷動物模型,培育了一系列亞細胞系,既保留了PSA的分泌特性,又對雄激素非依賴,惡性度更高。利用這些亞細胞系在裸鼠身上分別皮下和前列腺原位接種,均建立了較LNCaP細胞更具致瘤能力和骨轉移潛能的動物模型。
Harper等利用TEN12在不同條件下造模后,也成功地培育了兩種新的細胞亞系TEN12F和TEN12C,為在分子水平解釋人前列腺癌從雄激素依賴型向非依賴型轉變的機制創造了條件。