1肝癌细胞系L2肝、脾原位接种小鼠生存率、肿瘤发生及侵袭转移情况
脾接种组1只裸鼠于接种后第2天死亡,肝、脾原位接种组裸鼠接种成功率分别为100%(10/10)、90%(9/10)。肝原位接种组肝成瘤率为100%(10/10),肉眼观察见明显肿瘤形成灶,肿瘤呈外生结节膨胀性生长(表1,图1),并与周围肝组织和腹壁侵袭粘连明显,腹腔内亦可见多数灰白色圆形、椭圆形播散性瘤结节及血性腹水形成(表2、3);本组6只裸鼠发生肺转移(60%,6/10),肺表面可见灰白泡状转移结节,未见脾转移发生。脾原位接种组脾成瘤率78%(7/9)、肝转移率67%(6/9),肿瘤呈外生结节膨胀性生长,切面灰白色,质较硬(图2),与周围组织和腹壁亦有侵袭粘连,伴不同程度腹腔播散及血性腹水;本组肺转移率11%(1/9),镜下见肺门淋巴结转移(33%,3/9)。
2肝癌细胞系L2肝、脾原位接种肿瘤病理组织学特征
L2肝、脾原位接种瘤细胞以及肝转移瘤细胞镜下呈典型HCC的巢团状分布,瘤细胞椭圆或不规则形,核大深染,核质比大,细胞异型性明显,并可见多量病理性核分裂象,在器官近包膜及实质内均有连片肿瘤组织分布(图3、4)。两种动物模型肺转移灶多分布在支气管周边及接近肺表面,尤其是肝接种组部分肺转移灶相互融合形成HCC典型的巢团状结构。少部分肺转移灶瘤细胞呈散在分布,无典型巢团状排列,高倍镜下似“猫眼”状及呈不规则状。肝接种组肺转移程度和范围较脾接种组强而大(图5、6)。此外,肝、脾两种模型均可见不同程度的肺门淋巴结转移。
3讨论
HCC是肝癌中最常见的组织学类型,其发病隐匿、恶性程度高,多数患者在临床确诊时已为中晚期。虽然早期肝癌患者经手术切除可取得良好的治疗效果,但对于中晚期肝癌患者的治疗,在过去30多年来一直未能取得突破性进展[9]。因此,急需建立较为理想的动物模型,探讨肝癌药物干预疗效、HCC发生、转移的规律及其机制等。明确肿瘤转移机制是降低肿瘤病死率的关键之一。裸鼠由于先天性胸腺发育不良,致T细胞生成障碍,细胞免疫功能缺陷,从而保证癌细胞裸鼠移植的可行性。Ogawa等[6]建立HCC细胞系,并经裸鼠注射后表现出不同程度的转移潜能,其中L2细胞经皮下、尾静脉、腹腔注射后肺转移率分别为20%、100%、0。由于原位接种造模被普遍认为是最佳的造模方式[4],因此本组首次利用L2细胞经裸鼠肝、脾原位接种造模,并比较肝、脾成瘤及肺转移情况,发现肝原位接种组肺转移率(60%)明显高于脾接种组(11%,P<005);也高于Ogawa等[6]通过皮下(20%,P<005)和腹腔注射(0,P<001)模型的肺转移率,本组虽低于尾静脉注射模型的肺转移(100%,3/3),但Ogawa等构建此尾静脉模型时仅用3只裸鼠,二者差异无统计学意义。传统造模法认为,将肿瘤细胞接种到肿瘤原发部位的组织器官,可以获得与原发肿瘤相似的微环境基础,更有利于肿瘤生物学特性的研究[4]。如果从尾静脉注射肿瘤细胞,由于下腔静脉血流量及流动速度明显大于门静脉,即使不能完全排除一小部分瘤细胞可能会通过门静脉入肝,再转移到肺,但绝大部分瘤细胞会直接通过下腔静脉入心和肺,形成未经过肝脏微环境培育的肺转移灶。因此,相较于尾静脉注射模型,肝原位接种模型应该更具有原发性肝癌肺转移的生物学特性。尾静脉注射造模法具有操作较为简单与肺转移率较高等优点,如进行皮下或腹腔注射,瘤体位于皮下及腹腔,不具有原位性肝癌特征性的生物学行为,且不易形成腹水、黄疸及肺转移,但在肝癌的复发转移方面的研究具有一定的缺陷[10]。因此肝原位接种造模能更好的模拟体内HCC发生、转移等生物学行为,优于Ogawa等经皮下、尾静脉及腹腔注射构建的模型,能够为HCC的发生、转移机制的研究及药物干预实验提供良好实验对象。本实验结果显示:L2细胞系虽源于肺转移灶肿瘤细胞,对肺组织具有更好的亲和性而表现出更高的转移率,但除了Ogawa等的尾静脉注射模型(肺转移率100%)及本实验肝原位接种模型(肺转移率60%)外,其余3种造模途径(皮下、腹腔及脾脏)的肺转移率均低[2-5],其原因可能由于L2细胞系虽然源于肺转移灶,但在不同微环境下也有可能表现出肿瘤组织生物学特征的差异,即肿瘤异质性的体现。阮思蓓等[4,11]报道肝原位接种造模时,可能会有一小部分瘤细胞未在肝组织环境中黏附生长,直接通过肝静脉入肺而失去肝组织特有“土壤”的培育,因此本实验同步进行脾原位接种造模,此途径中的瘤细胞无论是停留在脾组织还是直接入脾静脉,最后都会通过脾静脉-肝门静脉入肝而在肝脏“土壤”中培育,从而获得与HCC发生及其自发转移更为相似的生物学特性。
本实验与本课题组前期实验结果比较[2-5],肝原位接种组成瘤率100%,且均不见脾转移,证明建立的动物模型符合血道转移规律;脾接种组成瘤率及肝转移率不及肝癌细胞系C6,却高于C1、C2,提示起源于肺转移灶的L2细胞对肝脏仍表现出一定的亲和力,也进一步说明同源细胞系具有不同的生物学特性。另外,本实验也出现了与C6细胞系接种相似的现象[6],即有2只经脾原位接种造模小鼠未见肺转移却发生了肺门淋巴结转移。虽然冀学宁等[12]报道肝癌细胞趋化因子及受体表达可能与其淋巴转移潜能有关,也有淋巴结跳跃式转移学说,但是肝癌从肝脏直接转移至肺门淋巴结还缺乏相应的解剖学基础[13],此现象的具体原因和机制还有待进一步研究。综上所述,大鼠肝癌细胞系L2肝、脾原位接种模型均易成瘤且伴不同程度肺转移发生,其中L2肝原位接种动物模型更适用于HCC肺转移机制及体内药物干预实验的研究。
作者:刘勇 唐红 罗霞 阮思蓓 张元 唐明希