前言
所有的腫瘤疾病中,腦腫瘤(brain tumor)可能是危害最大并且難以治療的腫瘤性疾病,腦腫瘤有原發(fā)和繼發(fā)之分,原發(fā)性腦瘤(primary brain tumor)包括膠質(zhì)細(xì)胞瘤(glioma)和成神經(jīng)管細(xì)胞瘤(medulloblastoma),分別起源于膠質(zhì)細(xì)胞和它的前體細(xì)胞或者是外層的顆粒細(xì)胞層。膠質(zhì)細(xì)胞瘤是最常見(jiàn)的成年腦腫瘤,腫瘤發(fā)生在小腦幕上的腦實(shí)質(zhì),而成神經(jīng)管細(xì)胞瘤是兒童或者青少年發(fā)生在小腦幕下的小腦腫瘤。大部分腦腫瘤遺傳學(xué)的改變被認(rèn)為是發(fā)生在那些參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和細(xì)胞周期調(diào)節(jié)的蛋白的編碼基因上。動(dòng)物模型是研究腦腫瘤發(fā)病機(jī)制、生物學(xué)特性及檢驗(yàn)各種治療方法的高模擬性工具,由于原發(fā)性腦腫瘤的發(fā)生率非常低,因此研究人員使用了各種方法誘使動(dòng)物腦腫瘤的發(fā)生,為腦腫瘤的有效防治提供依據(jù),目前已建立多種腦腫瘤動(dòng)物模型,包括化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)模型、病毒誘導(dǎo)模型、移植模型以及基因修飾動(dòng)物模型。
部分造模方法
使用動(dòng)物:小鼠
【造模機(jī)制】:
將腦腫瘤細(xì)胞或者組織移植到受體動(dòng)物可以產(chǎn)生多種腦腫瘤模型,這類(lèi)腦腫瘤模型主要分為兩種:①同種移植模型:將化學(xué)致癌物或病毒誘導(dǎo)的腦腫瘤或自發(fā)性腦腫瘤進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng),然后將培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞移植到同系動(dòng)物宿主體內(nèi);②異種移植模型:將另一種系的腦腫瘤細(xì)胞或 者組織移植到缺乏免疫力的受體或者免疫特權(quán)的部位(如腦、眼房前、面頰部)。移植性動(dòng)物模型是目前應(yīng)用最多的腫瘤模型,也是膠質(zhì)瘤動(dòng)物模型中使用最多的方法。
【造模方法】:
裸小鼠T淋巴細(xì)胞功能完全缺乏,對(duì)異種移植不產(chǎn)生排斥反應(yīng),可以建立人腦腫瘤移植瘤動(dòng)物模型。如,將腦膜瘤細(xì)胞懸液移植于裸鼠皮下,所形成皮下腫瘤的組織學(xué)特征和細(xì)胞增殖特性與人類(lèi)腦膜瘤相似;腦膜瘤移植經(jīng)過(guò)16代連續(xù)繁殖以后,腦膜瘤仍然保持原來(lái)的特征;采用細(xì)胞懸液和腫瘤組織塊進(jìn)行了皮下移植實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)后者的成功率要高于前者,可能是組織塊含有腫瘤細(xì)胞間質(zhì),在質(zhì)地、血供、間質(zhì)結(jié)構(gòu)、生長(zhǎng)特性等方面與原腫瘤更為接近。裸鼠皮下移植模型操作簡(jiǎn)單,便于觀察,是目前應(yīng)用最為廣泛的方法。
腦內(nèi)移植最接近腫瘤的人體生長(zhǎng)環(huán)境,但其操作復(fù)雜,動(dòng)物感染及死亡率高,難以連續(xù)觀測(cè)腫瘤的生長(zhǎng)情況。如,采用立體定向技術(shù)將濃縮的腫瘤細(xì)胞懸液注射入大鼠右基底節(jié)區(qū),可明顯提高腫瘤的發(fā)生率并減少動(dòng)物損傷,但腫瘤細(xì)胞可沿注射通道向蛛網(wǎng)膜下腔、腦室內(nèi)及顱外播散。再如,有人對(duì)腦膜瘤進(jìn)行的顱內(nèi)移植實(shí)驗(yàn)也獲得了成功:將惡性的、非典型的、良性的腦膜瘤細(xì)胞分別腦內(nèi)接種到裸小鼠的額葉白質(zhì)或者硬膜下腔,小鼠的平均存活時(shí)間分別為:19天、42天、84天,惡性的和非典型的腫瘤呈浸潤(rùn)式生長(zhǎng),但沒(méi)有轉(zhuǎn)移到顱外,良性的腫瘤接種的一致表現(xiàn)為柔腦膜的生長(zhǎng),并且具有局限性,沒(méi)有連續(xù)性地侵入到血管、脈絡(luò)叢、凸面和顱底。裸小鼠的腎包膜下血供豐富,不易發(fā)生免疫反應(yīng),可將腦腫瘤移植于此,但需多次切開(kāi)裸鼠腎包膜進(jìn)行觀察,易發(fā)生感染或死亡,而且會(huì)對(duì)腫瘤的生長(zhǎng)產(chǎn)生影響。
【模型特點(diǎn)】:
腦腫瘤同種移植模型雖能提高腫瘤的模擬性和統(tǒng)一性,但動(dòng)物腦瘤與人腦瘤相比,在遺傳學(xué)、細(xì)胞動(dòng)力學(xué)和生物學(xué)方面均存在顯著的差異,因而人們將目光更多地投向腦腫瘤異種移植模型。由于免疫排斥反應(yīng)的存在,早期多將腫瘤移植于動(dòng)物免疫缺陷區(qū)(如豚鼠眼前房、地鼠頰囊、家兔角膜和雞胚絨毛膜)等,還有學(xué)者采用藥物、X線照射等方法抑制動(dòng)物免疫反應(yīng),直到1968年免疫缺陷動(dòng)物的發(fā)現(xiàn),才真正開(kāi)創(chuàng)了腦腫瘤異種移植動(dòng)物模型的時(shí)代,這些動(dòng)物包括T淋巴細(xì)胞功能缺陷的裸小鼠、裸大鼠,B淋巴細(xì)胞功能缺陷的CBA/N小鼠以及T、B淋巴細(xì)胞聯(lián)合缺陷的Lasat小鼠、SCID小鼠、NOG小鼠等等。
【模型評(píng)估和應(yīng)用】:
動(dòng)物腦腫瘤移植模型的主要優(yōu)點(diǎn)是移植瘤株易存活、易建立、易保存,且保留了較好的人腦腫瘤的組織學(xué)形態(tài)、分子生物學(xué)及細(xì)胞生物學(xué)特性,基礎(chǔ)及臨床應(yīng)用廣泛,是研究腦腫瘤的外科切除、放療化療的較好模型,但此模型對(duì)研究人腦腫瘤的遺傳機(jī)制幫助不大。另外,裸鼠模型的腫瘤細(xì)胞室經(jīng)過(guò)篩選和人工培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞系,不能代表人腦腫瘤的異質(zhì)性。
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