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肿瘤动物模型的构建神经胶质瘤篇 [复制链接]

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导语神经胶质瘤(Gliomas),属于最常见的颅内肿瘤,约占原发性脑肿瘤的60%。由于血脑屏障的存在,对放疗化疗亦不甚敏感,非常容易复发,5年生存率仅为9.8%,是全身肿瘤中预后最差的之一。因此,建立准确的、反应人类胶质瘤特性的动物模型十分重要,本文就介绍常见的几种动物模型的建立方法及应用,希望可以为大家的研究添砖增瓦。

第一章:神经胶质瘤基本知识

神经胶质瘤简称胶质瘤,术语“胶质瘤”包括被认为是神经胶质细胞来源的所有肿瘤,是原发性中枢神经系统(CNS)肿瘤中发病率最高和最常见的肿瘤。一般发病在脑部的脑胶质瘤最为常见,它们的特点是具有高侵袭、迁移和增殖能力,因此很难治愈[1]。

神经胶质瘤的分类

如下图为,神经胶质细胞的各种类型,一般根据癌变的神经胶质细胞的类别,主要分为星形胶质瘤(Astrocytoma)、少突神经胶质瘤(Oligodendroglioma)、室管膜瘤(Ependymoma)以及混合性胶质瘤等[2]。

根据恶性程度,世界卫生组织又将脑胶质瘤分了4个等级。等级越上,恶性程度越高,治愈可能性越低,其中IV级胶质瘤中的多形性胶质母细胞瘤(Glioblastomamultiform,GBM),平均生存期仅1年左右,是威胁人类健康最严重的恶性肿瘤之一。如下表所示:

神经胶质瘤的致病机理

神经胶质瘤发展过程中,与多种癌基因和抑癌基因的异常突变有关。大量研究表明,p53基因突变和血小板衍生生长因子(PDGF)与其受体的激活是神经胶质瘤常见的2个基因突变。如最具侵袭性的的IV级GBM,它的恶变与一组核心信号通路:P53途径,RB途径和RTK途径异常密切相关。另外,电离辐射,病*感染及不良生活习惯,也与神经胶质瘤的发生密切相关。

第二章:神经胶质瘤常用的动物模型

动物模型是研究脑胶质瘤发病机制及其治疗方法的关键,下面就为大家介绍目前常用到的各种脑胶质瘤动物模型。

一、肿瘤细胞移植模型

即肿瘤细胞移植到小鼠体内,通常是在免疫抑制,免疫缺陷或新生儿免疫阳性宿主植入细胞。模拟肿瘤细胞在人体的生长过程,主要用于研究胶质瘤的发生发展机理和药物的筛选。

根据细胞系来源可以分为同种移植(鼠源癌细胞)和异种移植(人源癌细胞)。根据移植部位又分为皮下注射及原位注射等模型。

常用的细胞系如下表[3]:

鉴于原位荷瘤的技术难度,为大家详细介绍原位颅内荷瘤的实验步骤:

原位荷瘤目前基本是采用立体定位注射技术,在大鼠或裸鼠脑内在海马区接种经肿瘤细胞,该方法可以明显降低动物的手术死亡率,提高脑内成瘤率,稳定可靠。

选择处于对数生长期的肿瘤细胞和成年大鼠或裸鼠,一般为6-8周龄;

以U细胞为例,注射量2ul,2*个细胞/只,细胞需要与基质胶混合以防止其迁移;

先将实验动物麻醉,固定在立体定位仪上;

然后用灭菌过的直剪剪开实验动物头部皮肤,再用双氧水腐蚀脑膜,以暴露顶枕区;

用立体定位仪确定好注射靶点后,用电钻钻孔,注射完成后需停针5min,退针后用生物胶将实验动物头部皮肤粘合;

手术结束后,将实验动物用棉花覆盖保暖,等待其苏醒。

注意:注射的位置,注射量以及细胞数目都要根据研究需要来定,可参考相关文献。

数据分析:将荷瘤的鼠脑切片进行HE染色处理,荷瘤部位染色加深,(图中黑方框圈中的部位),正常组织染色较浅[3]。

评价:移植模型非常方便和可靠的,但它们仍存在缺点。主要局限性是通过在受体免疫受损小鼠中通过单次颅内注射植入大量细胞,会导致血脑屏障的破裂和反应性脑内伤口的形成。

二、基因修饰的小鼠模型

基因修饰小鼠模型主要为利用基因编辑技术进行敲除或插入特定基因,从而诱发动物产生神经胶质瘤。如下表中所示为常用的基因修饰的胶质瘤小鼠模型[3]。

备注:A=Astrocytoma星形胶质瘤,AA=Anaplasticastrocytoma间变型星形细胞瘤,GBM=Glioblastomamultiforme多形性胶母细胞瘤,GS=Gliosar

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