腦膠質瘤呈浸潤性生長,邊界不清,惡性程度高,手術不能完全切除,且由于血腦屏障的存在導致化療效果不佳,同時對放療不敏感,故患者多數(shù)預后較差,5年生存率不超過5%,術后復發(fā)率較高,患者平均生存時間僅一年左右。為研究腦膠質瘤的發(fā)病機制,必須建立一種穩(wěn)定、良好的腦膠質瘤動物模型。
目前建立腦膠質瘤動物模型的方法主要有誘發(fā)型、移植型和轉基因型三類:(1)誘發(fā)型:包括化學物質誘發(fā)和病毒誘發(fā),此類動物模型的生物學特征不穩(wěn)定,且針對某些特殊病毒性腫瘤會表現(xiàn)出很強的免疫原性,故實際應用存在局限性;(2)轉基因型:此類動物模型的生物學特征不穩(wěn)定,來源有限,且實驗成本高;(3) 移植型:移植瘤株存活性高且易于保存,動物模型易建立,生物學特性與人腦膠質瘤最為接近,實驗成本低廉,是目前建立最多、研究最廣泛的膠質瘤模型。
一、移植型腦膠質瘤模型
建立移植型的腦膠質瘤模型通常選用C6腦膠質瘤細胞,該細胞:(1)同時具備膠質瘤細胞和惡性細胞生物特性;(2)組織相容性強,與各種大鼠均能配適;(3)在大鼠腦內接種后腫瘤形成時間短,成活率較高,生存期較穩(wěn)定; (4)生物學特性與人腦膠質瘤較為接近,有浸潤性生長、新生血管形成的特性,建立模型的瘤體特征及生長方式更接近于人腦惡性膠質,呈現(xiàn)多形性、高有絲分裂指數(shù)、瘤內局灶壞死出血、腦實質浸潤、腫瘤血管豐富且無包膜的特點,適合用來研究腦膠質瘤的發(fā)病機制和治療方法。
細胞培養(yǎng):
取C6腦膠質瘤細胞2×10?個,置于DMEM高糖培養(yǎng)基(含10% FBS、100 U /mL青霉素和100 μg /mL鏈霉素)進行傳代連續(xù)培養(yǎng)。培養(yǎng)48 h,細胞融合80%-90%時,加入0.25%胰蛋白酶消化。倒置顯微鏡下觀察到細胞回縮變圓,且有個別細胞脫落時加入完全培養(yǎng)基終止消化。臺盼藍排斥試驗檢測細胞活力,C6存活率應>90%
注意:若細胞活性差,則需再次培養(yǎng),直至檢測活性符合造模需要為止。1000 r /min離心3-4 min,收集細胞,用無血清培養(yǎng)液吹打成單細胞懸液,采用血球計數(shù)板計數(shù),將單細胞懸液密度調整為1 × 10?個/10 μL,置于37 ℃恒溫振蕩水浴中存放待用(目的:避免由于細胞死亡和沉底造成細胞密度不均勻),盡量在短時間內(注意:不超過90 min) 接種。
二、腦膠質瘤模型造模方法
動物品系:SPF級SD大鼠,健康,6~8W,雄性,體重為180g-200g;
實驗分組:正常對照組、模型組;
實驗周期:4-6 weeks;
實驗應用:用于研究腦膠質瘤引起的腦部損傷;
造模方法
(1)大鼠稱重后以1.25%阿佛丁(三溴乙醇)按10ml/kg體重腹腔麻醉,麻醉成功后剃除顱頂部毛發(fā),取俯臥位,將動物頭部固定于腦立體定位儀上,保持顱頂水平位置;
圖注:拓普生物腦立體定位儀
(2)手術區(qū)常規(guī)消毒,沿顱頂正中矢狀線縱向切開長約2cm皮膚,分離暴露顱骨;
(3)鈍性分離肌肉及骨膜,雙氧水消毒及止血,在距前囪正中線前6mm、中線旁開2~3cm處,用5mL注射器針頭鉆孔,不可傷及硬腦膜;
(4-1)30 μL微量注射器抽吸25μL單細胞懸液,針尖調節(jié)至觸及硬腦膜,沿骨孔緩慢垂直進針至硬腦膜下5.5 mm,退針1 mm后固定(目的:創(chuàng)建一個細胞懸液暫時存儲空間,并防止其沿針道擴散);
(4-2)緩慢將細胞懸液注入尾狀核內(注意:如果太快會引起細胞懸浮液從腦內溢出,沿腦脊液播散,導致種植細胞數(shù)減少,腫瘤難以成長為實體瘤,或細胞在頭皮下生長,造模失敗),注射時間為10 min(1 μL /min),注射完畢后留針5 -10min(目的:留針可防止腫瘤細胞溢出,有利于瘤細胞沉積在穿刺道的底部,減少因虹吸效應導致細胞沿注射針回流出腦外,并延長腫瘤細胞與靶點腦組織的接觸時間,從而提高成瘤率;同時有利于腦組織適應局部的壓力增高,減少瘤細胞沿針道種植轉移),緩慢拔針(目的:防止接種細胞的反流),骨孔用骨蠟密封住;
(5)逐層縫合皮膚,生理鹽水沖洗術野,噴灑適量抗生素,縫合皮膚,切口消毒,放入保暖箱內。大鼠麻醉蘇醒后放回飼養(yǎng)箱飼養(yǎng)并觀察。
三、術后檢測
1、一般情況:
(1)正常組生長狀況良好,活動、飲食均正常;
(2)模型組接種后隨著時間延長,前期大鼠進食逐漸減少,體重逐漸下降,眼周有出血癥狀,中期甚或出現(xiàn)眼周瘀血,精神逐漸萎靡、反應遲鈍、腹瀉,后期上述癥狀明顯加重,皮毛失去光澤,部分出現(xiàn)偏癱、昏迷,甚至死亡。
2、全腦標本觀察:
可在腫瘤細胞種植后至實驗結束前分時間點獲取全腦標本,以測量膠質瘤大體標本的體積,按腦表面的接種穿刺點作一冠狀交叉切口,觀察腫瘤生長情況并計算腫瘤體積= a×b×c(a為腫瘤的最大徑,b為與最大徑垂直的最寬徑,c為腫瘤的高) ;
模型組大腦左側腫瘤浸潤性生長,較周圍正常組織顏色深,腦中線向右偏,占位效應明顯,切面可見腫瘤內出血和組織壞死。隨著建模時間的延長,腫瘤的體積會不斷增加。
圖注:正常組腦中線居中(左)與模型組占位引起腦中線偏移(右)
3、HE染色(蘇木精-伊紅染色):
模型組腦組織HE染色后可見腫瘤細胞呈橢圓形,核大深染,核分裂相多見,圍繞血管生長活躍,排列紊亂,腫瘤組織內有出血和壞死區(qū)域,伴有豐富的膨脹的微血管,微血管內充斥著大量的紅細胞,并被壞死區(qū)域包圍。
圖注:C6腦膠質瘤傾向圍繞血管生長
圖注:C6腦膠質瘤接種后7天、14天、21天
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