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        改良縫掛法構(gòu)建小鼠胃原位移植瘤模型及評(píng)估

        2022-02-01 03:31:08左彥珍魯艷杰張雯惠李祥伶龐佳昱李玉紅
        關(guān)鍵詞:胃癌小鼠模型

        程 蝶,左彥珍,魯艷杰,張雯惠,李祥伶,龐佳昱,李玉紅

        胃癌在消化系統(tǒng)腫瘤中致死率位居第3位[1-2],早期通常無明顯癥狀,多數(shù)患者發(fā)現(xiàn)時(shí)病情已進(jìn)展到中晚期[3]。盡管胃癌已在多模式治療方面取得進(jìn)展,但復(fù)發(fā)依然常見[4]。目前,胃癌體內(nèi)研究常采用動(dòng)物皮下移植瘤模型,但因胃癌具有特殊的腫瘤微環(huán)境[5],其內(nèi)多種基質(zhì)細(xì)胞、生長因子相互作用直接或間接地影響腫瘤的發(fā)生和發(fā)展[6],因此關(guān)于胃癌的研究不能脫離腫瘤微環(huán)境及神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)等獨(dú)立進(jìn)行瘤體組織研究。皮下移植瘤模型不能有效模擬胃癌原發(fā)器官的腫瘤微環(huán)境,已不能滿足胃癌研究領(lǐng)域的新需求,胃癌相關(guān)基礎(chǔ)研究的深入挖掘要求構(gòu)建更高效穩(wěn)定、更貼合臨床的動(dòng)物原位腫瘤模型。本實(shí)驗(yàn)首先種植兩種人胃癌細(xì)胞株MGC803和MKN45/luc,構(gòu)建皮下移植瘤,再將皮下瘤組織塊用改良縫掛法構(gòu)建胃原位移植瘤模型,通過手術(shù)解剖和動(dòng)物活體成像系統(tǒng)檢測裸鼠胃原位移植瘤的成瘤效果及生長情況。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        1.1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 BALB/c(nu)裸鼠,4~5周齡,體重15~18 g,購自北京市華阜康實(shí)驗(yàn)動(dòng)物公司,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(京)2020-0004。2只裸鼠用于兩種胃癌細(xì)胞皮下移植瘤構(gòu)建,15只裸鼠用于改良縫掛法構(gòu)建胃原位移植瘤。本實(shí)驗(yàn)經(jīng)承德醫(yī)學(xué)院倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)。

        1.1.2人胃癌細(xì)胞株 人胃癌細(xì)胞MGC803購自上海吉?jiǎng)P基因公司,人胃癌細(xì)胞MKN45/luc購自寧波明舟生物公司。

        1.1.3實(shí)驗(yàn)試劑及主要儀器 PBS緩沖液(購自Biological Industries)、RPMI 1640培養(yǎng)基(購自Biological Industries)、胰蛋白酶(購自Biological Industries)、胎牛血清(購自普諾賽公司)。

        1.2 方法

        1.2.1胃皮下移植瘤模型的構(gòu)建 構(gòu)建人胃癌細(xì)胞株MGC803以及能夠穩(wěn)定表達(dá)熒光素酶的人胃癌細(xì)胞株MKN45/luc裸鼠皮下移植瘤:體外培養(yǎng)細(xì)胞至對(duì)數(shù)生長期,胰酶消化,1 000 r/min離心5 min,PBS洗滌3次,PBS重懸成濃度為每毫升1×108個(gè)細(xì)胞懸液,將0.2 mL細(xì)胞懸液注射于裸鼠背部皮下,棉簽按壓針孔數(shù)秒,待成瘤。

        1.2.2胃癌原位移植瘤模型的建立 約1周后,皮下荷瘤小鼠注射部位可見皮下瘤形成,周圍有血管生成,待瘤體直徑長至1 cm,取出皮下瘤體,制備成體積1 mm3的腫瘤組織塊。5只裸鼠用于構(gòu)建MGC803原位移植瘤模型,10只裸鼠用于構(gòu)建MKN45/luc原位移植瘤模型。改良縫掛法構(gòu)建裸鼠胃原位移植瘤模型。操作如下:術(shù)前禁食禁水6 h,麻醉消毒后使裸鼠仰臥位于操作臺(tái),于劍突下方約5 mm處沿腹中線左側(cè)1 cm縱向逐層暴露腹腔,種瘤位置選擇胃大彎近幽門毛細(xì)血管豐富部位,手術(shù)縫線于此部位漿膜層行第一針固定,將制備好的1 mm3腫瘤塊掛到手術(shù)線上,使用“8”字縫合法將瘤塊包入漿膜中(圖1),閉合腹腔待小鼠恢復(fù)自主活動(dòng)后放回飼養(yǎng)籠。

        圖1 胃原位移植瘤組織瘤塊種植位置、手法

        1.2.3荷瘤小鼠胃原位移植瘤的成瘤效果解剖檢測 MGC803細(xì)胞構(gòu)建的胃原位移植瘤模型建立3周后,手術(shù)解剖小鼠,探查成瘤效果及瘤體大小。

        1.2.4熒光成像技術(shù)檢測荷瘤小鼠胃原位移植瘤的成瘤效果 MKN45/luc細(xì)胞構(gòu)建的胃原位移植瘤模型建立3周后,腹腔注射熒光素酶底物D-熒光素鉀鹽(150 mg/kg),使用IVIS Lumina XRMS SeriesⅢ動(dòng)物活體成像系統(tǒng)拍照。

        1.2.5荷瘤小鼠胃原位移植瘤組織的病理檢測 解剖取材,取胃腫瘤組織及瘤旁正常胃組織,經(jīng)10%中性福爾馬林固定,行HE染色及免疫組化染色。

        2 結(jié)果

        2.1 裸鼠胃原位移植瘤的成瘤情況及腫瘤大小構(gòu)建裸鼠MGC803細(xì)胞胃原位移植瘤模型后,飼養(yǎng)3周處死,對(duì)成瘤情況及腫瘤大小進(jìn)行檢測和測量發(fā)現(xiàn):用改良縫掛法構(gòu)建的胃原位移植瘤模型全部成瘤,腫瘤生長良好、大小均一(圖2),5只裸鼠胃原位移植瘤體積(mm3)中位數(shù)為216、四分位距為102、均值為224.4、標(biāo)準(zhǔn)差為108.5、標(biāo)準(zhǔn)誤為48.52,不存在離群值(Median±2IQR)和極端值(Median±3.5IQR),正態(tài)性檢驗(yàn)結(jié)果顯示各數(shù)值在組內(nèi)接近正態(tài)分布(P>0.05),胃原位移植瘤均一性較好。

        ABCD

        2.2 裸鼠胃原位移植瘤的動(dòng)物活體成像情況對(duì)10只種植MKN45/luc細(xì)胞的原位移植瘤裸鼠行動(dòng)物活體成像系統(tǒng)拍照,結(jié)果顯示:10只均造模成功(圖3)。樣本中不存在離群值(Median±2IQR)和極端值(Median±3.5IQR),獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)顯示,雌性裸鼠瘤體熒光數(shù)值低于雄性的平均水平,兩組的差值為-1.4E+09,95%CI為-4.0E+09~12E+09,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-1.263,P>0.05),正態(tài)性檢驗(yàn)結(jié)果顯示各數(shù)值在組內(nèi)接近正態(tài)分布(P>0.05),提示本方法構(gòu)建的胃原位移植瘤均一性較好。

        圖3 小動(dòng)物活體成像系統(tǒng)生物熒光拍照?qǐng)D:A.雄性;B.雌性

        2.3 裸鼠胃原位移植瘤組織的HE染色病理結(jié)果正常胃組織切片顯示:胃黏膜固有腺體形態(tài)規(guī)則,壁細(xì)胞和主細(xì)胞排列整齊。胃原位移植瘤組織切片顯示:細(xì)胞大小不等、形態(tài)不一,異型性明顯,核大深染,可見病理性核分裂象,符合胃癌的病理特征(圖4)。

        AB

        2.4 裸鼠胃原位移植瘤組織中CD45、vimentin和CK19的表達(dá)情況免疫組化結(jié)果顯示:CD45和vimentin在胃原位移植瘤組織中低表達(dá)或不表達(dá),CK19在胃原位移植瘤組織中高表達(dá)(圖5);提示腫瘤為上皮來源,胃原位移植瘤造模成功。

        ABC圖5 裸鼠胃原位移植瘤組織免疫組化結(jié)果:A.腫瘤組織中CD45呈陰性,PV6000兩步法;B.腫瘤組織中vimentin呈陰性,PV6000兩步法;C.腫瘤組織中CK19呈陽性,PV6000兩步法

        3 討論

        在過去十幾年中,胃癌的患病率顯著下降,但每年仍有大量患者死亡[7]。裸鼠是先天性胸腺缺陷的突變小鼠,是多種腫瘤模型構(gòu)建常用動(dòng)物[8-10]。目前,胃癌研究常用裸鼠皮下移植瘤[11]和裸鼠原位移植瘤。雖然皮下移植瘤操作方便,但其不容易模擬臨床上胃癌侵襲和轉(zhuǎn)移,且無法構(gòu)建胃癌特殊的腫瘤微環(huán)境[12]。因此,構(gòu)建穩(wěn)定的動(dòng)物胃原位移植瘤模型是基礎(chǔ)科研亟需解決的難題。

        構(gòu)建胃原位移植瘤常用縫掛法、細(xì)胞注射法、胃囊法和OB膠黏合法[13]。傳統(tǒng)縫掛法瘤體易掉落腹腔;細(xì)胞注射法操作時(shí)細(xì)胞懸液易隨針道外漏;胃囊法這類創(chuàng)面較大的縫合易造成梗阻;OB膠黏合法則是將瘤組織塊埋入血管豐富的胃漿肌層后[14],使用OB膠黏合創(chuàng)口,雖然OB膠具有可吸收性,但其強(qiáng)效的黏合功能對(duì)胃功能運(yùn)動(dòng)和胃組織表面血管也有限制及影響,且易與相鄰器官粘連[15]。綜上,目前常用的構(gòu)建胃原位移植瘤方法均存在不同程度的缺陷,有待改良。

        本研究對(duì)傳統(tǒng)縫掛法實(shí)施進(jìn)一步改良,較于其他構(gòu)建方法具有以下優(yōu)越性:(1)不需大量培養(yǎng)細(xì)胞;(2)操作僅在胃漿膜層,刺激小,不易造成梗阻,成活率高;(3)瘤體不易脫落且不影響小鼠胃腸正常功能;(4)種植在毛細(xì)血管分布豐富的胃大彎近幽門處,成瘤率高;(5)均一性好、可重復(fù)性高。此外,本研究結(jié)合動(dòng)物活體成像系統(tǒng),用熒光素酶標(biāo)記人胃癌細(xì)胞株構(gòu)建胃原位移植瘤,對(duì)動(dòng)物體內(nèi)腫瘤生長情況的動(dòng)態(tài)監(jiān)測進(jìn)行初步嘗試[16]。改良后的縫掛法構(gòu)建胃原位移植瘤的成功,不僅為胃癌領(lǐng)域基礎(chǔ)研究提供了優(yōu)質(zhì)的動(dòng)物腫瘤模型,也為胃癌的臨床治療研究奠定了模型基礎(chǔ)。

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