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编号:10288340
提高人鼻咽癌细胞系在裸鼠体内特异性肺转移能力的初步研究
http://www.100md.com 《广东医学院学报》 2000年第2期
     作者:陆元志 唐慰萍 陈小毅 邓惠华 莫梅英 蔡琼珍 李飞虹

    单位:陆元志(广东医学院病理学教研室,湛江 524023);唐慰萍(广东医学院病理学教研室,湛江 524023);陈小毅(广东医学院病理学教研室,湛江 524023);邓惠华(广东医学院病理学教研室,湛江 524023);莫梅英(广东医学院病理学教研室,湛江 524023);蔡琼珍(广东医学院病理学教研室,湛江 524023);李飞虹(广东医学院病理学教研室,湛江 524023)

    关键词:鼻咽癌;肿瘤移植;肿瘤转移;小鼠,裸

    广东医学院学报000204

    摘要 目的:提高人鼻 咽癌细胞系在裸鼠体内特异性肺转移。方法:分别将人鼻咽癌细胞克隆株F1在体外与鼠肺块共同孵育及胸内移植,然后将带瘤细胞 肺块和胸内瘤组织块各行皮下移植,并与瘤细胞悬液皮下移植瘤比较,观察各组移植 瘤的生长和转移情况。结果:三组皮下移植瘤的组织学形态差异无 显著性。 但肺块组和胸内瘤组生长较快并具有明显侵袭性,总转移率有所提高,而且肺块组具有明显 的肺转移倾向。结论:鼻咽癌细胞在体外 与肺块共同孵 育或胸内移植后均能提高其转移能力;体外鼻咽癌细胞与肺块孵育能促进其发生肺转移。
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    【中图分类号】 R 730 【文献标识码】 A

    文章编号:1005-4057(2000)02-0126-03

    Preliminary study on enhanced lung-s pecific metastatic capability

    of hum an nasopharyngeal carcinoma (NPC) ce ll subline F1 in nude mice

    Lu Yuanzhi,Tang Weiping,Chen Xiaoyi, et al

    (Department of Pathology Guangdong M edical College,Zhanjiang 524023)
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    Abstract Objective:To explore an approach that may enhance the spontanou s lung-specific metastasis of humanMPC cell line.Methods:The N PC subline F1 was incubated with mouse lun g cubes in vitro or implanted intrat horacically(i.t),respectively,then t he NPC cell-infiltrated mouse hmg cu bes and the intrathoracic tumor tiss ues were transplanted into the subcu taneous(s.c) tissue of nude mice.Com pared with the s.c implantation of t he cell suspension of NPC subline F1, the growth characteristics,the invas ion and the metastatic behavior of t umors were observed.Results:No s ignificant differences were found among three groups of the s.c tumors in vi vo with respect to the histomorpholo gic features.Subcutaneous tumors grew rapidly and invasively in the cell- infiltrated lung cubes and the intra thoracic tumors,and the total incide nce of metastasis was enhanced signi ficantly in these two experimental g roups;meantime,a significant tendenc y of pulmonary metastasis was only f ound in the cell-infiltrated lung cubes group.C onclusion:The metastatic capabil ity of NPC cell line could be enhanced b y incubation with mice lung cubes in vi tro or after it injection into nu de mice and lung-specific metastases of NPC subline F1 could be promoted by incubation with mice lung cubes in v itro.
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    Key word:nasopharyngeal carcinom a;neoplasms implantation;neoplasms metas tasis;mice,nude.

    鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma,NP C) 在临床上以淋巴道转移为主,且发生早,许多鼻咽癌患者在放疗后仍因发生远隔器官的血道 转移而导致治疗失败。远隔器官转移最常见的部位是骨、肺及肝等器官。研究其机 制,必须获得转移途径单一,且转移率高的细胞株,建立起稳定的转移动物模型。 研究表明[1,2]鼻咽癌裸鼠移植瘤血道转移常见于肺,但转移率低,且不稳定。 本实验旨在探索提高人鼻咽癌细胞在裸鼠体内特异性肺转移的可行方法与途径,为 筛选出稳定表达特异性转移表型的鼻咽癌细胞株,进而阐明鼻咽癌血道转移机制, 为临床干预性治疗提供依据。

    1 材料和方法

    1.1材料
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    1.1.1 细胞株 人鼻咽癌细胞系 CNE-2Z克隆株 F1由我室建立保 存。该细胞系来自低分化鼻咽癌病人活检材料,母系与克隆株生长特性相似,但转 移特性有一定差异[1]。该细胞常规复苏、培养和传代。培养用液为 RPMI -1640。

    1.1.2 实验动物 BALB/c 系裸小鼠(nu/nu)由本教研室裸鼠 室提供(合格证号:96A18),实验环境为无特殊病原体环境(合格证号:9 6B09)。鼠龄4~6周,体重 15~25g,雌雄兼用。实验动物饲养于隔 离恒温恒湿环境的层流架中(合格证号:96C07),饲以灭菌的水和饲料。

    1.2 方法

    1.2.1 裸鼠背部皮下瘤细胞悬液接种(简称细胞悬液组) CNE-2Z- F1 常规培养,用 RPMI-1640培养液制成单细胞悬液并计数。每只裸 鼠以 1×106/0.3mL细胞数,无菌操作下直接注射于裸鼠右侧近腋前 处背部皮下。
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    1.2.2 F1 瘤细胞体外与肺组织块共同孵育后行裸鼠背部皮下移植(简称 肺块组) 参照 Kerbel等[3]方法并改进进行鼠肺块培养,肺组织块培养 48 h后,加入 F1瘤细胞悬液(约 1×106)共同培养 7 d,然后 挑选侵袭有 F1瘤细胞的肺块行裸鼠背部皮下移植,每只裸鼠移植 1块。

    1.2.3 F1 瘤细胞悬液裸鼠胸内移植及胸内移植瘤组织块皮下移植(称胸 内瘤块组) 参照 Theodore等[4]的方法并改进。胸内移植瘤细胞约1 个月,动物处于衰竭状态时处死。无菌条件下取出侵袭肺的瘤组织,立即行裸鼠背 部皮下移植。部分瘤组织固定作组织学检查。

    1.2.4 各组移植瘤体内生长特性的观察 观察各组皮下移植瘤潜伏期、成瘤 率、肿瘤体积倍增时间、肿瘤体积等体内生长指标。

    1.2.5 各组移植瘤侵袭与转移的观察 待荷瘤裸鼠衰竭时处死带瘤宿主,仔 细检查局部侵袭情况。观察宿主颈部、两侧腋后浅、深淋巴结,腹股沟、纵隔淋巴 结及肺、肝等脏器的转移情况。肿瘤组织或可疑的转移器官组织分别进行回复培养 和石蜡切片,HE 染色。全部肺组织作连续切片后用光学显微镜观察。
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    1.3 统计学处理

    用方差分析和 q 检验及四格表确切概率法检验。

    2 结果

    2.1各组移植瘤的生长特性及形态特点

    各组皮下移植瘤的生长情况见表1 ,表中显示,胸内瘤组肿瘤潜伏期最短,而细 胞悬液组肿瘤潜伏期较长;肺块组的肿瘤体积较小而体积倍增时间最短,与其它两 组之间比较差异有显著性(P<0.05)。从生长方式来看,它们也存在一定的 差异。肺块组的肿瘤表现出较强的侵袭能力,肿瘤不仅侵袭包膜及皮下组织,而且 明显地侵袭胸壁组织并向胸腔蔓延甚至累及到肺组织。镜下各组皮下移植瘤均具有 低分化鳞状上皮细胞癌的特点(图1)。

    图1 裸鼠皮下移植瘤形态特点,瘤细胞大小不一,核大,核膜厚,染色质粗,核分裂像多(HE×400)
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    表1 三组皮下移植瘤生长特 点比较 (±s) 组别

    成瘤/接种

    例(比)

    潜伏期

    (t/d)

    肿瘤倍增时间

    (t/d )

    瘤体积

    (v/cm3)

    荷瘤时间

    (t/d)
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    Ⅰ

    9/10

    10.0±6.2

    9.3±3.1☆

    7.2±4.1◆

    83.2±10.1

    Ⅱ

    8/9

    6.0±0.0*

    13.1±1.6☆△

    11.9±5.3

    71.7±15.2
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    Ⅲ

    8/9

    13.0±5.2*

    10.0±1.6△

    13.6±5.1◆

    81.5±10.0

    Ⅰ:肺块组, Ⅱ:胸内瘤块组, Ⅲ:细胞悬液组。

    * vs *,☆ vs ☆, △,vs △, ◆ vs ◆ P<0.05

    2.3 各组皮下移植瘤的转移特性

    各组皮下移植瘤的转移情况见表2,表中显示,Ⅰ 组总转移率最高,为66.7 %,Ⅱ 组转移率次之,为 50.0%,它们与细胞悬液组之间比较存在一定差 异。但差异无显著性(P>0.05).三组移植瘤均发生淋巴结转移,以胸内瘤 组最高(50.0%),肺块组次之(44.4%),三组之间亦无明显差异(P> 0.05)。肺转移仅发生在肺块组,占 33.3%。从转移分布情况看,各组 淋巴结转移多发生在同侧腋窝及对侧腋窝淋巴结。但胸内瘤组有两只裸鼠除腋窝淋 巴结转移外,尚见到同侧腹股沟淋巴结转移。肺块组发生肺转移的裸鼠也有不同表 现(一只裸鼠是因肿瘤组织侵袭胸壁组织后直接蔓延到右肺上叶,并在右肺下叶及 左肺上叶见到透明的转移灶;另外两只裸鼠肺转移灶在镜下才见到,位于肺叶的边 缘见图 2)。转移灶的癌组织结构与细胞形态与皮下移植瘤相似。
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    图2 肺块组出现的肺转移灶,位于肺叶边缘,组织形态 与皮下移植瘤形态相似(HE×400)表2 三组裸鼠皮下移植瘤转移 特点 n(%) 组别

    成瘤/接种

    总转移

    淋巴结转移

    肺转移

    Ⅰ

    9/10

    6(66.7)*

    4(44.4)

    3(33 .3)

    Ⅱ
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    8/9

    4(50.0)

    4(50.0)

    0.0

    Ⅲ

    8/9

    2(25.0)*

    2(25.0)

    0.0

    * vs *,▲ vs ▲ P>0.05

    3 讨论

    本实验研究结果显示,F1 癌细胞在体外与肺组织块共同孵育后再行皮下移植, 其移植瘤体积倍增时间最短,肿瘤体积较小。而取 F1 胸内移植瘤组织块行皮下移 植,其潜伏期最短。它们与 F1 瘤细胞悬液皮下移植瘤比较,差异有显著性, 同时,这两组皮下移植瘤具有明显的侵袭性生长。提示改变瘤细胞的生长环境可能 有助于瘤细胞恶性生物学行为的表达。从成瘤所需的细胞数来看, F1 与肺块 共同孵育后仅有少数瘤细胞侵袭于肺块,但其皮下移植后其成瘤率仍相对较高。K erbel 等[3]认为这一改变的可能原因是瘤细胞与肺块培养后能侵入肺块 的瘤细胞只是侵袭和转移能力较强的亚系,因而其增殖能力也较强。本实验所用的 F1 细胞是从母系 CNE-2Z克隆建立的,其体外侵袭能力相对较低。因 而本实验结果提示 F1 瘤细胞在与肺组织块共同孵育后其侵袭能力可能得到进 一步增强。
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    从转移特点来看,各组移植瘤的转移途径有所不同。 F1 细胞悬液组及胸内瘤 块组仅见有淋巴道转移。而肺块组除有的淋巴结转移外,尚有明显的肺转移倾向。 说明 F1 瘤细胞于体外与肺组织块共同孵育后,有促进其发生肺转移的潜能,但 这种改变的详细机制未完全明了。Nicolson 等[5]研究发现,肺限制 性培养基能刺激瘤细胞肺转移的生长,而肝限制性培养基可抑制该细胞株的生长。 因而认为不同的组织器官有不同的瘤细胞生长调节因子,可以刺激或抑制肿瘤细胞 的生理生化过程,这有助于瘤细胞发生器官特异性转移。另外,瘤细胞能在特定的 器官里生长,不仅受到来自于该组织的可溶性调节因子影响,还可能与瘤细胞对该 器官实质细胞特异性粘附并相互作用有关。

    本实验中, F1 瘤细胞胸内移植后尽管其转移率有所提高,但未见其发生肺转 移。这可能是由于胸内注射 F1瘤细胞后,其大部分肿瘤组织均生长于胸壁上而 未直接受到肺组织环境的影响,因而肺的特异性转移能力较低。然而可能由于受到胸 腔内环境因素的影响,特别是胸腕内各种生长因子如肝细胞生长因子等的作用,因 而其总体转移能力也有所提高[4,6]。胡新荣等曾经报道[1],F1 瘤细胞接种于裸鼠后,其主要以血道转移为主(肺转移为主)。而本实验的结果显示,F 1 瘤细胞在裸鼠体内仍具有较高的淋巴结转移率。说明鼻咽癌组织中可能以淋巴 道转移亚克隆占优势,即使经过体外克隆分离,在一定程度上,其仍保持着优势表 型的表达。同时在以往的实验中,有可能 F1 瘤细胞未经过裸鼠体内反复传代 筛选,其肺转移倾向未能稳定表达。由于本实验也未能对 F1 细胞进行体内反 复传代,因此关于 F1 瘤细胞的转移特性需待进一步验证。本实验结果初步表 明:应用体外肺组织块与 F1瘤细胞共同培养或许能提高其肺特异性转移能力, 为进一步筛选高肺转移鼻咽癌细胞亚群提供可行的方法,同时也为建立鼻咽癌高血 道转移动物模型,深入探讨转移机制和抗转移治疗打下基础。
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    作者简介:陆元志,男,1966年3月出生,硕士,助教

    参考文献

    [1] 胡新荣,黄培根,唐慰萍,等.不同转移途径的低分化鼻咽癌细胞株 CNE-2Z单克隆株的筛选及其生物学特性研究.中国癌症杂志,1994,4( 3):162~165

    [2]黄剑,唐慰萍,邓惠华,等.人鼻咽癌自发性高淋巴道转移模型的建立及 生物学特性研究.中华医学杂志,1998,78(10):725~728

    [3] Kerbel RS,Man MS,Dexter D.A mode l of human cancer metastasis:Extensive s ponteneous and artificial metast asis of a human pigmented melanoma a nd derived variant sublines in nude m ice.J Natl Cancer Inst,1984,72(1)93~ 99
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    [4] Theodore L,Mclemore,Joseph C,et al.Comparision of intrapulmonary,per cutaneous itrathoracic and subcutane ous models for the propagation of hu man pulmonary and nonpulmonary cance r cell line in athymic nude mice.Can cer Res,1988,48:2880~2886

    [5] Nicolson L,Dulski M.Organ specif icity of metastatic tumor colonizatio n is related to organ-selective grow th properties of maligant cells.Int J Cancer,1986,38:289~294

    [6] Eagles G,Warn A,Ball RY,et al.He patocyte growth factor/scatter facto r is present in most pleural effusio n fluids from cancer patients.Br J C ancer,1996,73:377~381

    收稿日期:1999-10-29; 修订日期:2000-03-21, http://www.100md.com