MXH10/Mo-lpr/lpr鼠在腫瘤診斷與治療的實(shí)驗(yàn)研究

呂譽(yù)坤 彭 艷 賈立敏 李明卿 鄭金華

(1. 哈爾濱醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院，哈爾濱 150001)(2. 哈爾濱醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，哈爾濱 150081)

MRL/lpr鼠多用于免疫炎癥及紅斑狼瘡病相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究[1]，也由于其腫大的淋巴結(jié)也用于腫瘤淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)研究，但由于其嚴(yán)重的系統(tǒng)性疾病使其壽命縮短，為克服MRL/lpr鼠的壽命限制，MXH10/Mo-lpr/lpr重組鼠應(yīng)運(yùn)而生。目前國(guó)內(nèi)尚沒有文章對(duì)此鼠進(jìn)行介紹。

1 MXH10/Mo-lpr/lpr鼠的遺傳背景

1.1 C3H/lpr近交重組

MXH/Mo-lpr/lpr鼠由MRL/lpr(lymphoproliferation，淋巴增殖基因)和C3H/lpr鼠為祖系，雜交得到的F2代后經(jīng)連續(xù)20代以上的嚴(yán)格兄妹交配培育而成的一組重組近交系。Tanaka等自1994年至今已經(jīng)繁殖90代[2]，其中編號(hào)為10的亞系MXH10/Mo-lpr/lpr(圖1)與MRL/lpr狼瘡鼠相比較具有穩(wěn)定的全身淋巴結(jié)腫大、輕微的腎小球腎炎和血管炎等自身免疫疾病以及更長(zhǎng)的壽命[3-5]。

圖1 重組近交(RI)鼠MXH/Mo-lpr/lpr的建立原理

1.2 MHC與免疫表型

主要組織相容性復(fù)合體(major histocompatibility complex, MHC) 是所有生物相容復(fù)合體抗原的一種統(tǒng)稱，位于細(xì)胞表面，主要功能是綁定由病原體衍生的肽鏈，在細(xì)胞表面顯示出病原體，以便于T細(xì)胞的識(shí)別并執(zhí)行一系列免疫功能[6]。鼠類的H-2基因位于小鼠第17號(hào)染色體，是決定小鼠主要組織相容性抗原H-2抗原表達(dá)的基因。這一組緊密連鎖的基因群，其編碼產(chǎn)物參與抗原遞呈和T細(xì)胞活化，在免疫應(yīng)答的啟動(dòng)和免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。而MXH10/Mo-lpr/lpr的親代MRL/lpr和C3H/lpr的MHC的基因均為H-2k單體型[4]，它作為單體型將完整地遺傳給子代，這確保了MXH10/Mo-lpr/lpr重組近交系間具有相似的免疫表型。

1.3 疾病的遺傳方式

很多疾病是由親代遺傳而來(lái)，遺傳方式可以分為兩種，一種是由單一基因的缺失或突變引起的；另一種是由于多種基因的改變致病，且每對(duì)致病基因的作用輕微。有文獻(xiàn)報(bào)道引起小鼠易患腎小球腎炎等自身免疫疾病表型的易感基因座為量變而非質(zhì)變，其中控制數(shù)量性狀的基因在基因組中的位置稱數(shù)量性狀基因座 (Quantitative Trait Loci,QTL)。MRL/lpr鼠是由多種易感基因累積相加達(dá)到一定程度時(shí)引起發(fā)病(血管炎、腎小球腎炎、關(guān)節(jié)炎、唾液腺炎、淚腺炎)，也就是易感基因座的累加效應(yīng)決定遺傳表型。Mori等利用PCR法來(lái)檢測(cè)重組近交鼠發(fā)病群體中有關(guān)血管炎、腎小球腎炎、關(guān)節(jié)炎、唾液腺炎、淚腺炎的基因序列。通過(guò)QTL分析方法發(fā)現(xiàn)與MRL/lpr小鼠膠原病有關(guān)的易感基因座共24個(gè)，其中在鼠基因信息數(shù)據(jù)庫(kù)(Mouse Genome Informatics, MGI)中登記的有20個(gè)(表1)[3]。

Mori等選擇了近親組中病癥較輕鼠進(jìn)行重組交配，使其后代的腎小球腎炎，血管炎的癥狀都較MRL/lpr其他亞型更輕，且保留淋巴結(jié)腫大和生存周期較長(zhǎng)的特征。

表1 MRL/lpr鼠膠原病的易感性位點(diǎn)

2 MXH10/Mo-lpr/lpr鼠的品系特征

2.1 MRL/lpr和C3H/lpr小鼠的特征

MRL/lpr小鼠由 LG/J、AKR/J、C3H / Di 及 C57BL /6 品系小鼠復(fù)雜交配產(chǎn)生的[4]。因T 細(xì)胞、B 細(xì)胞和巨噬細(xì)胞出現(xiàn)凋亡缺陷，進(jìn)而T細(xì)胞增生，全身淋巴結(jié)腫大，并發(fā)生侵蝕性關(guān)節(jié)炎。半數(shù)MRL/lpr小鼠在17～20周就會(huì)因腎小球腎炎和腎血管炎而死亡。

C3H/lpr小鼠是由Bagg albino鼠和DBA鼠進(jìn)行雜交得到的淋巴增殖基因小鼠。此鼠也發(fā)生進(jìn)行性淋巴結(jié)腫大，但不患血管炎、關(guān)節(jié)炎、腎小球腎炎等自身免疫性疾病，該鼠死因不明[6-7]。主要用于神經(jīng)、免疫和炎癥方面的研究。

2.2 MXH10/Mo-lpr/lpr鼠的特征

MXH10/Mo-lpr/lpr鼠在6周齡時(shí)可見外周淋巴結(jié)均明顯腫大，淋巴結(jié)直徑平均可達(dá)到10 mm(圖2)。由于缺乏lpr基因，小鼠體內(nèi)的IgM和IgG血清水平增高，但仍明顯低于MRL/lpr小鼠，這也限制了關(guān)節(jié)炎的病理嚴(yán)重程度。MXH10/Mo-lpr/lpr鼠的自身免疫癥狀如關(guān)節(jié)炎、血管炎、腎小球腎炎和唾液腺炎也都較MRL/lpr小鼠輕，即不發(fā)展成嚴(yán)重的自身免疫病，因此它們的生命跨度更長(zhǎng)一些[8]。

圖2 MXH10 / Mo / lpr鼠淋巴結(jié)的位置示意圖及淋巴結(jié)的大小

3 MXH10/Mo-lpr/lpr鼠在腫瘤診斷與治療中的應(yīng)用

眾所周知，腫瘤、心血管疾病和傳染病是發(fā)病率和死亡率最高的三類疾病。其中腫瘤是威脅人類生命的頭號(hào)殺手。我國(guó)癌癥總體發(fā)病率和死亡率呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。據(jù)2013年全國(guó)腫瘤登記結(jié)果顯示，目前癌癥發(fā)病率235/10萬(wàn)，死亡率144.3/10萬(wàn)，防治形勢(shì)十分嚴(yán)峻。轉(zhuǎn)移到局部淋巴結(jié)是腫瘤播散的一個(gè)重要步驟，與遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移(比如到肝或肺)相比常發(fā)生在腫瘤發(fā)展的相對(duì)早期階段。淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的準(zhǔn)確評(píng)估對(duì)于腫瘤的分期和治療計(jì)劃的制定非常有幫助。而目前實(shí)驗(yàn)用小鼠淋巴結(jié)的直徑為1～2 mm，使淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移動(dòng)物實(shí)驗(yàn)受到局限。MXH10/Mo-lpr/lpr鼠的外周淋巴結(jié)1 cm的直徑與人的淋巴結(jié)大小相似，而且淋巴結(jié)腫脹的大小和起始時(shí)間是穩(wěn)定且可預(yù)測(cè)的，有利于觀察淋巴結(jié)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及通過(guò)淋巴結(jié)的成像及治療，并有利于對(duì)實(shí)驗(yàn)的操控和掌握。

3.1 建立淋巴結(jié)及遠(yuǎn)隔臟器腫瘤轉(zhuǎn)移模型

Shao等將能夠穩(wěn)定表達(dá)熒光素酶基因的KM-Luc/GFP惡性纖維組織瘤樣細(xì)胞注射到MXH10/Mo-lpr/lpr鼠的髂骨下淋巴結(jié)(SiLN)，通過(guò)體內(nèi)生物發(fā)光成像系統(tǒng)，3～9 d內(nèi)能夠檢測(cè)到固有腋淋巴結(jié)(PALN)和肺內(nèi)的腫瘤轉(zhuǎn)移，開發(fā)了一個(gè)新型的淋巴結(jié)和肺轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)的動(dòng)物模型[9]。

3.2 為淋巴結(jié)癌轉(zhuǎn)移的可視化診斷提供適宜的研究模型

在臨床中通過(guò)CT和MRI確定腫瘤患者淋巴結(jié)直徑，直徑大于10 mm是診斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的最重要的影像學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。然而，這種基于尺寸判斷淋巴結(jié)有無(wú)轉(zhuǎn)移常常會(huì)導(dǎo)致誤診，例如正常尺寸的淋巴結(jié)可能已有轉(zhuǎn)移，或增大的淋巴結(jié)可能只是一種反應(yīng)性腫大。

最近，Li等人向MXH10/Mo-lpr/ lpr鼠SiLN內(nèi)注射表達(dá)熒光素酶的腫瘤細(xì)胞后，應(yīng)用對(duì)比增強(qiáng)高頻超聲聯(lián)合聲學(xué)脂質(zhì)體對(duì)小鼠PALN內(nèi)的血管進(jìn)行三維重建,觀察到在淋巴結(jié)癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移中血管容積和密度的變化要早于淋巴結(jié)體積大小的變化[10-11]，為癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的早期檢測(cè)提供新的診斷標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 淋巴系統(tǒng)給藥治療淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的研究

當(dāng)癌癥轉(zhuǎn)移到局部淋巴結(jié)時(shí)，淋巴結(jié)切除術(shù)僅限于那些可以承受手術(shù)、身體狀況良好的病人。對(duì)于不適合手術(shù)切除的病人，臨床主要采用化學(xué)治療，給藥的方式多采用靜脈注射，但很難清除殘余在淋巴管和淋巴結(jié)內(nèi)的腫瘤細(xì)胞。若將抗癌藥物直接注射到區(qū)域淋巴結(jié)內(nèi)，利用淋巴流速慢于血液這一特性可使藥物在淋巴系統(tǒng)內(nèi)保持高濃度并且能夠長(zhǎng)時(shí)間與腫瘤細(xì)胞接觸，增強(qiáng)對(duì)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移治療的有效性。但是目前常用于進(jìn)行研究的荷瘤小鼠的淋巴結(jié)直徑只有1～2 mm，即使在腫大的情況下也只有3～5 mm,注入藥物難免會(huì)發(fā)生外滲。由于MXH10/Mo-lpr/lpr鼠的淋巴結(jié)的直徑可達(dá)1 cm，允許我們?cè)诔曇龑?dǎo)下將藥物精確并重復(fù)地注射入淋巴結(jié)，這為腫瘤淋巴管治療提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

Kodama等研究發(fā)現(xiàn)向MXH10/Mo-lpr/lpr鼠內(nèi)SiLN內(nèi)注射的熒光分子TOTO-3和聲學(xué)脂質(zhì)體，可經(jīng)淋巴管到達(dá)PALN[12]，為淋巴管藥物運(yùn)輸提供實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。另外有研究顯示將藥物和納米微泡混合后注入瘤周，藥物可通過(guò)淋巴管到達(dá)腫瘤的引流淋巴結(jié)，之后再加超聲輻射，可用于解決癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的治療[13]。為臨床治療癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移提供了一種新的思路。

Kodama等發(fā)現(xiàn)與靜脈化療相比，在超聲引導(dǎo)下向MXH10/Mo- lpr/lpr鼠荷瘤SiLNs內(nèi)注射CDDP(順鉑)進(jìn)行淋巴內(nèi)化療并聯(lián)合超聲和納米/微泡，通過(guò)對(duì)比增強(qiáng)高頻超聲 (CE-HFUS) 成像系統(tǒng)測(cè)量荷瘤淋巴結(jié)的體積和血管密度并經(jīng)組織病理學(xué)評(píng)估，結(jié)果顯示治療后荷瘤淋巴結(jié)體積和血管密度下降，具有顯著的抗腫瘤效果[12]。

上述研究顯示淋巴結(jié)內(nèi)注射化療藥物的淋巴藥物輸送系統(tǒng)應(yīng)該是一個(gè)可行的方法，可清除殘余在淋巴管和淋巴結(jié)內(nèi)的腫瘤細(xì)胞，而MXH10/Mo-lpr/lpr鼠為這一系列研究提供很好的動(dòng)物模型。

4 問(wèn)題及展望

從重組近交鼠亞系MXH10/Mo-lpr/lpr形成至今，在不斷對(duì)這種小鼠品系的特性和機(jī)能日益了解的同時(shí)，由于其較長(zhǎng)的壽命及較穩(wěn)定的淋巴結(jié)腫大的特性，已經(jīng)運(yùn)用于基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的研究中。但由于MXH10/Mo-lpr/lpr鼠還沒有經(jīng)過(guò)廣泛的使用，故其在不同領(lǐng)域的使用還需要進(jìn)一步驗(yàn)證。根據(jù)現(xiàn)階段其在診斷和治療腫瘤淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移研究的探索使用，認(rèn)為在不久的將來(lái)，有可能將通過(guò)淋巴藥物輸送系統(tǒng)和成像技術(shù)來(lái)進(jìn)行腫瘤診斷或治療的方法推廣到臨床，進(jìn)一步提高腫瘤患者的診斷率和生存時(shí)間。由此可見MXH10/Mo-lpr/lpr鼠將會(huì)在人類免疫及紅斑狼瘡疾病的致病機(jī)理研究和腫瘤淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的診斷和治療領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。