体内生物发光成像在肿瘤转移研究中的应用

体内生物发光成像(in vivobioluminescence imaging)在生物医学研究中是一个强有力的工具,能够非侵入性、定量及实时动态监测活体动物体内的生物学过程。一个完整的生物发光成像过程,包括构建荧光素酶(luciferase)报告基因,建立稳定表达荧光素酶的细胞,再将此细胞移植到动物体内,进而可以在体外通过敏感的光学检测系统检测到动物体内特定部位所发出的光。生物发光成像能够示踪特定细胞(肿瘤细胞、免疫细胞、干细胞和细菌等)在体内的迁移,反映特定基因的时空特异性表达以及蛋白质间相互作用等。本文主要就生物发光成像的原理、特点及其在肿瘤转移相关研究中的应用作一概述。

人肺癌不同转移潜能细胞株的建立及其特性分析

目的:建立人肺癌不同转移潜能细胞株,并对其转移特性进行初步研究,为肺癌转移机制的研究提供模型。方法:采用有限稀释单细胞克隆培养的方法,从已建立的人肺癌高转移细胞株SPC-A-1sci中分离出的不同单克隆细胞,通过体外损伤愈合、迁移与侵袭实验,体内皮下移植瘤自发性转移实验,比较分离出的不同细胞株之间以及与亲代高转移细胞株SPC-A-1sci之间运动、迁移、侵袭及转移能力的差异。结果:从SPC-A-1sci细胞株中成功分离出3株单克隆细胞(命名为SPC-A-1sci-C5、SPC-A-1sci-F3、SPC-A-1sci-C2),均具有特异性形态学特征;与亲代高转移细胞株SPC-A-1sci相比,SPC-A-1sci-C5细胞株的体外侵袭能力明显增强,其他2株细胞的体外侵袭能力则明显降低;3株单克隆细胞在细胞形态和体外侵袭能力方面存在明显差异,SPC-A-1sci-C5的体外侵袭能力明显高于其他2株细胞。体内皮下移植瘤自发性转移试验显示,SPC-A-1sci-C5细胞不仅转移发生时间较早,而且肺转移程度(包括转移灶数量及大小)亦较其他2株细胞增多。结论:成功建立了具有相同遗传背景、不同转移潜能的3株人肺癌细胞,为肺癌转移的进一步研究提供了理想模型。

人肺癌裸小鼠模型活体成像的动态观察

目的：建立稳定表达绿色荧光蛋白的人肺癌细胞系，并探讨小动物活体荧光成像系统在肺癌皮下移植瘤模型中的应用。方法：用慢病毒转染的方法建立表达绿色荧光蛋白的人肺癌细胞系NCI-H460．GFP，接种至裸小鼠体内建立皮下移植瘤模型，通过小动物活体成像系统连续5周观察肿瘤在小鼠皮下的动态生长情况。结果：建立了转染率接近100％的人肺癌NCI-H460-GFP细胞系，在体外及裸小鼠体内均能够长期稳定表达绿色荧光蛋白。活体荧光成像观察发现，1～4周随着肿瘤体积逐渐增大，平均荧光光子数逐渐增加；5周时随着肿瘤出现明显坏死，平均荧光光子数呈现下降趋势。结论：稳定表达绿色荧光蛋白的NCI—H460-GFP细胞系及其动物模型可以为肺癌研究提供理想的实验材料，应用小动物活体成像系统能够客观定量评价肿瘤在动物体内的生长情况。

人肺癌高转移动物模型的筛选及其细胞系的建立

目的:建立人肺癌小鼠高转移模型及高转移细胞系,同时观察相关生物学特性,为肺癌转移机制和防治等研究提供有用的实验工具。方法:切除首代小鼠移植瘤,以延长动物生存时间而获得转移灶,从第二代起采用肺转移灶→皮下移植→肺转移灶→皮下移植的体内循环筛选方法建立NOD/SCID小鼠人肺癌细胞SPC-A-1皮下移植瘤高转移模型,并进行肿瘤的生长和转移情况、组织病理学观察,同时建立相应的高转移细胞系,进行各种相关生物学特性观察。结果:第一代移植瘤切除后转移率达66.7%,通过4代体内反复筛选建立了100%肺转移NOD/SCID小鼠模型及相应高转移细胞系,细胞生长行为和染色体分析等生物学特性观察表明该细胞系保持了原有的人肺腺癌的生物学特性。结论:应用体内筛选的方法成功建立了人肺癌皮下移植瘤高转移模型及高转移细胞系,为肺癌防治研究及抗转移实验治疗提供了理想的动物模型。

人脑星型胶质母细胞瘤裸小鼠术后转移模型的建立

目的建立人脑星型胶质母细胞瘤裸小鼠术后转移模型,为脑胶质瘤的基础和临床研究提供理想的实验动物模型。方法首先建立27只裸小鼠人脑星型胶质母细胞瘤U87MG皮下移植瘤模型,待肿瘤长至20 mm左右时18只裸小鼠手术切除皮下肿瘤建立术后转移动物模型,其余9只作为对照组,动物处于濒死状态时进行大体解剖观察远处脏器转移,并观察组织病理学改变。结果成功建立了人脑星型胶质母细胞瘤术后转移模型,动物的平均寿命约67.3 d,肺表面可见若干个大小不等的透明结节,平均肺重为0.83±0.30 g,肺转移率达100%(18/18),胸腔淋巴结转移率达66.67%(12/18),1只动物出现心内转移。对照组动物的平均荷瘤寿命为56 d,1只动物出现肺转移,肺转移率为11.11%(1/9),平均肺重为0.41±0.12 g。结论本模型较好地模拟了临床肿瘤根除术后发生自发远处转移的过程,为脑胶质瘤的转移机理及抗转移治疗等相关实验研究提供了理想的动物模型。