多時間節點荷人胰腺癌SW1990細胞裸鼠模型的建立及其MRI表現

潘璜 邵成偉 田建明

·論著·

多時間節點荷人胰腺癌SW1990細胞裸鼠模型的建立及其MRI表現

潘璜 邵成偉 田建明

目的研究裸鼠荷載多時間節點人胰腺癌細胞的能力,分析其MRI表現及皮下移植瘤MRI檢出率。方法將人胰腺癌SW1990細胞懸液在第1天、第8天、第15天分別注射于6只裸鼠左腋窩、右腋窩、右腹股溝皮下,制成分別荷3、2、1枚瘤裸鼠各2只。3周后行MRI平掃加增強掃描,然后剝取皮下腫塊行病理學檢查。結果實驗期間受試裸鼠全部存活,12枚腫瘤均可見,腫瘤體積與生長時間呈正相關。MRI平掃檢出9枚腫瘤,增強掃描又增加檢出1枚腫瘤,2枚不能檢出。未檢出的腫塊位于右腹股溝皮下,生長時間最短,長徑<5 mm。裸鼠皮下種植瘤具有類似人胰腺癌的MRI信號,有出血、壞死灶,但所有腫瘤邊緣清晰,具“假包膜”征。光鏡下12枚腫塊均可見類似人胰腺癌的細胞。結論裸鼠可以分期皮下種植3枚人胰腺癌細胞腫瘤,并且至少存活3周,常規3.0T MRI尚不能完全檢出生長時間1周、長徑<5mm的早期腫瘤。

胰腺腫瘤； 細胞系，腫瘤； 模型，動物； 磁共振成像； 小鼠

早期診斷胰腺癌是能否提高患者治療有效率和生存率的關鍵點之一。目前國內外對影像學方法早期診斷胰腺癌的研究尚無重大突破。本研究旨在建立多時間節點荷人胰腺癌裸鼠動物模型，并利用模型進行一系列的胰腺癌早期影像學診斷的研究，探索對早期腫瘤具有高敏感性、高特異性的MRI診斷方法。

資料與方法

一、動物模型的建立

人胰腺癌SW1990細胞株由第二軍醫大學附屬長海醫院消化內科實驗室饋贈，常規培養傳代，收集對數期細胞，用PBS調至2×107/ml的細胞懸液。BALB/C裸小鼠6只，雌雄不限，4～5周，(20±2)g，SPF級，購自第二軍醫大學實驗動物中心。裸鼠編號后隨機分為3組，每組2只。第一組在實驗第1、8、15天分別于左腋窩、右腋窩、右腹股溝皮下注射SW1990細胞懸液0.2 ml；第二組在第8、15天分別于右腋窩、右腹股溝皮下注射細胞懸液；第三組在第15天于右腹股溝皮下注射細胞懸液。均于實驗第22天行MRI掃描。

二、MRI檢查

使用GE SIGNA 3.0T MR儀，Mouse線圈。裸鼠麻醉后俯臥位置于線圈中心掃描。掃描序列及參數：冠狀位FSE/T2WI TR/TE=1700/150 ms，層厚1.5 mm，間隔0.2 mm，矩陣=256×192；軸位FSE/T2WI TR/TE=2400/150 ms，層厚1.0 mm，間隔0.2 mm，矩陣=256×192；軸位、冠狀位FLAIR/T1WI壓脂：TR/TE=3000/24 ms，層厚3 mm，間隔0.2 mm，矩陣=320×256；所有序列FOV=6 cm。平掃后自尾靜脈團注10%釓噴酸葡胺注射液[1](北陸藥業股份有限公司)0.2 ml后即行與平掃一致之T1WI軸位或冠狀位增強掃描。

結 果

一、腫瘤生長情況

6只裸鼠不同部位皮下種植瘤共12枚，其中左腋窩、右腋窩及右腹股溝皮下腫瘤分別為2、4、6枚，生長時間分別為22、15、8 d(圖1))。腫瘤生長潛伏期為3～5 d，然后種植部位皮下出現灰白色結節，呈橢圓形，種植成功率100%，3周存活率100%。經測量，生長8 d的種植瘤的長短徑分別為5.59 mm×2.31 mm、7.10 mm×4.32 mm、4.66 mm×3.62 mm、8.62 mm×4.01 mm、7.71 mm×4.59 mm、8.92 mm×6.02 mm；生長15 d的種植瘤為10.09 mm×9.00 mm、12.57 mm×8.84 mm、10.26 mm×6.91 mm、16.07 mm×13.56 mm；生長22 d的種植瘤為15.68 mm×9.33 mm、14.38 mm×10.17 mm。取出的腫瘤邊緣光滑，質地較均勻，內可見出血灶；病理示腫瘤細胞密集，核大、異形、深染，間雜脂肪(圖2)。

圖1 荷3、2、1枚瘤的裸鼠

圖2 種植瘤的大體(a)及病理改變 (b,HE ×100)

二、MRI檢查

種植在右腹股溝皮下生長8 d的6枚種植瘤體積最小，MRI平掃顯示3枚，呈T1WI低信號、T2WI高信號，信號均勻，無明顯出血、壞死表現；增強后增加顯示1枚，強化較均勻，信號明顯高于周圍組織，與周圍肌肉分界清晰，無明顯侵犯表現。種植在左、右腋窩皮下生長15、22 d的6枚種植瘤體積較大，MRI平掃顯示信號不均，腫瘤實性成分在T1WI顯示信號極低，明顯低于周圍肌肉信號，接近無信號組織表現，T2WI呈高信號；腫瘤內散在小斑片、斑點狀出血灶(圖3a)，在T1WI呈高信號、T2WI呈低或高信號(因出血的時間不同)。種植瘤與周圍肌肉界限清晰，周圍脂肪間隙亦較清晰，無明顯侵犯表現。增強后腫瘤邊緣均可見較完整(2枚)或不甚完整(4枚)明顯“包膜樣”強化(圖3b)；腫瘤外周見較明顯不規則強化，其中1枚(右腋窩腫瘤)強化較明顯而均勻，但中心部分無論有無出血壞死強化均不明顯。

圖3 種植瘤的MRI表現

討 論

裸鼠移植瘤動物模型包括異位移植瘤模型和原位移植瘤模型，前者較多采用直接將腫瘤細胞種植于裸鼠皮下，包括瘤塊皮下種植法和直接皮下細胞注射，成功率較高。但上述方法通常都只在每只裸鼠接種一枚腫瘤。它作為影像學研究模型尚有一定的局限性，不能分析同一種檢查方法在不同時期、不同體積腫瘤中的檢出能力，因此，本研究采用直接皮下細胞注射法制作多時間節點荷人胰腺癌裸鼠模型，目的是觀察一只裸鼠最多能承受幾枚皮下移植瘤、腫瘤的生長狀況及荷瘤裸鼠的生存時間。本結果顯示，即使荷3枚瘤的裸鼠也能存活3周，其時所獲腫瘤足以用于影像學研究。但荷瘤量越大的裸鼠到后期越瘦弱，因此實驗中使用麻醉劑時應適當減少劑量，以免意外死亡。

國外研究裸鼠采用的MRI場強在3.0～9.4 T之間，多為動物專用MR儀且配置裸鼠專用線圈，得到的圖像具有高分辨率、高信噪比[1-3]。國內研究多采用1.5T臨床型MR儀。近年應用3.0T臨床型MR儀進行的實驗也日漸增多，但仍較少使用裸鼠專用線圈，而是以相對較小的線圈作為替代品[4-6]。本研究采用臨床型3.0T MR儀，并且配備有Mouse專用線圈，掃描速度較快，所獲圖像矩陣較大、信噪比較高，對組織的分辨力較高，雖不能媲美超高場動物MR儀，但能清晰顯示病灶及其與周圍組織的關系以及肝、脾、腎等正常臟器，然而尚難以獲得滿意的MRS及DWI圖像，對更深入的研究有一定的阻力[7]。

裸鼠的皮下移植瘤的MRI表現既有與人胰腺癌相似的地方，也有其自身的特點。移植瘤于T1WI呈明顯低信號，T2WI呈明顯較高信號，與人體胰腺癌相似，表明其組織結構與人體胰腺癌是相似的。然而人體胰腺癌通常呈浸潤性生長，與周圍正常組織無明顯邊界分隔，難以從影像學上準確描述其邊緣，手術標本亦難以分清癌腫組織與周圍正常組織之界限。本組裸鼠皮下種植瘤邊緣于增強早期即有明顯強化，從而與周圍組織、臟器分界清晰，易于辨認和測量。裸鼠皮下種植瘤易于出血、壞死，在所有長徑>1 cm的腫塊內部均有不同程度的出血、壞死。出血表現為T1WI呈稍高或高信號，T2WI呈等或稍高信號；而壞死表現為T1WI呈低信號，T2WI呈更高信號，增強后強化表現均不明顯。

本組生長8 d的6枚腫瘤，體積較小，雖可肉眼識別，但MRI平掃的檢出率只有50%，增強后的檢出率也只是66.7%。未檢出的腫瘤最長徑在5 mm左右，因此在現有的設備、技術條件上，如果能提高對比劑的增強效率，有望提高早期、體積微小腫瘤的檢出率。

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Establishmentofthenudemousemodelbearinghumanpancreaticadenocarcinomainmultipletime-pointsandits3.0TMRIfindings

PANHuang,SHAOCheng-wei,TIANJian-ming.
DepartmentofRadiology,ChanghaiHospital,SecondMilitaryMedicalUniversity,Shanghai200433,China

SHAOCheng-wei,Email：cwshao@sina.com

ObjectiveTo establish nude mouse tumor models bearing human pancreatic adenocarcinoma SW1990 cells in multiple sites at different time-points and investigate the feasibility of multiple tumor-bearing in these models; then the findings and detection rate of 3.0T magnetic resonance image (MRI) in subcutaneous transplanted tumors was analyzed.MethodsA total of 6 BALB/C nude mice were randomized into 3 groups (2 mice per group). At the 1st, 8th, 15th day, the mice were injected subcutaneously with the suspension of SW1990 cells at left axilla and right axilla and right groin in sequence. Three weeks later, all the bearing-tumor mice were performed with MRI non-contrast enhanced scanning plus Gd-DTPA enhanced scan and the subcutaneous masses were subjected to pathological analysis.ResultsAll the 6 nude mice were alive during the study and obvious mass was observed in every injected site. The tumor size was positively associated with the growing time. There were 9 tumors which could be detected by non-contrast enhanced MRI scanning and one more tumor was detected by contrast enhanced scanning. 2 tumors were not detected, the 2 tumors were located at subcutaneous of right groin, with the shortest growing time, and the major axis of the 2 un-detected tumors was less than 5mm. Despite the MRI findings of the transplanted masses similar to that of human pancreatic adenocarcinoma with bleeding, necrosis, they presented the characteristics of a clear rim, with "pseudocapsule" sign. All the 12 masses were similar with human pancreatic adenocarcinoma under light microscope.ConclusionsIt is feasible to transplant human pancreatic adenocarcinoma cell at three different subcutaneous sites (injected at three different points of time) in the nude mouse, with a minimal survival time of three weeks. However, routine 3.0T MRI cannot detect the early tumors (growing time within 1 week, major axis<5 mm) .

Pancreatic neoplasms; Cell line, tumor; Models, animal; Magnetic resonance imageing; Mice

10.3760/cma.j.issn.1674-1935.2012.02.015

國家自然科學基金(30970801)

200433 上海，第二軍醫大學長海醫院放射科

邵成偉，Email：cwshao@sina.com

2011-09-30)

(本文編輯：屠振興)