MXH10/Mo-lpr/lpr鼠在腫瘤診斷與治療的實驗研究

呂譽坤 彭 艷 賈立敏 李明卿 鄭金華

(1. 哈爾濱醫科大學口腔醫學院，哈爾濱 150001)(2. 哈爾濱醫科大學基礎醫學院，哈爾濱 150081)

MRL/lpr鼠多用于免疫炎癥及紅斑狼瘡病相關的實驗研究[1]，也由于其腫大的淋巴結也用于腫瘤淋巴結轉移相關研究，但由于其嚴重的系統性疾病使其壽命縮短，為克服MRL/lpr鼠的壽命限制，MXH10/Mo-lpr/lpr重組鼠應運而生。目前國內尚沒有文章對此鼠進行介紹。

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代后經連續20代以上的嚴格兄妹交配培育而成的一組重組近交系。Tanaka等自1994年至今已經繁殖90代[2]，其中編號為10的亞系MXH10/Mo-lpr/lpr(圖1)與MRL/lpr狼瘡鼠相比較具有穩定的全身淋巴結腫大、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

主要組織相容性復合體(major histocompatibility complex, MHC) 是所有生物相容復合體抗原的一種統稱，位于細胞表面，主要功能是綁定由病原體衍生的肽鏈，在細胞表面顯示出病原體，以便于T細胞的識別并執行一系列免疫功能[6]。鼠類的H-2基因位于小鼠第17號染色體，是決定小鼠主要組織相容性抗原H-2抗原表達的基因。這一組緊密連鎖的基因群，其編碼產物參與抗原遞呈和T細胞活化，在免疫應答的啟動和免疫調節中發揮重要作用。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，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，且每對致病基因的作用輕微。有文獻報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變，其中控制數量性狀的基因在基因組中的位置稱數量性狀基因座 (Quantitative Trait Loci,QTL)。MRL/lpr鼠是由多種易感基因累積相加達到一定程度時引起發病(血管炎、腎小球腎炎、關節炎、唾液腺炎、淚腺炎)，也就是易感基因座的累加效應決定遺傳表型。Mori等利用PCR法來檢測重組近交鼠發病群體中有關血管炎、腎小球腎炎、關節炎、唾液腺炎、淚腺炎的基因序列。通過QTL分析方法發現與MRL/lpr小鼠膠原病有關的易感基因座共24個，其中在鼠基因信息數據庫(Mouse Genome Informatics, MGI)中登記的有20個(表1)[3]。

Mori等選擇了近親組中病癥較輕鼠進行重組交配，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，且保留淋巴結腫大和生存周期較長的特征。

表1 MRL/lpr鼠膠原病的易感性位點

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 品系小鼠復雜交配產生的[4]。因T 細胞、B 細胞和巨噬細胞出現凋亡缺陷，進而T細胞增生，全身淋巴結腫大，并發生侵蝕性關節炎。半數MRL/lpr小鼠在17～20周就會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鼠進行雜交得到的淋巴增殖基因小鼠。此鼠也發生進行性淋巴結腫大，但不患血管炎、關節炎、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、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周齡時可見外周淋巴結均明顯腫大，淋巴結直徑平均可達到10 mm(圖2)。由于缺乏lpr基因，小鼠體內的IgM和IgG血清水平增高，但仍明顯低于MRL/lpr小鼠，這也限制了關節炎的病理嚴重程度。MXH10/Mo-lpr/lpr鼠的自身免疫癥狀如關節炎、血管炎、腎小球腎炎和唾液腺炎也都較MRL/lpr小鼠輕，即不發展成嚴重的自身免疫病，因此它們的生命跨度更長一些[8]。

圖2 MXH10 / Mo / lpr鼠淋巴結的位置示意圖及淋巴結的大小

3 MXH10/Mo-lpr/lpr鼠在腫瘤診斷與治療中的應用

眾所周知，腫瘤、心血管疾病和傳染病是發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殺手。我國癌癥總體發病率和死亡率呈現上升的趨勢。據2013年全國腫瘤登記結果顯示，目前癌癥發病率235/10萬，死亡率144.3/10萬，防治形勢十分嚴峻。轉移到局部淋巴結是腫瘤播散的一個重要步驟，與遠處轉移(比如到肝或肺)相比常發生在腫瘤發展的相對早期階段。淋巴結轉移的準確評估對于腫瘤的分期和治療計劃的制定非常有幫助。而目前實驗用小鼠淋巴結的直徑為1～2 mm，使淋巴結轉移動物實驗受到局限。MXH10/Mo-lpr/lpr鼠的外周淋巴結1 cm的直徑與人的淋巴結大小相似，而且淋巴結腫脹的大小和起始時間是穩定且可預測的，有利于觀察淋巴結的內部結構及通過淋巴結的成像及治療，并有利于對實驗的操控和掌握。

3.1 建立淋巴結及遠隔臟器腫瘤轉移模型

Shao等將能夠穩定表達熒光素酶基因的KM-Luc/GFP惡性纖維組織瘤樣細胞注射到MXH10/Mo-lpr/lpr鼠的髂骨下淋巴結(SiLN)，通過體內生物發光成像系統，3～9 d內能夠檢測到固有腋淋巴結(PALN)和肺內的腫瘤轉移，開發了一個新型的淋巴結和肺轉移實驗的動物模型[9]。

3.2 為淋巴結癌轉移的可視化診斷提供適宜的研究模型

在臨床中通過CT和MRI確定腫瘤患者淋巴結直徑，直徑大于10 mm是診斷淋巴結轉移的最重要的影像學標準。然而，這種基于尺寸判斷淋巴結有無轉移常常會導致誤診，例如正常尺寸的淋巴結可能已有轉移，或增大的淋巴結可能只是一種反應性腫大。

最近，Li等人向MXH10/Mo-lpr/ lpr鼠SiLN內注射表達熒光素酶的腫瘤細胞后，應用對比增強高頻超聲聯合聲學脂質體對小鼠PALN內的血管進行三維重建,觀察到在淋巴結癌細胞轉移中血管容積和密度的變化要早于淋巴結體積大小的變化[10-11]，為癌淋巴結轉移的早期檢測提供新的診斷標準。

3.3 淋巴系統給藥治療淋巴結轉移的研究

當癌癥轉移到局部淋巴結時，淋巴結切除術僅限于那些可以承受手術、身體狀況良好的病人。對于不適合手術切除的病人，臨床主要采用化學治療，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內的腫瘤細胞。若將抗癌藥物直接注射到區域淋巴結內，利用淋巴流速慢于血液這一特性可使藥物在淋巴系統內保持高濃度并且能夠長時間與腫瘤細胞接觸，增強對淋巴結轉移治療的有效性。但是目前常用于進行研究的荷瘤小鼠的淋巴結直徑只有1～2 mm，即使在腫大的情況下也只有3～5 mm,注入藥物難免會發生外滲。由于MXH10/Mo-lpr/lpr鼠的淋巴結的直徑可達1 cm，允許我們在超聲引導下將藥物精確并重復地注射入淋巴結，這為腫瘤淋巴管治療提供實驗基礎。

Kodama等研究發現向MXH10/Mo-lpr/lpr鼠內SiLN內注射的熒光分子TOTO-3和聲學脂質體，可經淋巴管到達PALN[12]，為淋巴管藥物運輸提供實驗模型。另外有研究顯示將藥物和納米微泡混合后注入瘤周，藥物可通過淋巴管到達腫瘤的引流淋巴結，之后再加超聲輻射，可用于解決癌淋巴結轉移的治療[13]。為臨床治療癌淋巴結轉移提供了一種新的思路。

Kodama等發現與靜脈化療相比，在超聲引導下向MXH10/Mo- lpr/lpr鼠荷瘤SiLNs內注射CDDP(順鉑)進行淋巴內化療并聯合超聲和納米/微泡，通過對比增強高頻超聲 (CE-HFUS) 成像系統測量荷瘤淋巴結的體積和血管密度并經組織病理學評估，結果顯示治療后荷瘤淋巴結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內注射化療藥物的淋巴藥物輸送系統應該是一個可行的方法，可清除殘余在淋巴管和淋巴結內的腫瘤細胞，而MXH10/Mo-lpr/lpr鼠為這一系列研究提供很好的動物模型。

4 問題及展望

從重組近交鼠亞系MXH10/Mo-lpr/lpr形成至今，在不斷對這種小鼠品系的特性和機能日益了解的同時，由于其較長的壽命及較穩定的淋巴結腫大的特性，已經運用于基礎醫學和轉化醫學的研究中。但由于MXH10/Mo-lpr/lpr鼠還沒有經過廣泛的使用，故其在不同領域的使用還需要進一步驗證。根據現階段其在診斷和治療腫瘤淋巴結轉移研究的探索使用，認為在不久的將來，有可能將通過淋巴藥物輸送系統和成像技術來進行腫瘤診斷或治療的方法推廣到臨床，進一步提高腫瘤患者的診斷率和生存時間。由此可見MXH10/Mo-lpr/lpr鼠將會在人類免疫及紅斑狼瘡疾病的致病機理研究和腫瘤淋巴結轉移的診斷和治療領域中具有廣闊的應用前景。