艾斯克爾·吐拉洪 陳 凱 鄧大偉▲

1.新疆醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院腫瘤中心，新疆烏魯木齊 830000；

2.新疆醫(yī)科大學第五附屬醫(yī)院普外科，烏魯木齊 830000

低位直腸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移動物模型的建立及其 E- 鈣黏蛋白的表達

艾斯克爾·吐拉洪1陳 凱2鄧大偉2▲

1.新疆醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院腫瘤中心，新疆烏魯木齊 830000；

2.新疆醫(yī)科大學第五附屬醫(yī)院普外科，烏魯木齊 830000

目的建立裸鼠低位直腸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移模型，檢測 E-鈣黏蛋白在裸鼠低位直腸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移模型中的表達，探討其在直腸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移過程中的作用。方法取對數(shù)生長期的人大腸癌細胞株 SW480 接種于裸鼠直腸黏膜下，建立裸鼠低位直腸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移模型。 按隨機數(shù)字表法分為三組：直腸癌模型組（A 組，40 只，二甲基肼注射+SW480 種植）、二甲基肼對照組（B 組，40 只，二甲基肼注射）和空白對照組（C 組，40 只，不作任何處理）。 處死裸鼠，光鏡下觀察種植瘤組織和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況，并采用免疫組化法檢測種植瘤組織和轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)組織中 E-鈣黏蛋白表達水平。結(jié)果A 組裸鼠約 1 周時成瘤率為 100%，之后瘤結(jié)節(jié)逐漸長大。 B 組和 C 組裸鼠均未成瘤。A 組裸鼠的腫瘤組織中 E-鈣黏蛋白陽性表達率（40.0%）明顯低于腫瘤周邊組織（82.5%），差異有統(tǒng)計學意義（χ2= 7.24，P＜ 0.05）。 B 組裸鼠的直腸黏膜組織中 E-鈣黏蛋白陽性表達率為 80.0%，C 組裸鼠的直腸黏膜組織中 E-鈣黏蛋白陽性表達率為 85.0%，A 組腫瘤組織以及 B 組、C 組三組比較差異有統(tǒng)計學意義 （χ2=5.18，P＜ 0.05），A 組的 E-鈣黏蛋白陽性表達率明顯低于 B 組和 C 組（χ2=8.12、9.04，P＜ 0.05）。 發(fā)生側(cè)方淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的 A 組裸鼠種植瘤組織中 E-鈣黏蛋白陽性表達率為 33.3%，明顯低于未發(fā)生側(cè)方淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的裸鼠種植瘤組織（100.0%），差異有統(tǒng)計學意義（χ2=10.28，P＜ 0.05）。結(jié)論二甲基肼預處理后進行人大腸癌細胞株 SW480 接種制模法成功構(gòu)建了裸鼠低位直腸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移模型。 E-鈣黏蛋白表達減弱可能在直腸癌發(fā)生、侵襲及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移演進過程中起著重要作用。

直腸癌；淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移；E-鈣黏蛋白；裸鼠

直腸癌是最常見的消化道惡性腫瘤之一，在新疆少數(shù)民族中的發(fā)病率逐年升高。 目前手術(shù)切除是治療直腸癌的最有效的手段，而淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移是導致患者術(shù)后復發(fā)和死亡的重要原因，也是術(shù)后病情轉(zhuǎn)歸的重要觀測指標[1]。 影響直腸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的因素與多種蛋白分子相關(guān)，其中 E-鈣黏蛋白是直腸癌轉(zhuǎn)移的重要因素，影響腫瘤生長速度、腫瘤大小、浸潤深度及癌細胞遠處轉(zhuǎn)移[2]。 本研究選用人大腸癌細胞株SW480 建立低位直腸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移模型，旨在探討 E-鈣黏蛋白在直腸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移過程中的作用機制。

1 對象與方法

1.1 對象

1.1.1 實驗動物及分組 BALB/Cnu/nu 雄性裸鼠120只，SPF 級，購自新疆醫(yī)科大學動物實驗研究中心（合格證號：SCHK2014-0007），鼠齡 6～8 周，體重 18～22 g，分籠飼養(yǎng)于屏障系統(tǒng)的潔凈層流架內(nèi)，室溫控制在（25±1）℃，相對濕度 40%～50%。 按隨機數(shù)字表法將其分為三組：直腸癌模型組 （A 組，40 只 ，二甲基肼注射+SW480 種植）、二甲基肼對照組（B 組，40 只，二甲基肼注射）和空白對照組（C 組，40 只，不作任何處理）。

1.1.2 細胞來源 人大腸癌細胞株 SW480，由中科院上海細胞生物研究所提供，培養(yǎng)于含 10%胎牛血清的RPMI-1640 培養(yǎng)基，置 37℃ 5%CO2培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)。

1.1.3 主要試劑 胎牛血清（FBS）購自杭州四季青生物工程材料有限公司，胰蛋白酶購自 Sigma 公司，RPMII64O 培養(yǎng)基購自 GiBco 公司，鼠抗人 E-鈣黏蛋白單克隆抗體購自 Dako 公司，SP 免疫組化試劑盒購自北京中山生物技術(shù)有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 人大腸癌細胞株 SW480 的培養(yǎng) 采用含 10% FBS的 RPMI-1640 培養(yǎng)基培養(yǎng)，置 37℃、5%CO2培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)，取生存狀態(tài)良好的細胞，用 0.25%胰酶消化后收集，以錐蟲藍檢測細胞活性大于 90%，加適量不含血清的 RPMI-1640 營養(yǎng)液配制成濃度為 1×106個/mL的懸液備用。

1.2.2 裸鼠低位直腸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移模型的建立 將二甲基肼用生理鹽水配成 1%溶液，用 4%NaOH 溶液調(diào)成 pH 值為 6.5～7.0，抽濾除菌，對 A 組和 B 組裸鼠的頸部皮下進行注射，30 mg/kg，1 次/周， 每周測體重 1次，據(jù)體重調(diào)整劑量，至第 8 周末。 B 組裸鼠分籠飼養(yǎng)。 A 組裸鼠術(shù)前禁食 12 h， 采用 10%水合氯 醛（0.3 mL∶100 g）腹腔內(nèi)注射麻醉藥，消毒會陰肛門直腸腔，采用外翻肛門直腸技術(shù)將直腸黏膜外翻顯露于擴張的肛門口外， 取大腸癌細胞株 SW480 懸液 0.2 mL 緩慢注射接種于背側(cè)肛門緣上 2 mm 直腸黏膜下。 術(shù)畢觀察無活動性出血。 術(shù)后所有裸鼠暫時分籠飼養(yǎng)直至完全清醒，再禁食禁水 6 h 后給予高能量飲食。 C 組不作任何處理。

1.2.3 制模后成瘤及浸潤生長情況的觀察 三組動物均以戊巴比妥（40 mg/kg）腹腔麻醉，分別于 1、2、4、6 周觀測動物 1 次，通過頸部脫臼法處死裸鼠各 10 只，開腹觀察成瘤及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況。 測量瘤塊長度（a）和寬度（b），計算腫瘤體積（V）=ab2/2。 切取 A 組裸鼠的腫瘤段組織及周圍組織（包括側(cè)方淋巴組織），切取 B 組和 C 組裸鼠的直腸及周圍組織（包括側(cè)方淋巴組織）。

1.2.4 蘇木精-伊紅（HE）染色 將切除的標本均浸于10%福爾馬林中，常規(guī)石蠟包埋，連續(xù)切片，厚度 4 μm，分別進行 HE 染色，光學顯微鏡下觀察組織結(jié)構(gòu)變化。

1.2.5 免疫組化檢測 E-鈣黏蛋白表達水平 將切除的標本浸于 10%福爾馬林中，常規(guī)石蠟包埋，制作石蠟切片。石蠟切片常規(guī)脫蠟至水，熱抗原修復。一抗孵育4℃過夜，磷酸鹽緩沖液（PBS）沖洗 3 次，二抗 37℃孵育 30 min，再次 PBS 沖洗 3 次。 加新鮮配制的二氨基聯(lián)苯胺（DAB）0.01 mol/L 顯色，PBS 代替一抗作為陰性對照。

1.2.6 結(jié)果判讀 利用 BX41TF 光學顯微鏡進行采圖，以細胞膜及細胞漿內(nèi)出現(xiàn)顆粒作為陽性細胞，每張切片隨機選取 5 個高倍視野，每個視野計數(shù) 100 個腫瘤細胞，共計 500 個細胞，由 3 名病理醫(yī)師獨立計數(shù)。 按陽性細胞所占百分比評分：陰性為 0 分，陽性細胞率延 10%為 1 分，＞10%～50%為 2 分，＞50%～75%為 3 分，＞75%為 4 分；按染色強度分 3 級：棕黃色為 3 分，黃色為 2 分，淡黃色為 1 分，無色為 0 分。 陽性細胞數(shù)得分與染色強度得分相加≥5 分為陽性 （+），＜3 分為陰性（-）。 染色結(jié)果由 3 名以上病理研究者進行判斷。

1.3 統(tǒng)計學方法

采用 SPSS 13.0 統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析，計數(shù)資料用率表示，組間比較采用 χ2檢驗，以P＜ 0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 制模后成瘤及浸潤生長情況

A 組裸鼠經(jīng)二甲基肼預處理后進行人大腸癌細胞株 SW480 接種制模，約 1 周時可見直腸壁內(nèi)小結(jié)節(jié)形成，成瘤率 100%，之后瘤結(jié)節(jié)逐漸長大，腫瘤體積測量結(jié)果見表 1。 6 周時，6 只裸鼠均發(fā)現(xiàn)瘤體浸潤腸外，均可見側(cè)方淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移浸潤。 B 組和 C 組裸鼠均未成瘤。

表1 A 組裸鼠不同接種時間腫瘤體積變化

表1 A 組裸鼠不同接種時間腫瘤體積變化

接種時間 只數(shù) 腫瘤體積（mm3）1周2周4周6周10 10 10 10 16.52±2.85 29.46±12.63 86.57±19.58 157.9±20.59

2.2 種植瘤及側(cè)方淋巴結(jié)的病理組織學檢查

A 組種植瘤組織鏡下表現(xiàn)為低分化腺癌，癌細胞多呈圓形，橢圓形，核大，深染，異形，核分裂象多見；癌組織排列呈團狀或索狀，可見一些腺體結(jié)構(gòu)存在，并浸潤腸壁各層。 見圖 1（封四）。 A 組裸鼠中發(fā)生轉(zhuǎn)移的側(cè)方淋巴結(jié)組織，鏡下見轉(zhuǎn)移灶癌組織與直腸種植瘤組織的形態(tài)結(jié)構(gòu)十分相似。 見圖 2（封四）。

2.3 三組裸鼠中 E-鈣黏蛋白表達檢測結(jié)果

免疫組化檢測三組裸鼠中 E-鈣黏蛋白表達情況，三組 E-鈣黏蛋白陽性表達率比較，差異有統(tǒng)計學意義（χ2=5.18，P＜ 0.05）。 A 組裸鼠的腫瘤組織 E-鈣黏蛋白陽性表達率明顯低于腫瘤周邊組織（χ2=7.24，P＜ 0.05）；A 組腫瘤組織 E-鈣黏蛋白陽性表達率明顯低于 B 組和 C 組，差異均有統(tǒng)計學意義（χ2=8.12、9.04，均P＜ 0.05）。 見圖 3（封四）、表 2。

接種 6 周時，A 組裸鼠中有 6 例發(fā)現(xiàn)側(cè)方淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，與其余未發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移的 4 例比較，發(fā)現(xiàn)側(cè)方淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的裸鼠種植瘤組織中 E-鈣黏蛋白陽性表達率明顯低于未發(fā)現(xiàn)側(cè)方淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的裸鼠種植瘤組織，差異有統(tǒng)計學意義（χ2=10.28，P＜ 0.05）。 見表 3。

表2 三組裸鼠中 E-鈣黏蛋白表達比較[n（%）]

表3 發(fā)生和未發(fā)生側(cè)方淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的 A 組裸鼠種植瘤組織中E-鈣黏蛋白表達比較[n（%）]

3 討論

直腸癌是消化系統(tǒng)比較常見的惡性腫瘤，治療失敗的主要原因在于腫瘤的復發(fā)與轉(zhuǎn)移，因此深入研究人直腸癌發(fā)病、轉(zhuǎn)移浸潤機制及抗轉(zhuǎn)移治療方法已經(jīng)成為目前的主要任務(wù)之一，這就要求必須建立最能體現(xiàn)人體直腸癌特點的動物模型，為結(jié)腸癌轉(zhuǎn)移機制和抗轉(zhuǎn)移治療的研究提供理想的動物模型[3]。 以往研究較多的是人直腸癌皮下移植瘤動物模型，該模型建立容易、觀察方便，但由于皮下移植瘤動物模型無法模擬人類直腸腫瘤發(fā)病的臨床條件以及常見的一些 惡性生物學特性，比如肝轉(zhuǎn)移、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等，因此在腫瘤的治療研究方面、特別是治療機制研究方面的價值較小[4-7]。 原位移植模型是將癌細胞懸液注射法和癌組織植塊法通過手術(shù)種植在體內(nèi)的相應(yīng)部位，從而進行相應(yīng)部位腫瘤研究的方法，其腫瘤的生物學特性與在體腫瘤較為一致[8-9]。 目前國內(nèi)研究人直腸癌的原位移植瘤模型較少，因此，為了進一步尋找理想的原位 模型，本實驗采用二甲基肼預處理裸鼠，進一步減低免疫性 ，將人結(jié)腸癌細胞株 HCT-116 細胞注射接種 于裸鼠直腸黏膜下，從而模擬直腸癌臨床發(fā)生 、發(fā)展演變過程，旨在為大腸癌浸潤轉(zhuǎn)移機制和抗轉(zhuǎn)移治療提供穩(wěn)定、理想的動物模型。

本實驗采取不同時間取材著重觀察了原位癌腫的生物學特性和轉(zhuǎn)移規(guī)律發(fā)現(xiàn)：A 組裸鼠經(jīng)二甲基肼預處理后進行人大腸癌細胞株 SW480 接種制 模 ，約1 周時可見直腸壁內(nèi)小結(jié)節(jié)形成，成瘤率為 100%，之后瘤結(jié)節(jié)逐漸長大。 在直腸黏膜植入腫塊后，癌細胞局部形成腫瘤，隨著接種時間延長，瘤體逐漸增大。 繼之 6 周時，6 只裸 鼠均發(fā)現(xiàn)瘤 體浸潤至 腸 外，均可 見側(cè)方淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移浸潤。 本實驗顯示，二甲基肼預處理后進行人大腸癌細胞株 SW480 接種制模法成功構(gòu)建了裸鼠低位直腸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移模型，客觀地模擬了臨床直腸 癌 患者體內(nèi)增殖生長、側(cè)方淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的過程，操作簡單，成瘤時間短，轉(zhuǎn)移率高，制模穩(wěn)定。 這為進一步研究直腸癌轉(zhuǎn)移機制、抗轉(zhuǎn)移治療提供了一種較理想的動物模型。

目前手術(shù)切除是治療直腸癌最有效的手段，而淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移是導致患者術(shù)后復發(fā)和死亡的重要原因，也是術(shù)后病情轉(zhuǎn)歸的重要觀測指標。 直腸癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移主要以上方為主，側(cè)方淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)移是在上方通路阻塞的情況下才會發(fā)生，如果側(cè)方淋巴結(jié)受浸，則表示疾病已屬晚期。 臨床上發(fā)現(xiàn)行側(cè)方淋巴結(jié)清掃的患者腫瘤復發(fā)及轉(zhuǎn)移的時間隔長于淋巴結(jié)未清掃者。 影響直腸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的因素與多種蛋白分子相關(guān)，其中腫瘤細胞獲取高侵襲性的關(guān)鍵是 E-鈣黏附蛋白黏附功能喪失[10-11]。 目前國際上并沒有標準 E 鈣黏蛋白與腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)性研究。 本實驗在成功建立裸鼠低位直腸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移模型的基礎(chǔ)上，通過免疫組織化學法檢測了 E 鈣黏蛋白在裸鼠種植瘤組織及相關(guān)鄰近組織中的表達水平，初步評詁了側(cè)方淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的發(fā)生與 E 鈣黏蛋白關(guān)系。 研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，免疫組化檢測三組裸鼠中 E-鈣黏蛋白表達情況，A 組裸 鼠 的腫瘤組織中 E-鈣黏蛋白陽性表達率為 40.0%（16/40），腫瘤周邊組織中 E-鈣黏蛋白陽性表達率為 82.5%（33/40），腫瘤組織中 E-鈣黏蛋白陽性表達率明顯低于腫瘤周邊組織（P＜ 0.05），且 A 組的 E-鈣黏蛋白陽性表達率也明顯低于 B 組和 C 組（P＜ 0.05）。提示 E-鈣黏蛋白作為細胞 之 間的鈣依賴 性 跨膜糖蛋 白 ，在腫瘤的 發(fā)生、生長過程中扮演著重要的角色，在直腸癌細胞的分化、增殖的環(huán)節(jié)中發(fā)揮著重要的生物學效應(yīng)。

目前發(fā)現(xiàn)，E-鈣黏蛋白表達的缺失是上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）過程中關(guān)鍵的一步，腫瘤細胞將其表型從上皮細胞轉(zhuǎn)為間質(zhì)細胞，從而獲得侵襲性和游走遷移能力[12-13]。 本組研究中也發(fā)現(xiàn)，接種 6 周時，A 組裸鼠中有 6 例發(fā)現(xiàn)側(cè)方淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，與其余未發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移的4 例比較，發(fā)現(xiàn)側(cè)方淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的裸鼠種植瘤組織中E-鈣黏蛋白陽性表達率為 33.3%（2/6），明顯低于未發(fā)現(xiàn)側(cè)方淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的裸鼠種植瘤組織中的 E-鈣黏蛋白陽性表達率（100.0%，4/4），差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。 提示 E-鈣黏蛋白介導的黏附系統(tǒng)在腫瘤的浸潤轉(zhuǎn)移中可能起著重要作用。 E-鈣黏蛋白表達的減弱或缺失，導致腫瘤細胞間黏附性降低，誘導 EMT 發(fā)生，可促進腫瘤細胞獲得侵襲和轉(zhuǎn)移的能力，進 而促進了腫瘤的浸潤及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移[14]，但其具體作用機制還不十分清楚，仍有待于進一步研究。

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Establishment of animal model of low rectal cancer lymph node metastasis and expression of E-calcium

Aishikeer·Tulahong1CHEN Kai2DENG Dawei2▲
1.Cancer Center, the First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University, Xinjiang Uygur Autonomous Region, U-rumqi 830000, China; 2.Department of General Surgery, the Fifth Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University, Xinjiang Uygur Autonomous Region,Urumqi 830000,China

ObjectiveTo establish a nude mice low rectal cancer lymph node metastasis model and to detect the expression of E-calcium in low rectal cancer lymph node metastasis in nude mice model, to discusse its role in the process of rectal cancer lymph node metastasis.MethodsTo establish a nude mice model of low rectal cancer lymph node metastasis by using people's congress colon cancer cell line SW480.There were three groups according to random number table method: colorectal cancer model groups (group A,40 cases,dimethyl hydrazine injection + SW480 planting), dimethyl hydrazine in the control group (group B, 40 cases, dimethyl hydrazine injection) and blank control group (group C, 40 cases, do not make any processing). After Executing nude mice, the growth of tumor tissue and lymph node metastasis were observed, and the expression levels of E-calcium protein in tumor tissues and metastasis lymph node tissues were detected using immunohistochemical method.ResultsThe rate of nude mice tumor of group A was 100% about 1 week, after tumor nodules gradually grew up. Group B and group C had no tumor. The positive expression rate of E-calcium protein in tumor tissues of group A was 40.0%, was significantly lower than that in the tumor surrounding tissues of group A (82.5%),the difference was statistically significant (χ2=7.24,P＜ 0.05). The positive expression rate of E-calcium protein in rectal mucosa tissues of group B was 80.0% and the positive expression rate of E-calcium protein in rectal mucosa tissues of group C was 85.0%. Comparison between tumor tissues of group A and group B,group C,the difference was statisticallysignificant (χ2=5.18,P＜ 0.05), the positive expression rate of E-calcium in group A was lower than that in group B and group C, the differences were statistically significant (χ2=8.12, 9.04,P＜ 0.05). The positive expression rate of E-calcium protein in tumor tissue of nude mice with lateral lymph node metastasis was 33.3% , was significantly lower than that in tumor tissue of nude mice without lateral lymph node metastasis (100.0%), the difference was statistically significant (χ2=10.28,P＜ 0.05).ConclusionThe nude mice model for low rectal cancer lymph node metastasis is successfully build by dimethyl hydrazine pedestrians colorectal cancer cell line SW480 vaccination moulding method. The lower expression of E -calcium protein may play an important role in the process of occurrence, invasion and lymph node metastasis in colorectal cancer.

Rectal cancer;Lymph node metastasis; E-calcium; Nude mice

R735.3

A

1673-7210（2015）08（b）-0017-04

2015-02-13 本文編輯：任 念）

新疆維吾爾自治區(qū)自然科學基 金項 目（2014211 C131）。

▲通訊作者