文章编码:1006-3250(2000)01-0070-04
Research on the Model of Mice Hepatoma(H22) and Application of the Model
to Experimental Study of Traditional Chinese Medicine
LI Hai-yanFANG Zao-qin
Abstract:The article tells systhetically the study of the model of mice hepatoma(H22)biological,immunological characteristics,experimential methods,the establishment of cell lines,and the application of the model to anti-tumorous research of Traditional Chinese Medicine.So it is not difficult to see the model is a useful model in experimental study of liver cancer and screening of anticancer drugs.
H22肿瘤瘤株属小鼠的肝细胞瘤,系1952年苏联医学科学院肿瘤研究院(莫斯科)用O-Ptoaminoazotolyol(OAAT)涂C3H小鼠的皮肤100次后诱发,皮下传代的肝脏实体瘤。1963年中科院上海药物所引进后将肝脏实体型瘤株变成腹水型瘤株(其腹水型又称Hca,HAC或HepA),并在Km小鼠腹腔常规保存。由国外引进后,曾有报道(1961年)该癌已转变为多形细胞肉瘤,丧失了原有的肝索样排列和多边性细胞的特点,但根据对H22肿瘤腹水型细胞的观察,发现瘤细胞仍保持了上皮来源肿瘤的基本特征,且经过角蛋白单克隆抗体和肝脏特异性酶的检测,证明Hca瘤株及其亚系仍然保持了上皮组织的特征,变成了低分化肝癌。引进30多年来,国内研究者对其生物学特性、免疫学、细胞系的建立及移植实验条件等方面做了较为深入的研究。目前此模型已广泛地应用于肿瘤基础研究及药物筛选,成为研究中医药抗肿瘤的作用及机制的一个公认的肿瘤模型。
1H22的生物学特性
1.1接种成功率
肿瘤移植条件采用BALB/C,Km,615和CFW 4种小鼠右腋中线皮下注入体外传代后第60代和第88代H22瘤细胞(共60只),生瘤率100%,无一例自发消退。同侧腋窝淋巴结转移率为0~10%[1]。因小鼠腹水癌H22是615小鼠同种不同品系的瘤株,若经过在615小鼠体内多次传代瘤型稳定后,接种于615系小鼠,远交系小鼠Km及其它5种近交系小鼠体内,移植率均为100%,这说明H22可能是一个异基因癌株[2]。
1.2不同的接种途径研究
H22瘤细胞接种于皮下呈结节状增长,移植于腹腔呈腹水型增长。如H22-F20瘤细胞可在615系小鼠的脚掌、腋下等多个部位移植生长,并形成不同程度的转移,且主要沿淋巴系统转移,其中脚掌组转移的范围最广泛,数目也较多。若小鼠H22腹腔注射,则肿瘤细胞在腹腔生长,增殖时其早期晚期主要呈游离性生长,极少形成肿瘤结节和转移灶。
1.3转移能力的比较
转移是恶性肿瘤细胞的基本生物学特征之一。从H22和H22-F20瘤细胞(将H22-F0细胞种植入615小鼠脚掌皮下,取其淋巴结的转移瘤制成细胞悬液,再注入615小鼠腹腔,如此经体内淋巴系统筛选10次为H22-F10,筛选20次即为H22-F20)的肿瘤移植率和淋巴道转移率的比较结果发现,F20瘤细胞生物学行为的恶性度高于H22瘤细胞,所以两种瘤细胞虽然在615和Km两种品系的小鼠腹腔中均能较好地形成腹水,但二者在不同的小鼠体内淋巴结的转移率则有不同的结果[3]。在比较H22-F0(该瘤株是将远交系Km小鼠腹水癌H22细胞接种于615小鼠体内经过连续传代获得的稳定瘤株)与H22-F10的转移能力中发现,尽管二者转移的部位基本相同,但F10比F0转移能力增加,在多数部位淋巴结受侵犯的程度,F10比F0要严重得多。从两组动物生存天数看,F0组为631d(44~93d),F10组为38.2d(32~46d)。提示F10可能是从F0细胞群体中筛选出来的高转移力的细胞亚群。
建立H22实验性转移模型对研究H22肿瘤本身及筛选控制癌转移的药物等方面的基础研究有很重要的意义。大连医学院利用615小鼠腹水癌接种于615系小鼠,远交系Km小鼠及其它5种近交系小鼠脚掌、腋下等,建立了淋巴道转移模型。这种小鼠腹水癌(H22)实验性淋巴道转移模型是一个较适用的并符合自然转移规律的动物模型[2]。同济医科大学利用昆明种小鼠尾静脉注射1ml(1×106)H22实体瘤瘤株的细胞悬液,3d后,形成H22肝癌的肺转移模型。
2H22的免疫学特性
体外实验研究发现,H22肿瘤细胞核糖核酸(TuRNA)可显著抑制脾淋巴细胞的细胞毒功能,效应具有明显的剂量依赖性。牛胰核糖核酸处理并不能消除H22TuRNA的抑制效应,酶处理后样品的电泳图谱表明,具有抗RNase性质的4S左右的小分子是其抑制作用的效应成分之一。H22TuRNA尚可抑制淋巴细胞的粘附能力,提示其可能通过影响淋巴细胞与靶细胞之间的相互接触而表现对淋巴细胞毒功能的抑制[4]。
研究中又发现,从H22实体瘤分离的肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)中未能诱导出对自身瘤细胞的细胞毒活性,多次实验重复结果一致,培养过程中瘤细胞不易消失。并在实验中,发现H22能在无关品系的小鼠中生长,表明这些瘤株在体内已失去严格的MHC限制性。在利用单向混合淋巴细胞反应诱导同种抗原特异性T杀伤细胞对其杀伤活性检测结果表明,H22可能不表达或表达很弱的MHC-1类分子。因此推测能否从某一恶性实体瘤中诱导出具细胞毒活性TIL与该瘤细胞表面是否表达正常水平的MHC-1类分子呈正相关[5]。
在研究H22和甲胎蛋白(AFP)的关系中发现,在体外,人AFP对小鼠H22腹水型肝癌细胞RNA的合成促进作用非常显著,认为人AFP与肝癌细胞上的特异性受体相互结合,导致癌细胞内代谢的一系列变化,进而引起癌细胞RNA合成速率的增加。也有研究者发现,从3~5个月龄引产胎儿肌肉组织中提取AFP,从转录水平观察AFP对小鼠H22腹水型肝癌细胞RNA的合成有显著促进作用,人血白蛋白去AFP后,胎儿肌肉匀浆液等对照组无显著作用;AFP抗血清能显著清除AFP的这种促进作用[6]。
3细胞系的建立
由于接种小鼠品系及淋巴道转移能力的不同,研究者在体外建立了80320细胞系[7]、H22-F0/L细胞系[1]及H22-F25/L细胞系[8]。80320细胞系是小鼠H22肝癌腹水经小白鼠皮下注射后获得的肿瘤体外建系而成。其甲胎蛋白检验阳性,移植率为100%。H22-F10/L是未经淋巴道转移的小鼠H22腹水肝癌细胞体外建系而成。其移植率为100%,同侧腋窝淋巴结转移率为0~10%。H22-F25/L是利用H22腹水瘤细胞经615小鼠体内筛选(腹腔→脚垫→淋巴结→腹腔)25次后获得的瘤株体外建系而成。其移植率为100%,淋巴结转移率为50%,伴肺转移率为10%。
4实验移植条件的探讨
H22较容易在多种品系的小鼠体内移植,但在文献及实验中观察到接种相同癌细胞数的同一实验组内的小鼠移植肿瘤重量差异较大,变异系数(CV)高达90.93%。作者观察了3种振摇方式(水平直线、上下颠倒、旋转),3个存放温度(37℃恒温箱中,27℃室温下,3℃冰盒中)和不同时间(10个时点),发现选用水平直线振摇方式可使癌细胞在其悬液中分散比较均匀;存放条件应选用3℃,从抽取腹水时开始到移植完最后一只小鼠的总时间控制在2 h以内;小鼠移植顺序应依次从每组中抽取一只小鼠进行移植,结果观察到同一组内小鼠肿瘤重量变异系数下降为30%左右(15%~55%)[9]。所以保持在移植过程中,活细胞分散均匀且数量稳定是肿瘤移植实验的一个关键。这不仅可大大提高小鼠肿瘤移植实验的成功率,也增加了其作为模型进行基础研究的可信度。
5小鼠移植性肝癌(H22)模型在中医药抗肿瘤中的应用
5.1利用此模型研究中医药抗肝癌作用的机理
5.1.1中药对肝癌细胞中的cAMP、cGMP含量的影响
cAMP、cGMP均为细胞内重要的第二信使,cAMP为细胞生长负反馈调节信使,可控制细胞增殖,促进细胞分化;cGMP则为细胞生长的正反馈调节信使,可抑制细胞分化,促进细胞增殖。观察中药复方龙葵注射液对肝癌(H22)细胞的影响时,发现本药对肝癌(H22)腹水型癌细胞的增殖有明显的抑制作用。同时观察到癌细胞膜表面上的cAMP-磷酸二脂酶(cAMP-PDE)和(Na+-K+)-ATP酶的活性明显下降,膜表面上的微绒毛明显消退。实验结果说明,其抗癌机理可能是通过抑制膜表面的cAMP-PDE和(Na+-K+<
