多时间节点荷人胰腺癌SW1990细胞裸鼠模型的建立及其MRI表现

潘璜 邵成伟 田建明

·论著·

多时间节点荷人胰腺癌SW1990细胞裸鼠模型的建立及其MRI表现

潘璜 邵成伟 田建明

目的研究裸鼠荷载多时间节点人胰腺癌细胞的能力,分析其MRI表现及皮下移植瘤MRI检出率。方法将人胰腺癌SW1990细胞悬液在第1天、第8天、第15天分别注射于6只裸鼠左腋窝、右腋窝、右腹股沟皮下,制成分别荷3、2、1枚瘤裸鼠各2只。3周后行MRI平扫加增强扫描,然后剥取皮下肿块行病理学检查。结果实验期间受试裸鼠全部存活,12枚肿瘤均可见,肿瘤体积与生长时间呈正相关。MRI平扫检出9枚肿瘤,增强扫描又增加检出1枚肿瘤,2枚不能检出。未检出的肿块位于右腹股沟皮下,生长时间最短,长径<5 mm。裸鼠皮下种植瘤具有类似人胰腺癌的MRI信号,有出血、坏死灶,但所有肿瘤边缘清晰,具“假包膜”征。光镜下12枚肿块均可见类似人胰腺癌的细胞。结论裸鼠可以分期皮下种植3枚人胰腺癌细胞肿瘤,并且至少存活3周,常规3.0T MRI尚不能完全检出生长时间1周、长径<5mm的早期肿瘤。

胰腺肿瘤； 细胞系，肿瘤； 模型，动物； 磁共振成像； 小鼠

早期诊断胰腺癌是能否提高患者治疗有效率和生存率的关键点之一。目前国内外对影像学方法早期诊断胰腺癌的研究尚无重大突破。本研究旨在建立多时间节点荷人胰腺癌裸鼠动物模型，并利用模型进行一系列的胰腺癌早期影像学诊断的研究，探索对早期肿瘤具有高敏感性、高特异性的MRI诊断方法。

资料与方法

一、动物模型的建立

人胰腺癌SW1990细胞株由第二军医大学附属长海医院消化内科实验室馈赠，常规培养传代，收集对数期细胞，用PBS调至2×107/ml的细胞悬液。BALB/C裸小鼠6只，雌雄不限，4～5周，(20±2)g，SPF级，购自第二军医大学实验动物中心。裸鼠编号后随机分为3组，每组2只。第一组在实验第1、8、15天分别于左腋窝、右腋窝、右腹股沟皮下注射SW1990细胞悬液0.2 ml；第二组在第8、15天分别于右腋窝、右腹股沟皮下注射细胞悬液；第三组在第15天于右腹股沟皮下注射细胞悬液。均于实验第22天行MRI扫描。

二、MRI检查

使用GE SIGNA 3.0T MR仪，Mouse线圈。裸鼠麻醉后俯卧位置于线圈中心扫描。扫描序列及参数：冠状位FSE/T2WI TR/TE=1700/150 ms，层厚1.5 mm，间隔0.2 mm，矩阵=256×192；轴位FSE/T2WI TR/TE=2400/150 ms，层厚1.0 mm，间隔0.2 mm，矩阵=256×192；轴位、冠状位FLAIR/T1WI压脂：TR/TE=3000/24 ms，层厚3 mm，间隔0.2 mm，矩阵=320×256；所有序列FOV=6 cm。平扫后自尾静脉团注10%钆喷酸葡胺注射液[1](北陆药业股份有限公司)0.2 ml后即行与平扫一致之T1WI轴位或冠状位增强扫描。

结 果

一、肿瘤生长情况

6只裸鼠不同部位皮下种植瘤共12枚，其中左腋窝、右腋窝及右腹股沟皮下肿瘤分别为2、4、6枚，生长时间分别为22、15、8 d(图1))。肿瘤生长潜伏期为3～5 d，然后种植部位皮下出现灰白色结节，呈椭圆形，种植成功率100%，3周存活率100%。经测量，生长8 d的种植瘤的长短径分别为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；生长15 d的种植瘤为10.09 mm×9.00 mm、12.57 mm×8.84 mm、10.26 mm×6.91 mm、16.07 mm×13.56 mm；生长22 d的种植瘤为15.68 mm×9.33 mm、14.38 mm×10.17 mm。取出的肿瘤边缘光滑，质地较均匀，内可见出血灶；病理示肿瘤细胞密集，核大、异形、深染，间杂脂肪(图2)。

图1 荷3、2、1枚瘤的裸鼠

图2 种植瘤的大体(a)及病理改变 (b,HE ×100)

二、MRI检查

种植在右腹股沟皮下生长8 d的6枚种植瘤体积最小，MRI平扫显示3枚，呈T1WI低信号、T2WI高信号，信号均匀，无明显出血、坏死表现；增强后增加显示1枚，强化较均匀，信号明显高于周围组织，与周围肌肉分界清晰，无明显侵犯表现。种植在左、右腋窝皮下生长15、22 d的6枚种植瘤体积较大，MRI平扫显示信号不均，肿瘤实性成分在T1WI显示信号极低，明显低于周围肌肉信号，接近无信号组织表现，T2WI呈高信号；肿瘤内散在小斑片、斑点状出血灶(图3a)，在T1WI呈高信号、T2WI呈低或高信号(因出血的时间不同)。种植瘤与周围肌肉界限清晰，周围脂肪间隙亦较清晰，无明显侵犯表现。增强后肿瘤边缘均可见较完整(2枚)或不甚完整(4枚)明显“包膜样”强化(图3b)；肿瘤外周见较明显不规则强化，其中1枚(右腋窝肿瘤)强化较明显而均匀，但中心部分无论有无出血坏死强化均不明显。

图3 种植瘤的MRI表现

讨 论

裸鼠移植瘤动物模型包括异位移植瘤模型和原位移植瘤模型，前者较多采用直接将肿瘤细胞种植于裸鼠皮下，包括瘤块皮下种植法和直接皮下细胞注射，成功率较高。但上述方法通常都只在每只裸鼠接种一枚肿瘤。它作为影像学研究模型尚有一定的局限性，不能分析同一种检查方法在不同时期、不同体积肿瘤中的检出能力，因此，本研究采用直接皮下细胞注射法制作多时间节点荷人胰腺癌裸鼠模型，目的是观察一只裸鼠最多能承受几枚皮下移植瘤、肿瘤的生长状况及荷瘤裸鼠的生存时间。本结果显示，即使荷3枚瘤的裸鼠也能存活3周，其时所获肿瘤足以用于影像学研究。但荷瘤量越大的裸鼠到后期越瘦弱，因此实验中使用麻醉剂时应适当减少剂量，以免意外死亡。

国外研究裸鼠采用的MRI场强在3.0～9.4 T之间，多为动物专用MR仪且配置裸鼠专用线圈，得到的图像具有高分辨率、高信噪比[1-3]。国内研究多采用1.5T临床型MR仪。近年应用3.0T临床型MR仪进行的实验也日渐增多，但仍较少使用裸鼠专用线圈，而是以相对较小的线圈作为替代品[4-6]。本研究采用临床型3.0T MR仪，并且配备有Mouse专用线圈，扫描速度较快，所获图像矩阵较大、信噪比较高，对组织的分辨力较高，虽不能媲美超高场动物MR仪，但能清晰显示病灶及其与周围组织的关系以及肝、脾、肾等正常脏器，然而尚难以获得满意的MRS及DWI图像，对更深入的研究有一定的阻力[7]。

裸鼠的皮下移植瘤的MRI表现既有与人胰腺癌相似的地方，也有其自身的特点。移植瘤于T1WI呈明显低信号，T2WI呈明显较高信号，与人体胰腺癌相似，表明其组织结构与人体胰腺癌是相似的。然而人体胰腺癌通常呈浸润性生长，与周围正常组织无明显边界分隔，难以从影像学上准确描述其边缘，手术标本亦难以分清癌肿组织与周围正常组织之界限。本组裸鼠皮下种植瘤边缘于增强早期即有明显强化，从而与周围组织、脏器分界清晰，易于辨认和测量。裸鼠皮下种植瘤易于出血、坏死，在所有长径>1 cm的肿块内部均有不同程度的出血、坏死。出血表现为T1WI呈稍高或高信号，T2WI呈等或稍高信号；而坏死表现为T1WI呈低信号，T2WI呈更高信号，增强后强化表现均不明显。

本组生长8 d的6枚肿瘤，体积较小，虽可肉眼识别，但MRI平扫的检出率只有50%，增强后的检出率也只是66.7%。未检出的肿瘤最长径在5 mm左右，因此在现有的设备、技术条件上，如果能提高对比剂的增强效率，有望提高早期、体积微小肿瘤的检出率。

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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

国家自然科学基金(30970801)

200433 上海，第二军医大学长海医院放射科

邵成伟，Email：cwshao@sina.com

2011-09-30)

(本文编辑：屠振兴)