CN109010366A - 一种肿瘤淋巴结高转移模型的建立及荧光快速检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种大动物肿瘤淋巴结高转移模型的建立及术中快速实时检测含有肿瘤细胞淋巴结的方法。包括以下步骤:建立兔舌肿瘤模型,并基于兔舌肿瘤模型建立兔颈部淋巴结高转移模型;在兔颈部高转移模型建立成功后,使用一种内源性物质5‑氨基酮戊酸(5‑ALA),利用其代谢产物原卟啉(PPIX)的荧光对兔颈部转移淋巴结进行快速精准的检测。本发明操作简便,可靠性高,充分完整的模拟了人舌癌淋巴结转移的临床特征以及生物学特性,为人肿瘤的淋巴结转移的治疗及切除提供了研究模型,也为术中可视化的实时肿瘤淋巴结清扫术提供新的手段,在生物医疗和光动力诊断领域具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于生物医疗领域和光学领域,涉及动物模型的建立和疾病的光动力诊断,具体涉及一种肿瘤淋巴结高转移模型的建立及荧光快速检测方法。
背景技术
在现代医疗高度发展的今天,肿瘤作为一种没有被完全攻克的疾病,在中国每年造成的死亡病例已达到281万(2017年中国最新癌症数据.中国肿瘤临床与康复,2017,24(6):760.)。尽管可以通过手术、放疗和化疗等手段进行癌症原发灶的控制,但是仍有一部分病人死于肿瘤复发。淋巴结转移是造成肿瘤复发的首要原因:浸润的肿瘤细胞穿过淋巴管壁,脱落后随淋巴液到达周围淋巴结,并以此为中心发展为新的肿瘤。以口腔癌为例,发生转移后其5年生存率只有50%-55%(口腔癌淋巴管生成及淋巴转移的研究进展.山东医药,2014,54(9):94-99.)。
淋巴结转移具有情况复杂、检测困难等特点,因此,及时建立高转移淋巴结模型,有助于更有效、更准确地对肿瘤转移的发生和发展规律进行研究。稳定、重复性好、近似人类癌症的大动物模型在研究中至关重要。兔的存活时间相对较长,且在体内淋巴结转移率高。将肿瘤接种在兔舌上建立颈部高转移淋巴结模型,有利于对转移淋巴结进行长期性的研究。
5-氨基酮戊酸(5-ALA)是一种内源性物质,广泛存在于机体的组织器官内,本身不具有光动力效应,但能在体内转化为具有光动力效应的原卟啉(PPIX),因此使用5-氨基酮戊酸作为荧光显影剂可以实现对转移淋巴结的荧光快速检测。原卟啉(PPIX)在正常细胞与肿瘤细胞中的代谢速率存在明显差异,因此肿瘤细胞在接受激发光照射时可以产生特征性的红色荧光,据此可以辨别肿瘤组织位置,对于含有转移肿瘤细胞的淋巴结同样可以使用原卟啉进行可靠鉴别。
发明内容:
本发明提供了一种兔颈部淋巴结高转移模型的建立方法,完整地模拟了人头颈部淋巴结转移的临床特点和生物学特征,为人肿瘤的淋巴结转移的治疗及切除提供了研究模型。同时提供了一种运用光学手段检测颈部转移淋巴结的方法,较好的解决了转移淋巴结与非转移淋巴结的区分问题,为术中可视化的实时肿瘤淋巴结清扫术提供新的手段,在生物医疗和光动力诊断领域具有广阔的应用前景。
本发明包括以下步骤:
1.一种肿瘤淋巴结高转移模型的建立及荧光快速检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)获取兔上皮鳞癌VX2组织块;
(2)建立兔舌癌模型;
(3)建立兔颈部淋巴结转移模型;
(4)建立兔颈部高转移淋巴结模型;
(5)使用荧光显影剂对肿瘤转移淋巴结进行实时可视化诊断;
(6)采集肿瘤转移淋巴结荧光光谱数据,根据光谱数据划分阈值,判断转移与非转移淋巴结。
所述步骤(1)为在购买的荷瘤种兔上无菌切取肿瘤,并将其剪碎成为体积约0.5mm3-1.5mm3的组织块。
所述步骤(1)具有简便易行,成模时间短,出模率高的特征。
所述步骤(1)所使用的肿瘤为兔上皮来源的VX2肿瘤组织块。
所述步骤(2)的具体步骤包括:
①将兔上皮鳞癌组织块接种在健康兔腰部肌肉中进行保种和培养;
②取经过培养的兔上皮鳞癌组织块接种于兔舌上,建立兔舌癌肿瘤模型。
所述步骤(3)的具体步骤包括:
①将舌癌荷瘤兔进行培养;
②饲养15天-45天后筛选颈部发生淋巴结转移的荷瘤兔。
所述步骤(4)的具体步骤包括:
①无菌摘取发生颈部淋巴结转移的荷瘤种兔的颈部转移淋巴结,选取淋巴结中鱼肉样组织,使用眼科剪将其剪碎至0.5mm3-1.5mm3,形成淋巴结癌组织块悬浊液;
②将取得的组织块悬浊液接种在兔舌右侧中间部位舌缘处,继续建立兔舌癌模型;
③待荷瘤兔出现淋巴结转移后,重复上述步骤,将转移淋巴结制作成组织块,接入下一批新西兰大白兔舌部;
④通过上述步骤不断筛选具有高转移特性的淋巴结组织块进行接种,以形成高淋巴结转移的兔舌癌模型。
所述步骤(5)的具体步骤包括:
①取有转移淋巴结的新西兰大白兔,经耳缘静脉注射5-氨基酮戊酸(5-ALA),避光放置;
②避光结束后,将淋巴结转移兔麻醉,打开颈部皮肤,暴露颈部淋巴结;
③使用激光照射开放部位;
④使用相机记录激发光图像。
所述步骤(5)所使用的5-ALA剂量为5.mg/kg-50mg/kg。
所述步骤(5)的避光时间为2小时-10小时。
所述步骤(5)所使用的激光峰值在350nm-450nm。
所述步骤(5)所使用的激光光源为大面积面光源。
所述步骤(5)所使用的激光光源的功率为10mw/cm2-100mw/cm2。
所述步骤(5)所使用的激光光源距离样本的距离为10cm-80cm。
所述步骤(6)的具体步骤包括:
①使用激光激发颈部淋巴结;
②使用光谱仪采集所有的淋巴结的光谱数值,记录不同光谱数值;
③根据荧光数值对所有的淋巴结进行分类,划分阈值,区分转移与非转移淋巴结。
所述步骤(6)使用的激光峰值在350nm-450nm。
所述步骤(6)使用的光源为点光源。
所述步骤(6)中点光源到淋巴结的探测距离为2cm-10cm。
附图说明:
图1:本发明一种肿瘤淋巴结高转移模型的建立及荧光快速检测方法的流程示意图
图2:本发明中兔颈部高转移淋巴结的成模示意图以及转移淋巴结的免疫组化显微图像。
图3:本发明获取的转移淋巴结的荧光图像实例。
具体实施方式
本发明提供的兔颈部高转移淋巴结模型造模方法,包括如下步骤:
步骤S1:获取兔上皮鳞癌VX2组织块,具体步骤为:购买VX2荷瘤种兔,待其腿部肿瘤生长约25天后,无菌切取荷瘤种兔的腿部VX2肿瘤组织块,选取其中的鱼肉样肿瘤组织,剪碎至体积约为0.5mm3,置于生理盐水中。
步骤S2:建立兔舌癌模型。其具体步骤为:取两只健康新西兰大白兔,置于固定架上,经耳缘静脉注射3mL 2.5%戊巴比妥钠,待麻醉成功后,使用1mL注射器将步骤S1所述的VX2肿瘤组织块吸入注射器内。在1mL注射器上安装9号针头,将组织块注入兔背部肌肉中进行保种和培养。待其背部肿瘤生长约25天后,经耳缘静脉注射3mL 2.5%戊巴比妥钠,待麻醉成功后,经耳缘静脉注入100mL空气,处死荷瘤兔,无菌切取荷瘤种兔的背部VX2肿瘤组织块,选取其中的鱼肉样肿瘤组织,剪碎至体积约为0.5mm3,置于生理盐水中。
取十只健康新西兰大白兔,置于固定架上,经耳缘静脉注射3mL 2.5%戊巴比妥钠,待麻醉成功后,准备接种。使用1mL注射器将上述的VX2肿瘤组织块吸入注射器内,在1mL注射器上安装9号针头。使用兔开口器打开兔口腔,用镊子拉紧舌头,在舌体中部侧面注入组织块,并使用502胶水封堵针孔避免组织块溢出。待10只新西兰大白兔接种完毕后,打上耳钉做好标记,两只一笼放入SPF级动物房内饲养。
步骤S3:建立兔颈部淋巴结转移模型,其具体步骤如下:待步骤S2所述新西兰大白兔舌部出模后,继续饲养。在接种后约25天,部分荷瘤兔可在颈部触及淋巴结肿大(10只种兔均出模,3只荷瘤兔出现颈部淋巴结肿大),约35天后,淋巴结肿大增加至数个。此时,兔颈部淋巴结转移模型建立完成。
步骤S4:建立兔颈部高转移淋巴结模型。具体步骤如下:选取步骤S3所述3只颈部淋巴结转移新西兰大白兔,置于兔固定架上,经耳缘静脉注射3mL 2.5%戊巴比妥钠,待麻醉成功后,经耳缘静脉注入100mL空气,处死荷瘤兔。对颈部剃毛、消毒等常规处理后,打开颈部皮肤以及筋膜层,剥离出肿大的淋巴结,去除肿大淋巴结的坏死部分,将健康的鱼肉样肿瘤组织修剪为体积约0.5mm3的转移淋巴结组织块。取得组织块后,将组织块注入第二批10只健康的新西兰大白兔舌中部,其具体流程如步骤S2所述,接种后观察新西兰大白兔的出模情况以及颈部发生淋巴结转移的情况。第二批种兔共10只,35天后,4只发生淋巴结转移。继续将第二批种兔的转移淋巴结组织块植入第三批健康新西兰大白兔的舌部,观察舌部出模情况以及颈部淋巴结转移情况。按照上述步骤不断循环,共循环了9次。其中,第三批新西兰大白兔10只中有4只发生淋巴结转移。第四批新西兰大白兔10只中有6只发生淋巴结转移。第五批新西兰大白兔10只中有9只发生淋巴结转移。第六批新西兰大白兔10只全部发生淋巴结转移。第七批第八批第九批共计30只也全部发生了淋巴结转移。至此兔颈部高转移淋巴结模型建立成功。
步骤S5:使用荧光显影剂对肿瘤转移淋巴结进行实时可视化诊断。其具体步骤如下:配置5-ALA溶液,按照18mg/kg的标准可以取得较好的成像效果。选取步骤S4所述的具有颈部高转移淋巴结的新西兰大白兔,其体重在2.5kg-3kg。将所述新西兰大白兔固定于兔子固定器上,经耳缘静脉注射3mL 2.5%戊巴比妥钠,待麻醉成功后,经耳缘静脉注入100mL空气,处死荷瘤兔。对颈部剃毛、消毒等常规处理后,打开颈部皮肤以及筋膜层,暴露手术视野,视野中可见淋巴结,包括癌转移淋巴结和非癌转移淋巴结。开启大面积光源,使用发出的峰值为405nm的激光面光源照射手术区域的淋巴结。其中,使用的光源功率为30mw/cm2,面光源距离样本距离约为30cm。激光照射下的发生癌转移的淋巴结会发出肉眼可见的红色荧光,术中根据红色荧光可以有效判断淋巴结的转移情况。使用相机采集手术区域的图像,便于手术资料的进一步分析。
步骤S6:采集肿瘤转移淋巴结荧光光谱数据,根据光谱数据划分阈值,判断转移与非转移淋巴结。其具体步骤如下:使用波长峰值在405nm的激光点光源以及光谱仪采集每一个淋巴结的荧光数值,其点光源与淋巴结的距离为3cm。根据划分的阈值,对癌转移淋巴结进行荧光的定量,区分转移与非转移淋巴结,记录在表中。
此数据可与后期的病理分析互相对照验证,为临床应用提供详实的资料与经验。
Claims (10)
1.一种肿瘤淋巴结高转移模型的建立及荧光快速检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)获取兔上皮鳞癌VX2组织块;
(2)建立兔舌癌模型;
(3)建立兔颈部淋巴结转移模型;
(4)建立兔颈部高转移淋巴结模型;
(5)使用荧光显影剂对肿瘤转移淋巴结进行实时可视化诊断;
(6)采集肿瘤转移淋巴结荧光光谱数据,根据光谱数据划分阈值,判断转移与非转移淋巴结。
2.如权利要求1所述的一种肿瘤淋巴结高转移模型的建立及荧光快速检测方法,其特征在于,所述步骤(3)的具体步骤包括:
①将舌癌荷瘤兔进行培养;
②饲养15天-45天后筛选颈部发生淋巴结转移的荷瘤兔。
3.如权利要求1所述的一种肿瘤淋巴结高转移模型的建立及荧光快速检测方法,其特征在于,所述步骤(4)的具体步骤包括:
①无菌摘取发生颈部淋巴结转移的荷瘤种兔的颈部转移淋巴结,选取淋巴结中鱼肉样组织,使用眼科剪将其剪碎至0.5mm3-1.5mm3,形成淋巴结癌组织块悬浊液;
②将取得的组织块悬浊液接种在兔舌右侧中间部位舌缘处,继续建立兔舌癌模型;
③待荷瘤兔出现淋巴结转移后,重复上述步骤,将转移淋巴结制作成组织块,接入下一批新西兰大白兔舌部;
④通过上述步骤不断筛选具有高转移特性的淋巴结组织块进行接种,以形成高淋巴结转移的兔舌癌模型。
4.如权利要求1所述的一种肿瘤淋巴结高转移模型的建立及荧光快速检测方法,其特征在于,所述步骤(5)的具体步骤包括:
①取有转移淋巴结的新西兰大白兔,经耳缘静脉注射5-氨基酮戊酸(5-ALA),避光放置;
②避光结束后,将淋巴结转移兔麻醉,打开颈部皮肤,暴露颈部淋巴结;
③使用激光照射开放部位;
④使用相机记录激发光图像。
5.如权利要求1所述的一种肿瘤淋巴结高转移模型的建立及荧光快速检测方法,其特征在于,所述步骤(5)所使用的5-ALA剂量为5mg/kg-50mg/kg。
6.如权利要求1所述的一种肿瘤淋巴结高转移模型的建立及荧光快速检测方法,其特征在于,所述步骤(5)的避光时间为2小时-10小时,所使用的激光峰值在350nm-450nm。
7.如权利要求1所述的一种肿瘤淋巴结高转移模型的建立及荧光快速检测方法,其特征在于,所述步骤(5)所使用的激光光源的功率为10mw/cm2-100mw/cm2。
8.如权利要求1所述的一种肿瘤淋巴结高转移模型的建立及荧光快速检测方法,其特征在于,所述步骤(5)所使用的激光光源距离样本的距离为10cm-80cm。
9.如权利要求1所述的一种肿瘤淋巴结高转移模型的建立及荧光快速检测方法,其特征在于,所述步骤(6)的具体步骤包括:
①使用激光激发颈部淋巴结;
②使用光谱仪采集所有的淋巴结的光谱数值,记录不同光谱数值;
③根据荧光数值对所有的淋巴结进行分类,划分阈值,区分转移与非转移淋巴结。
10.如权利要求1所述的一种肿瘤淋巴结高转移模型的建立及荧光快速检测方法,其特征在于,所述步骤(6)使用的激光峰值在350nm-450nm,点光源到淋巴结的探测距离为2cm-10cm。
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CN103608662A (zh) * | 2011-06-29 | 2014-02-26 | 京都府公立大学法人 | 肿瘤部位的识别装置以及识别方法 |
CN105580774A (zh) * | 2015-12-02 | 2016-05-18 | 上海交通大学医学院附属第九人民医院 | 一种兔舌癌动物模型的建立方法 |
CN106073718A (zh) * | 2016-07-15 | 2016-11-09 | 福建师范大学 | 定量检测5‑ALA诱导的PpIX浓度分布的荧光相机及荧光定量方法 |
-
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