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皮下移植瘤接種實驗中實現高度均一的移植瘤接種方法揭秘

瀏覽次數:3037 發布日期:2023-4-6  來源:南模生物公眾號

小鼠腫瘤模型
自小鼠腫瘤模型的誕生已有一百多年的歷史,如今小鼠腫瘤模型在臨床前抗腫瘤藥物評價體系中發揮著重要的作用,為研究腫瘤發生與轉移的機制、篩選和評價抗腫瘤藥物的藥效提供了有力的工具。

小鼠腫瘤模型大致可分為自發性腫瘤小鼠模型、誘發性腫瘤小鼠模型、基因修飾小鼠腫瘤模型、異種移植瘤模型(PDX或CDX)、同種移植型小鼠腫瘤模型(CDA或MDA)等。其中,移植模型更易于和更廣泛用于臨床前藥效評價。

 
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移植模型可分為細胞系移植和組織塊移植。我們今天主要關注的是使用率最高的皮下細胞系移植瘤模型。做過皮下移植瘤接種實驗的同學可能都遇到過,同時接種同等細胞量的小鼠長出的皮下瘤大小卻差異明顯,腫瘤不是過大就是過小,甚至形成串狀腫瘤或不成瘤,導致很難挑出均一的小鼠入組,進行后續的藥效試驗。那么,如何獲得均一性良好的皮下荷瘤小鼠模型?

考慮到皮下移植的過程,我們可以從以下幾個方面入手:

01 細胞
成瘤實驗前,選擇合適的細胞株是非常重要的,即便是同一個癌種,不同細胞株的成瘤能力也可能天差地別。

 
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例如乳腺癌細胞系JIMT-1增殖速度就遠快于BT-474,因此建議大家先拿細胞株做個預實驗,以便正式實驗時合理安排實驗進度。

Tips:對于生長速度較慢的腫瘤細胞可選用基質膠,促進腫瘤生長,通常加入30-50%的基質膠。

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不同乳腺癌細胞成瘤曲線


其次,細胞接種量和細胞狀態也是關鍵。接種細胞數量過少可能在老鼠皮下不能成瘤或成瘤后生長極慢,但接種量過多則可能引起腫瘤瘋長,出現這些情況并不利于實驗順利開展。細胞接種量一般通過查閱文獻確定或者做預實驗確認,預實驗通常在5E5-1E7細胞量之間設置梯度實驗,接種體積為100-200 uL(細胞過量可能導致泄漏)。
 

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裸鼠皮下注射HepG2細胞4周后腫瘤形成圖


接種細胞要選擇生長狀態良好,無病毒、細菌或支原體等污染,處于對數生長期的細胞。細胞短途運輸時可采用濕冰運輸,如用冰袋,冰袋不可直接接觸細胞,若短時間內運輸室溫即可。

02 動物
選擇了合適的細胞株后,就要考慮用什么品系的小鼠來接種。對于來自小鼠的腫瘤細胞系,需要保持小鼠背景一致,如果腫瘤細胞系接種到背景品系不同的小鼠上,由于免疫系統的攻擊,腫瘤細胞很難成瘤。如MC38是來自B6小鼠的結腸癌細胞系,所以適于其接種的小鼠背景的是B6。

而藥效實驗用的細胞株多為人源細胞株,人源細胞株更為接近人類腫瘤增殖情況,但卻需要選擇免疫缺陷小鼠,如M-NSG小鼠。Raji細胞系是人Burkitt's 淋巴瘤細胞系,皮下接種后,腫瘤生長較慢,20天后腫瘤體積達到1000mm3
 

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確定品系后,就要選擇合適鼠齡的小鼠,通常為6-8周齡的小鼠,老年鼠皮下脂肪及結締組織疏松,容易接出不規則的腫瘤。同一批小鼠周齡和體重差異要盡量小。小鼠進入動物房后適應性飼養一周左右,待其適應新環境后再進行接種實驗。
 

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圖3 MC38在C57BL/6小鼠皮下的成瘤曲線以及Raji小鼠在M-NSG小鼠皮下的成瘤曲線

03 操作
實驗員豐富的接種經驗極為重要,新手往往因經驗少而常出問題。如實驗前準備不夠充分,接種過程中手抖等。且新手實驗員操作速度較慢而使接種時間延長,使細胞活性下降進而影響成瘤率。所以,新手要多多練習接種或請經驗豐富的人員完成接種環節。

接種部位及接種深度也極為重要。選擇血管豐富的區域接種,如腋窩部位或頸后方的肩胛骨上側皮下等。進針時先用針頭刺破皮膚,持平注射器使針頭在皮下行進一段距離,稍微上挑后開始注射,注射過程中不可使針頭移行。注射結束后壓著針頭快速拔出,同時用棉簽輕壓進針孔處以免有細胞液流出。
 

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接種環節應由一人完成所有動物接種,避免同一實驗多人。因每個人對卡尺的松緊和測量方向操作不同,為保持腫瘤體積測量的一致性,后續的量瘤環節也需要同一個人完成。

更多疑問?

1)如何避免串狀腫瘤
抽取細胞后,可用酒精擦拭針頭,避免針頭上的腫瘤細胞沾到行針路徑上。

2)接種針有氣泡怎么辦?
多取適當體積的液體,然后針尖朝上,往回吸一點,形成一個空間,再將空氣推出,同時有部分液體推出,氣泡即可以排除了。此時要注意腫瘤細胞比較粘,盡量排在紙上或者離心管里。

3)瘤子長不出來是怎么回事?
一方面可能是細胞狀態差,活力不好,或是腫瘤細胞不易成瘤,需加入Matrigel輔助或增大接種量或更換細胞系;一方面可能是小鼠周齡太大,或小鼠免疫排斥,建議更換免疫缺陷程度更大的小鼠(M-NSG小鼠>NOD SCID小鼠>裸小鼠)

4)小鼠瘤子長起來又消失?
腫瘤塊先縮小,后變大很常見,很可能是炎癥反應,導致腫瘤細胞被小鼠自身吸收,建議繼續觀察經過幾周是否能長出來,若否,則需要更換小鼠。

5)是否可以在一只小鼠進行多個點荷瘤?
不可以,一只老鼠就只能接種一個點。因為一個老鼠身上有多個腫瘤塊的情況下,可能會相互影響。

發布者:上海南方模式生物科技股份有限公司
聯系電話:400-728-0660
E-mail:tech@modelorg.com

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