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目的:肺癌是目前世界上发病率和死亡率最高的恶性肿瘤之一,已经成为人类癌症死亡的首要原因,其中非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)约占肺癌总数的80%-85%,是肺癌的主要组织学类型。由于早期症状不明显,大多数患者就诊时已处于晚期,肺癌脑转移是肺癌晚期最严重的并发症之一,也是导致肺癌死亡的主要原因。目前对于肺癌脑转移的治疗主要包括外科手术治疗、立体定向放射治疗(stereotactic radiotherapy,SRT)、全脑放射治疗(whole brain radiotherapy,WBRT)、分子靶向治疗(molecular targeted therapy,MTT)以及化学治疗等,由于脑部结构及功能的特殊性,总体获益不尽人意。受血脑屏障的束缚,全身化疗在脑转移癌治疗中的地位一直难以确立,同时关于转移瘤血脑屏障(blood-brain barrier,BBB)与正常血脑屏障的结构差异研究甚少。本实验目的旨在建立小鼠肺癌脑转移及皮下肿瘤的动物模型,进一步阐明脑转移瘤血脑屏障的结构基础,比较其与正常血脑屏障的结构差异及对化疗药物通透性的影响,为临床化疗方案的选择提供参考。方法:小鼠肺腺癌细胞株Lewis细胞常规培养于含10%胎牛血清(fetal bovine serum,FBS)、100 U/L 青霉素和 100 mg/L 链霉素的 RPMI-1640 培养基。Lewis细胞转染荧光素酶(luciferase,LUC)报告基因后,借助脑立体定位仪,建立小鼠肺癌脑转移瘤和皮下肿瘤的动物模型,采用活体成像技术和HE染色观察肿瘤的生长情况;两种不同分子量的荧光染料伊文思蓝(evans blue,EB)和荧光素钠(fluorescein sodium,Na-F)尾静脉注射示踪检测脑转移瘤血脑屏障通透性随肿瘤生长的变化;透射电镜(transmission electron microscope,TEM)、免疫组化(immunohistochemistry,IHC)联合免疫荧光(immunofluorescence,IF)染色比较肺癌脑转移血脑屏障与正常血脑屏障的结构差异。在小鼠肺癌脑转移瘤和皮下肿瘤模型建立后第七天,分别腹腔注射相同剂量(30 mg/Kg)的吉西他滨、培美曲塞和紫杉醇,于注射后15 min、30min、1h、2h和4h获取血浆、皮下肿瘤、脑转移瘤及正常脑组织,采用液相色谱串联质谱法(liquid chromatography tandem mass spectrometry analysis,LC-MS/MS)检测三种化疗药物在各组织内的分布情况。结果:活体成像及HE染色结果显示种植小鼠Lewis肺腺癌细胞后,随时间延长,脑转移瘤呈指数生长,透射电镜显示肺癌脑转移血脑屏障结构破坏,新生血管内皮细胞可见窗孔结构,胞饮小泡增多,基底膜增厚、扭曲,血管周围未见星形胶质细胞包绕;荧光染料灌注示踪显示随着肿瘤生长,肺癌脑转移血脑屏障的通透性逐渐增加,分子量小的荧光染料Na-F较分子量大的EB更容易透过血脑屏障,而在正常脑组织内无荧光染料显示;免疫组化联合免疫荧光双染显示正常脑组织及与脑转移瘤交界处血管可见星形胶质细胞包绕,而在脑转移瘤内部血管周围未见星形胶质细胞;LC-MS/MS检测药物浓度显示肺癌脑转移血脑屏障对分子量相对较小的吉西他滨和脂溶性药物紫杉醇的通透性较培美曲塞增加;三种化疗药物均在皮下肿瘤内浓度最高,而在脑转移瘤内的分布明显高于正常脑组织。结论:小鼠肺癌脑转移血脑屏障与正常血脑屏障存在明显的结构差异,且随肿瘤生长转移瘤血脑屏障通透性逐渐增加。化疗药物可以通过肺癌脑转移血脑屏障,但很难通过正常的血脑屏障,肺癌脑转移血脑屏障对化疗药物的通透性与药物分子量、脂溶性等自身特性有关。