研究不同取材时间对4NQO诱导大鼠口腔鳞癌模型的差异论文_张晓艳,谭红,周骢,聂敏海

(西南医科大学附属口腔医院 四川 泸州 646000)

【摘要】目的:对比不同时间间隔下大鼠口腔鳞癌模型的成模差异,为建立优质的大鼠口腔鳞癌模型提供支持。方法:屏障环境下使用0.004%的4-硝基喹啉-1-氧化物(4-nitro-quinoline-1-oxide,4NQO)水溶液喂养大鼠,通过自行饮用观察两组大鼠在不同时间下分批处死后,口腔黏膜病理分级情况。结果:165只有效实验大鼠,正常黏膜36只、单纯上皮增生21只、上皮轻度异常增生22只、上皮中度异常增生25只、上皮重度异常增生27只、口腔鳞癌25只。采用等级资料两样本的秩和检验(Z=1.66,0.01<P<0.05),两组资料差异具有统计学意义。结论:两种不同间隔时间建立模型,在前期成模中第一组方法优于第二种,在后期成模中第二组方法优于第一组。

【关键词】口腔肿瘤;动物模型;4NQO;口腔鳞状细胞癌

【中图分类号】R739.85 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752(2018)32-0124-03

口腔鳞状细胞癌(oral squamous cell carcinoma,OSCC,简称口腔鳞癌)是位居第18的危害人类健康的恶性肿瘤[1]。希望通过体外模型或动物模型来研究分析口腔鳞癌的发生发展过程,为其治疗提供思路和依据。

口腔鳞癌的发生、转变和致病过程是复杂多变的。Hawkins等[2]发现,4-硝基喹啉-1-氧化物(4-Nitroquinoline-l-oxide,4NQO)饮水法诱导大鼠口腔黏膜癌变的过程与人口腔黏膜癌变过程相似,该大鼠模型的建立有利于研究人口腔鳞癌的发生发展。通过时间变量的影响,以期得到在屏障环境下,4NQO诱癌模型的较优选择。

1.材料与方法

1.1 实验材料

165只6周龄雄性SD大鼠(成都达硕生物有限公司提供),体重约200~220g;屏障环境,室温20~25℃,湿度40%~60%,灯光模拟自然循环。纯净无菌饮水和SPF级动物专用灭菌固体饲料喂养(成都达硕生物有限公司提供),系统实验物品均经消毒灭菌后传送进入;4NQO(Sigma公司,美国)。

1.2 实验方法

1.2.1 SD大鼠165只,随机分11组,每组15只。实验组1为A、B、C、D、E组,实验组2为A1、B1、C1、D1、E1组,F组为空白对照组。实验大鼠分别于第10周(A)、12周(A1)、14周(B)、15周(B1)、18周(C、C1)、21周(D1)、22周(D)、24周(E1)、26周(E、F)分9批处死。对照组F于26周同期处死。

1.2.2制质量分数0.025%的4NQO水溶液,4℃冰箱避光保存。饲育时稀释为质量分数0.004%置遮光瓶内。对照组饮灭菌水置普通塑料瓶内。全组每周换水3次,瓶内残余水做无害化废弃处理。

1.3 观察指标

1.3.1观察大鼠的行为和精神状态,每周称重1次;2周观察口腔黏膜情况,并记录。

1.3.2处死取舌、双颊、腭、食道的黏膜和颈淋巴结、肝及脾的组织标本,观察标本的组织病理学变化。苏木精-伊红染色法(hematoxylin-eosin staining,HE)染色切片,光学显微镜下观察病理改变。病理分级为正常黏膜,上皮单纯性增生,轻度、中度、重度上皮异常增生,口腔鳞癌。上皮异常增生的诊断参考世界卫生组织2005年标准[3]。

1.4 统计学方法

实验所获病理分级数据用等级资料两样本的秩和检验,统计学检验水准为α=0.05,P<0.05有统计学意义。

2.结果

2.1 实验共获得有效动物模型156只,斗殴死亡2只,麻醉意外死亡1只,衰竭死亡6只。

2.2 SD大鼠进入屏障环境2周后饮食饮水趋于正常。

2.3 观察发现对照组口内均较清洁,舌色粉,柔软富弹性,无肉眼可见改变。实验组从9周开始,舌逐渐出现粗糙不平,缺乏光泽,白色样变,舌体萎缩、弹性降低。18周后口腔清洁较差,黏膜水肿,偶伴充血糜烂面、偶见新生物和溃疡面。22周后发现部分大鼠颊部新生物,伴舌根溃疡。各组全程均未出现大鼠口腔黏膜组织坏死。

2.4 大鼠模型病理分级结果如表1所示。

表1 实验各组病理分级表

3.讨论

在常用的口腔鳞癌诱导剂4NQO和二甲基苯并蒽(10-dimethyl-1,2-benzanthracene,DMBA)间,因DMBA诱导的模型易出现组织炎症反应和坏死[4],因此4NQO诱癌模型自出现[5]就被认可,该大鼠模型对口腔鳞癌的研究有重要意义。本研究在屏障系统下用4NQO饮水法成功建立大鼠模型,将口腔鳞癌的连续过程展现,突显了4NQO的诱癌作用。

实验中同一时间范围内,相同因素下饲养的大鼠可能有相似或相同的病理改变,但因个体差异使病变程度不一。随时间推移,向癌转变的概率增高,发展迅速。本研究说明在4NQO诱癌过程中,10周后开始出现各个阶段病理改变,在24周后逐渐转化为鳞癌。实验组1取材较早,间隔4周,获得上皮单纯性增生和轻度上皮异常增生的有效标本较多,后期各阶段的标本稍不足。而实验组2的取材时间推迟,间隔3周,前期各阶段有效标本稍不足,中度、重度上皮异常增生和鳞癌标本较均衡。经秩和检验发现,总的来说实验组1的取材时间优于实验组2。在10周左右开始取材,综合两实验组的间隔时间,所得标本可能各阶段较均衡,但该方法有待实验进一步验证。

在舌癌早期会出现颈淋巴结转移,浸润深度和转移率与肿瘤的直径、分级、生长方式、分化程度是否有相关性尚有待研究[6]。口腔作为消化道起始,模型中未发现食管黏膜上皮异常增生,仅2例食管黏膜上皮癌,1例淋巴转移。考虑其可能原因是4NQO致癌有一定的靶向性;也可能是造模时间相对较短,口内原发灶未转移,但并不排除可能存在的隐匿性颈淋巴结转移及微转移。阻断转移是癌前状态到鳞癌的关键点,也是目前亟待解决的问题[7]。

总的来说,4NQO饮水法建立大鼠口腔鳞癌模型的方法较简便、靶器官较明确、病变典型,过程相对稳定,癌变时间相对可控可循,整个过程与人口腔鳞癌的过程相似,该模型是研究口腔鳞癌的理想模型[8],优化该模型对研究口腔癌前病变、鳞癌的发生发展和鳞癌的治疗预防都有深远意义[9]。

【参考文献】

[1] Bray F,Ferlay J,Soerjomataram I,et al.Global Cancer Statistics 2018:GLOBOCAN Estimates of Incidence and Mortality Worldwide for 36 Cancers in 185 Countries[J]. CA: A Cancer Journal for Clinicians.2018.

[2] Hawkins BL,Heniford BW,Ackermann DM,et al.4NQO carcinogenesis:a mouse model of oral cavity squamous cell carcinoma[J]. Head & Neck, 2010,16(5):424-432.

[3] Barnes L,Eveson JW,Reichart P,et al.World Health Organization classification of tumours.Pathology&genetics.Head and neck tumours[M].Lyon:IARC Press,2005:140-143.

[4] Nauta JM,Roodenburg JL,Nikkels PG,et al.Epithelial dysplasia and squamous cell carcinoma of the Wistar rat palatal mucosa:4NQO model[J].Head Neck,1996,18(5):441-449.

[5] Wallenius K,Lekholm U.Oral cancer in rats induced by the watersoluble carcinogen 4-nitrochinoline N-oxide[J].Odontol Revy, 1973,24(1):39-48.

[6]张胜,陈伟良,李冠谋,等.舌癌患者非前哨淋巴结转移的预测因素[J].广东牙病防治,2013,21(7):379-382.

[7]孟文霞,周红梅.口腔黏膜白斑组织转化生长因子-β受体Ⅱ及受体Ⅲ的表达[J].广东牙病防治,2013,21(4):173-176.

[8]陈梁,周海文.口腔癌的鼠科动物模型研究进展[J].临床口腔医学杂志,2011,27(8):508-511.

[9]Schoop RA,Noteborn MH,Baatenburg de Jong RJ.A mouse model for oral squamous cell carcinoma[J].J Mol Histol,2009,40(3):177-181.

论文作者:张晓艳,谭红,周骢,聂敏海

论文发表刊物:《医药前沿》2018年32期

论文发表时间:2018/12/10

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