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目的:脑胶质瘤是中枢神经系统常见疾病之一,肿瘤呈浸润性生长,与脑组织分界不清,故单纯手术很难做到彻底切除,同时脑胶质瘤放射敏感性差,并且由于血脑屏障的存在,对化疗药物亦不敏感。正是由于上述原因,脑胶质瘤的临床治疗效果不甚满意,虽然经过多年的努力,但整体患者生存期短,肿瘤反复复发,造成病人生活质量明显下降。近年来,随着环境变化和诊断技术的不断发展、普及,脑胶质瘤患者呈现上升趋势,日益成为严重威胁人们健康的难治性疾病。随着现代分子生物学的不断发展,人们对脑胶质瘤的认识不断提高,学者们逐步开始探索运用基因技术对脑胶质瘤进行干预。
人体的免疫系统可消灭外来抗原、清除体内产生的衰老细胞及异常增殖的肿瘤细胞,而肿瘤在体内得以形成的原因是体内的部分肿瘤细胞具有逃逸免疫监视的功能,故目前基因治疗的研究着重于免疫基因治疗,即将免疫活性物质(如细胞因子)的基因导入肿瘤细胞内。转染了细胞因子基因的肿瘤细胞,不但能分泌细胞因子发挥免疫调节和直接抗肿瘤作用,而且该肿瘤细胞的致瘤性降低,免疫原性增强,使肿瘤细胞表面所有潜在的肿瘤相关抗原均有可能被加工和提呈,诱导特异的抗肿瘤免疫,从而克服肿瘤细胞的免疫逃逸机制。然后将此种经过修饰的肿瘤细胞注射至肿瘤瘤体内或机体的皮下,以使肿瘤局部产生具有抗肿瘤效应和有免疫调节活性的物质,调节机体的免疫系统,杀伤肿瘤或抵抗肿瘤的发生和发展,对肿瘤进行治疗和预防。
白细胞介素24(interleukin-24,IL-24)IL-24是一种新发现的具有细胞因子特性和抑瘤因子功能双重功效的蛋白质。关于IL-24对肿瘤细胞生长的影响,有研究注意到,随着恶性黑色素瘤的形成、进展和转移,IL-24在细胞中的表达逐渐下降;而经生长抑制和分化诱导等方法治疗该肿瘤后,IL-24的表达可再度上升,因此认为IL-24基因具有抑癌基因的特性,与抑制肿瘤的生长,诱导肿瘤逆转和分化有关。而且当用质粒或腺病毒载体将IL-24基因转入乳腺癌、肺癌等细胞株后,可选择性诱发肿瘤细胞的凋亡。外源性IL-24基因还可通过抑制肿瘤局部新生血管的形成,达到抑制肿瘤生长的目的。
本实验于SD大鼠的皮下注射C6/IL-24细胞(通过逆转录病毒将IL-24导入C6胶质瘤细胞内构建),然后颅内种植C6细胞,建立SD大鼠脑胶质瘤模型,观察其对大鼠脑胶质瘤的免疫预防效果。
方法:C6鼠脑胶质瘤细胞系由河北医科大学第四医院科研中心保存并提供。C6/IL-24细胞系河北医科大学基础所细胞生物室建立、保存并提供。纯种SD大鼠(平均体重250-350g),雄性,常规喂养,由河北医科大学实验动物中心提供。
实验动物的分组
将24的SD大鼠随机分为两组各12只,一组为实验组,一组为对照组,在每组中,6只用于观测肿瘤大小,另外6只用于观察存活时间。实验动物的干预
实验组左侧皮下注射1×107C6/IL-24细胞,对照组皮下注射同等体积的生理盐水。28天后,两组均于对侧颅内接种C6细胞。
动物模型制作术前12h大鼠禁食禁水,用0.4%戊巴比妥钠(10ml/kg)腹腔麻醉后,固定于立定向仪上,剪去头顶部毛1.5cm×1.5cm,常规消毒、铺无菌巾,切开头皮,暴露颅骨,在前囟后1.0mm、矢状缝右侧3.0mm处,用牙科钻钻一直径1.0mm的小孔,不可伤及硬脑膜,将连接于定位仪上的微量注射器的针尖调节至触及硬脑膜,进针6mm,后退1mm,使针尖距硬脑膜为5mm。将细胞悬液20μl(约106细胞)缓慢注入脑内,注射时间为10min,留针5min后,缓慢退针。用骨蜡封闭骨孔,生理盐水冲洗术野,缝合皮肤,切口消毒,常规饲养。
MR检测时间和方法所有甲组大鼠分别于接种后7天、14天、21天进行MRI检查,观察实验大鼠的肿瘤生长情况,并照相记录。MRI扫描条件:76mm表面线圈,TR/TE为500/20,层厚2mm,冠状面T1加权扫描。扫描前腹腔注射造影剂GDDTPA1ml。肿瘤体积(mm3)=(长径×宽径×2倍层数)×π/6。
结果:接种C6/IL-24的实验组大鼠在14天内均末出现肿瘤生长现象,而对照组7天内均出现肿瘤生长,同时发现实验组肿瘤生长速度明显减慢,实验组大鼠在21天和28天两时段的肿瘤体积明显小于对照组(P<0.05)(表1,表2,表3)。实验组大鼠存活时间明显长于对照组,其中实验组大鼠存活期均超过65天,两者存在显著性差异(P<0.05)(表4)。
结论:实验结果显示通过逆转录病毒将IL-24导入C6细胞而形成的C6/IL-24细胞对鼠脑胶质瘤具有在体免疫活性,在大鼠体内发生了保护性免疫反应,产生了抗肿瘤记忆功能,尽管具体作用机制仍需不断通过实验来探讨,但它毕竟为人们利用基因技术控制胶质瘤的生长提供了新的手段。