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编号:10277337
U14细胞接种昆明小鼠舌体后癌周淋巴管的改变及其与淋巴道转移的研究
http://www.100md.com 《华西口腔医学杂志》 2000年第1期
     作者:宣鸣 温玉明 王昌美 李晓箐

    单位:宣鸣(佛山市第二人民医院五官科);温玉明(华西医科大学口腔医学院口腔颌面外科学教研室 610041);王昌美(华西医科大学口腔医学院口腔颌面外科学教研室 610041);李晓箐(华西医科大学口腔医学院口腔颌面外科学教研室 610041)

    关键词:淋巴管;肿瘤;转移

    华西口腔医学杂志000101 摘 要:目的:建立小鼠舌体移植瘤颈淋巴结转移模型,探讨癌周淋巴管的病理改变与淋巴道转移的关系。方法:将U14的腹水瘤细胞移植于昆明小鼠舌体内,分期分批切取舌体组织,改良5′-核苷酸酶组化染色法显示癌周淋巴管。结果:小鼠舌体接种U14肿瘤细胞后颈淋巴结转移率可达70%;U14肿瘤细胞进入淋巴管腔的方式主要有2种,即通过正常管壁开放间隙和造成管壁缺损进入淋巴管腔。结论:随着移植瘤的生长,瘤周淋巴管不断扩张,管壁结构出现不完整,有利于肿瘤细胞进入淋巴管腔进而发生淋巴结转移。
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    Pathologic Changes of Lymphatic Capillaries After Injection of U14 Cells in Rat Tongue Perineoplastic Area

    Xuan Ming Weng Yuming Wang Changmei, et al

    (College of Stomatology, West China University of Medical Sciences)

    Abstract:Objective:①To establish a model of neck lymphatic metastasis of cancer by injecting tumor cells into the rat tongue; ②To observe the relationship between pathologic changes of perineoplastic lymphatic in different stages of implanted tumor growth and lymphatic metastasis of tumor cells. Methods: 60 Kunming rats with injection of 5×106 U14 tumor cells into each rat tongue were chosen and randomized into 6 groups. In every 5 days, specimens of rat tongues with implanted tumor and neck lymph nodes with possible metastatic tumor cells were removed from each group of rats. Cryosections of rat tongue were processed with a modified enzyme-histochemical staining technique, using 5′-nucleotidase with HE to demonstrate lymphatic capillaries. Attention was paid to pathologic change of lymphatic capillaries in perineoplastic area of rat tongue in different growth stages of implanted tumor. Routing wax sections of lymph nodes processed with HE staining were examined under light microscopy to determine whether there were any metastasis tumor cells. Results: ①Metastasis to neck lymph nodes could be observed 15 days later after injection of U14 tumor cells into rat tongue. The situation of metastasis to lymph nodes varied greatly from tumor cells in bundle within marginal sinus to complete occupation of lymph nodes by U14 cells. ②Tumor cells penetrated the lymphatic capillary by passing singly or in clumps between endothelial cells or through some destroyed endothelia. A great number of lymphatic with dilated cavity was found nearby the tumor tissue which facilitated tumor cells to enter the lymphatic cavity. ③There were much more amount of lymphatic capillaries with dilated cavity around tumor mass comparing with that of normal tongue of the controll group rats, and the number of lymphatic capillaries with opening cavity tend to increase with growth of implanted tumor. Conclusion: Direct and objective view of lymphatic capillaries can be obtained by means of the modified enzyme-histochemical staining technique, using 5′-nucleotidase with HE to demonstrate lymphatic capillaries; A great number of lymphatic capillaries with dented cavity in normal physical state are forced to be dilated during process of tumor growth, thus in turn increase the possibility for tumor cells to penetrate the lymphatic capillary by passing singly or in clumps between endothelial cells.
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    Key words:lymphatic capillary tumor metastasis▲

    小鼠子宫颈癌14号(U14)是我国学者李铭新、蔡海英等用甲基胆蒽线结穿进幼鼠宫颈后移植于昆明成年小鼠皮下诱发的一个异位子宫颈癌[1]。该瘤株的特点是细胞分化低,增殖能力强,动物接种存活率可达100%,浸润和转移性极强。近年来已有学者[2~4]将U14移植于小鼠的爪垫、背侧皮下等不同部位以研究其生长规律和生物学特性,并在此基础上建立了具有不同特性的肿瘤转移模型,为肿瘤转移的防治研究提供了重要手段。本研究利用舌体组织具有丰富的毛细淋巴管这一解剖特点,将U14的腹水瘤细胞移植于昆明小鼠舌体内以建立小鼠舌体移植瘤颈淋巴结转移模型,观察癌组织生长过程中癌周淋巴管的病理改变及其与淋巴道转移的关系,为研究口腔舌癌的转移规律提供新的手段。

    1 材料和方法

    1.1 实验动物及肿瘤来源
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    昆明小鼠60只,雌雄各半,体重25~30 g/只,鼠龄8~10周。将液氮冻存的原昆明小鼠子宫颈癌瘤株进行复苏并经体外培养增殖,生长稳定后以5×10\+6细胞量接种于昆明小鼠腹腔内,待其长出癌性腹水后供实验用。

    1.2 接种方法

    取腹腔接种后第7天的癌性腹水,加入无菌生理盐水使之稀释成为1×107/ml的浓度。分别于每只小鼠舌体背侧中份舌肌内注射0.05 ml(含瘤细胞5×105),共接种60只小鼠。将小鼠随机分成 6组,每组10只。

    1.3 标本处理

    接种后l、5、10、15、20 d处死动物,剩余1组待其自然死亡。切取整个舌体组织及其对应颈部淋巴结。带瘤舌体组织经恒冷切片机连续切片,片厚10 μm,吹干后冷丙酮(4℃)固定5 min,作淋巴管的改良5′-核苷酸酶(5′-Nucleotidase,5′-Nase)组织化学染色,即先按Wachstein法作5′-Nase染色反应,苏木素伊红(HE)复染后封片。部份带瘤舌体组织及其对应颈部淋巴结则作常规石蜡包埋切片,HE染色。
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    2 结 果

    2.1 大体观察

    接种U14细胞后5 d即可见注射区域舌体组织局部膨隆,呈灰白色。到20 d时几乎所有小鼠都因舌体肿大而不能闭口,舌体固定。接种后所有小鼠舌体内均有肿瘤组织生长,无一例有消退现象。带瘤自然死亡组小鼠平均生存时间22.40 d±2.45 d,最长存活时间为25 d。接种后5 d即可见部分小鼠颈部淋巴结肿大。到20 d时,几乎所有小鼠淋巴结均明显长大。

    2.2 病理组织学观察

    2.2.1 HE染色切片观察 接种后5 d,U14细胞主要在肌间隙内顺肌肉长轴生长,10 d后逐步向间隙周围肌肉及粘膜下浸润,到20 d后几乎所有肌肉组织及大部份粘膜下组织结构均被浸润破坏,部分肿瘤区域出现坏死。

    15 d后开始出现转移,20 d后颈部淋巴结内发现转移灶者增多,转移率达70%。早期肿瘤细胞仅在边缘窦内密集成堆或排列成行,晚期则从边缘窦向中间窦及髓窦发展,严重者整个淋巴结原有的结构已大部分被破坏,仅留少量淋巴组织,且癌组织中央部位可出现坏死。部分淋巴结的输入淋巴管及输出淋巴管内都查见了癌细胞栓。
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    2.2.2 酶组织化学染色切片观察 5′-Nase染色切片可见毛细淋巴管壁呈棕褐色,主要分布于癌细胞周围组织及癌细胞所包绕的残余肌肉组织内。除因大块的癌组织挤压使邻近的毛细淋巴管被压闭外,癌周组织内毛细淋巴管多数呈不同程度的扩张(图1)。随着肿瘤的生长,开放淋巴管的数目有增加的趋势,部分淋巴管壁结构出现不完整(图2)。肿瘤接种后10 d,常可见有大量的癌细胞聚集在扩张的毛细淋巴管周围,有的癌细胞贴附在毛细淋巴管壁上。15 d后可观察到单个或成簇的癌细胞经扩张开放的毛细淋巴管壁进入淋巴管腔(图3)。而在20 d后常可见包绕淋巴管壁的肿瘤细胞破坏淋巴管壁的一部份而侵入淋巴管腔(图4)。

    图1 舌体组织接种U14细胞后淋巴管壁呈棕褐色,癌周组织内毛细淋巴管多呈不同程度的扩张 5′-Nase染色 HE复染 ×200
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    图2 癌周组织内淋巴管壁呈棕褐色,部分淋巴管壁结构不完整 5′-Nase染色 HE复染 ×200

    图3 单个癌细胞经扩张开放的毛细淋巴管壁进入淋巴管腔 5′-Nase染色 HE复染 ×200

    图4 成簇肿瘤细胞破坏淋巴管壁的一部分而侵入淋巴管腔 5′-Nase染色 HE复染 ×200

    3 讨 论

    3.1 癌周淋巴管在淋巴道转移的作用

    由于原发肿瘤组织内不含淋巴管,肿瘤组织边缘毛细淋巴管是肿瘤细胞进入淋巴系统的主要门户,因此从解剖学及组织病理学的观点来看,不同部位组织内毛细淋巴管的分布情况及瘤周淋巴管的病理改变是肿瘤发生淋巴结转移的重要影响因素[5]。由于淋巴管管壁很薄并且经常以塌陷状存在于结缔组织之间,因此用传统的光镜观察方法很难区分较小的淋巴管、血管以及组织间隙。Vetter[6]在有关酶活性的研究中发现5′-核苷酸酶(5′-Nase)在淋巴管内皮细胞的活性极强,而在毛细血管内皮细胞上无活性或活性很低。利用这一特点,Werner和Kato等[7,8]以及王云祥等[9]采用5′-Nase酶组织化学染色法,分别研究不同组织器官内的淋巴管和毛细淋巴管,均获得成功。本研究采用酶组织化学染色法显示毛细淋巴管和淋巴管,使光镜下观察癌周淋巴管的病理改变更为清晰和准确。
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    本研究发现,随着肿瘤组织的生长,开放扩张的癌周淋巴管有增多的趋势,同时管壁结构不完整,表现为淋巴管壁上出现明显的间隙或缺口,这一现象常见于有肿瘤细胞靠拢的地方,有利于肿瘤细胞进入淋巴管腔。Carr[10]认为肿瘤细胞所经过的毛细淋巴管内皮细胞间的间隙,有些是毛细淋巴管在正常情况下就存在的开放性间隙,有些则可能是肿瘤细胞发出的某些“信息”引起的间隙开放。由于很难观察到肿瘤细胞进入淋巴管腔的过程,有关肿瘤细胞如何进入淋巴管的研究报道较少。Carr等[11]用电镜研究了不同类型肿瘤的淋巴道转移型,发现肿瘤细胞是通过伸出细胞突起并以单个或成群的方式穿过淋巴管内皮细胞之间的开放连接而进入淋巴管腔。淋巴管内皮细胞及管壁周围纤维几乎无任何损伤。近年来又有研究[12]发现癌细胞可引起与其接触的毛细淋巴管壁发生变性和结构破坏,并经缺损的管壁入侵淋巴管腔。由于光镜的观察范围远远大于电镜,因此更加容易观察到癌细胞进入淋巴管的过程。本研究发现U14细胞进入淋巴管腔主要有以下2种方式:①单个或成簇的癌细胞通过完整管壁的开放间隙挤入淋巴管腔;②癌细胞破坏一部分或大部分管壁而进入淋巴管腔。前一种方式多见于肿瘤接种后15 d左右;后一种方式则在接种后20 d较常见,而这时正是颈淋巴结出现较多转移灶的时候,提示癌细胞侵噬破坏淋巴管壁可能是癌细胞进入淋巴管腔的主要途径。
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    3.2 淋巴结对肿瘤转移的屏障功能

    本实验发现癌转移最先侵犯边缘窦,而后从边缘窦向皮质、髓质浸润,随着时间的推移,浸润程度加重,直至将淋巴结正常结构完全破坏。这与其他的研究结果相符[13]

    局部淋巴结是否对肿瘤转移和播散有屏障功能现在还不清楚。早期的实验提示淋巴结对肿瘤细胞的转移能起暂时的机械屏障作用。但多数学者认为肿瘤细胞能在几小时至几天内很快通过局部淋巴结[14]。本研究中也观察到,仅当转移的肿瘤细胞局限于边缘窦内,淋巴结的绝大部分形态结构都保持完整时,就可见到输出淋巴管内存在癌细胞栓。从另一方面也证明了局部淋巴结的机械性屏障作用非常有限。

    局部淋巴结的免疫反应参与机体的抗肿瘤作用是比较肯定的。Carr等[15]研究发现:发生了肿瘤转移的淋巴结内有T、B淋巴细胞和巨噬细胞的增生,可使部分肿瘤细胞变性坏死。孙异临等[16]发现受累淋巴结内运动型淋巴细胞及具有吞噬作用的窦组织细胞增生活跃,能消灭淋巴结内的肿瘤细胞,因此淋巴结对于转移的肿瘤细胞具有一定生物屏障作用。本实验观察到随着淋巴结的反应性增生,部分肿瘤区域也发生较大面积的变性坏死。同时小鼠颈部淋巴结体积基本上是随着实验的延长而增大,尤其是15 d以后者淋巴结的增大更为明显。但经显微镜检查发现并非所有的淋巴结都是因为肿瘤细胞的转移和增殖所致,半数以上是由于淋巴结的反应性增生所造成。提示淋巴结有可能接受了肿瘤抗原刺激而对肿瘤产生了一定的免疫排斥反应。但淋巴结对肿瘤转移的生物屏障作用还有待进一步的研究。■
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    基金项目:本课题由国家自然科学基金资助(编号 9570767)

    参考文献:

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    [2]克勋,高 岩,高 进.小鼠子宫颈U14移植到近交系小鼠后生长特性和转移规律的研究.中华病理学杂志,1987,16(2):140~142

    [3]赵雪梅.小鼠子宫颈癌爪垫皮下移植后侵袭程度和转移间的关系.中国医学科学院学报,1989,11(6):407~409

    [4]高进,薛克勋,赵雪梅.癌细胞侵袭和淋巴道转移过程中血液流变学的观察.中国医学科学院学报,1990,12(4):300~301

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    [7]Werner JA, Schunke M, Tillmann B. Histochemical visualization of lymphatic capillaries in the rat: A comparison of methods demonstrated at the posterior pharyngeal surface. Arch Histol Jpn, 1987,50(5):505~514

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    [9]王云祥,赵玲辉.淋巴系统研究进展.中国临床解剖学杂志,1993,11(2):149~152

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    [11]Carr J, Carr I,Dreher B,et al.Lymphatic metastasis:Invasion of lymphatic vessels and efflux of tumor cells in the afferent popliteal lymph as seen in the Walker rat carcinoma.J Pathol, 1980,132(4):287~305

    [12]Carr I, Levy M, Orr K,et al. Lymph node metastasis and cell movement: ultrastructural studies on the rat 13762 mammary carcinoma and Walker carcinoma. Clin Exp Metastasis, 1985,3(2):125~139
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    [15]Carr I, McGinty F, Potter C, et al. Lymphatic metastasis of transplantable animal neoplasms. Experientia, 1974,30(2):185~189

    [16]孙异临,高进,杨简,等.在淋巴道转移过程中癌细胞在淋巴结内的命运及淋巴结的改变.解剖学报,1982,13(1):97~100

    收稿日期:1998-11-12

    修稿日期:1999-12-21, 百拇医药