人胰腺癌裸鼠皮下移植瘤模型MRI表现与病理对照研究

张梅花杨晓春沈钧康赵永华

人胰腺癌裸鼠皮下移植瘤模型MRI表现与病理对照研究

张梅花1杨晓春2沈钧康2赵永华1

目的 探讨人胰腺癌裸鼠皮下移植瘤磁共振成像（MRI）检查技术及其影像学表现的病理机制。方法 建立人胰腺癌Patu8988细胞株裸鼠皮下移植瘤模型20只，细胞接种后2、4、6、7、8周随机抽取4只荷瘤鼠，进行大体观察、MRI检查和病理检查。大体观察荷瘤鼠和肿瘤的生长后进行MRI扫描，MRI平扫后，腹腔注射钆贝葡胺后4min行增强扫描，观察肿瘤影像学表现和周围组织情况；MRI检查后处死荷瘤鼠，解剖瘤灶，进行病理学研究，并与MR图像进行对照。结果 肿瘤接种成功率为100%。2周时瘤灶T1WI和T2WI信号较均匀，4～8周时瘤灶T1WI呈均匀等信号或稍高信号，T2WI呈不均匀混杂信号，增强扫描瘤灶不均匀强化，以瘤灶周缘强化明显，内可见斑片状无强化区，随着肿瘤的生长，其内无强化区逐渐扩大。结论 常规MR扫描技术能对胰腺癌皮下移植瘤的发生发展进行动态观察，移植瘤MRI表现可从病理学角度进行解释。

裸鼠；胰腺癌；磁共振成像；病理对照

由于磁共振成像（MRI）可以纵向地、非侵袭性地获得解剖和生理学信息而适用于肿瘤动物模型的监测，其前提和基础就是要对肿瘤动物模型的生物学特性、MRI表现及其病理基础深入了解。本文对人胰腺癌Patu8988细胞株裸鼠皮下移植瘤模型进行了相关研究，报道如下。

1 实验材料

1.1 实验动物及胰腺癌细胞株 人胰腺癌细胞株Patu8988自上海长海医院引进，BALB/Cnu/nu裸鼠，20只，雄性，4周龄，体质量不限，购自中国科学院上海实验动物中心。实验条件符合无特定病原体（SPF）要求，所用物品均经高压灭菌消毒。

1.2 药物及试剂 RPMI1640购自Sigma公司，无菌灭活小牛血清购自美国Hyclone公司，胰蛋白酶冻干粉购自美国MBI公司。钆贝葡胺注射液（商品名：莫迪司）购自意大利博莱科公司，剂量为0.1mmol/kg（0.2mL/kg）。

2 实验方法

2.1 胰腺癌细胞株Patu8988裸鼠皮下移植瘤模型的建立 消化对数生长期细胞，离心、计数，用无血清RPMI1640制成细胞悬液（1×108/mL），按每只鼠0.1mL剂量接种于裸鼠右侧腋下，接种后分笼饲养，自由进水和食物。每日观察记录荷瘤鼠及皮下瘤灶的生长状态。

2.2 荷瘤鼠动态观察 Patu8988细胞接种后2、4、6、7、8周随机抽取荷瘤鼠各4只，进行大体观察、MRI检查和病理检查，并将病理结果与MRI表现进行对照分析。

2.3 MRI检查 应用Philips Achieva 1.5T超导磁共振成像仪联合Microscopy 4.7cm表面线圈进行荷瘤鼠MRI扫描。将麻醉适当的荷瘤鼠从microscopy-4.7线圈中央垂直穿过，并固定于自制的小鼠固定架上。平扫包括：SE-T1WI-TRA（TR 521ms，TE 24ms，FOV 60，层数20，层厚1.5，NSA 3，Matrix 224×256）、TSET2WI-TRA（TR 4045ms，TE 100ms，FOV 60，层数20，层厚1.5，NSA 3，Matrix 224×256），及根据肿瘤形态加扫的 TSE-T2WI-COR（TR 1820ms， TE 100ms，FOV 60，层数9，层厚1.5，NSA 6，Matrix 224× 256）。增强扫描：腹腔内注射钆贝葡胺4min后行MRI增强扫描，序列为SE-T1WI-TRA/C+（参数同平扫）。

3 实验结果

3.1 大体观察 本组实验20只人胰腺癌裸鼠皮下移植瘤模型的成瘤率为100%。接种后1周，接种部位皮下可见灰白色小结节，以后呈圆形、椭圆形、不规则形生长，部分肿瘤为几个小瘤灶融合而成，6周后瘤灶接种处局部明显膨隆，2只瘤灶表面可见破溃、出血、结痂（封二图1）。

3.2 肿瘤MRI表现 瘤灶形态：2周时皮下瘤灶呈圆形、椭圆形或不规则形生长，境界清晰，4周时部分瘤灶境界欠清晰，沿肌间隙、部分包绕邻近肌肉生长（封二图2），6周时呈不规则形或多个结节融合生长，7～8周时呈膨胀性、不规则形或多个结节融合生长（封二图3），对周围组织侵蚀更为明显，局部皮下脂肪变薄、中断或部分消失。信号表现：2周时瘤灶T1WI和T2WI信号均匀，强化尚均匀，但以病灶周缘强化明显；4～8周时瘤灶T1WI呈均匀等信号或稍高信号（封二图4A），T2WI呈不均匀高信号、内见斑片状更高信号和等信号区（封二图4B）。增强扫描瘤灶呈明显不均匀强化，以瘤灶周缘强化明显，内可见斑片状无强化区（封二图4C），随着肿瘤的生长，其内无强化区逐渐扩大。5只瘤灶内见条状T1WI高信号灶，1只鼠的瘤灶侵犯腹壁，向腹腔内生长，相应右侧肾脏后外侧可见积液。

3.3 病理表现 剥离的移植瘤表面凹凸不平，质地较硬，外观呈粉红色（封二图5A），早期瘤灶较易剥离，后期瘤灶剥离较困难，其中1例于右侧肾脏外侧可见积液。肿瘤细胞形态不一，胞浆淡染，核浆比例增加，核大小、形态、染色不一，可见病理性核分裂像，肿瘤中央见坏死组织和（或）肿瘤细胞致密但毛细血管较少区（箭），周边细胞丰富（封二图5B）。肿瘤细胞呈结节样生长，部分瘤灶为多个结节组成，可见结缔组织形成的结节分界，结缔组织内可见血管。肿瘤周缘可见肌肉组织和脂肪空泡，并见大量血管（封二图5C）。早期瘤灶肿瘤细胞层数较多，癌细胞之间可见小血管，中央可见少量坏死区，至后期瘤灶肿瘤细胞层数少，中央可见大片状坏死。部分瘤灶内可见脂肪空泡和肌组织。

4 讨论

裸鼠异位移植瘤模型具有可重复性，技术相对简单，成本较低，数据可以量化，成功率高，生物学特性保持较好等优点，因此，广泛应用于许多生物医学研究[1-2]。本研究建立了20只人胰腺癌裸鼠皮下移植瘤模型，结果表明人胰腺癌Patu8988细胞接种后潜伏期短（5～7天），生长良好，成瘤率达到100%。

近年来，CT和MRI[3-6]已被用于胰腺癌裸鼠皮下移植瘤模型的成像研究。在现有条件下，采用常规Microscopy4.7cm显微镜线圈和1.5T高场强磁共振成像仪相结合的方法可获得高质量的小鼠图像[7]，且腹腔注射MR造影剂钆贝葡胺能使正常小鼠组织、器官得到明显强化[8]。在此基础上，我们采用同样的方法对人胰腺癌Patu8988荷瘤鼠进行周期扫描，取得了令人满意的图像效果，可清晰地显示鼠以及移植瘤的解剖结构，并与病理检查结果取得了较高的一致性。

本组所有皮下移植瘤T1WI平扫均表现为均匀等信号或均匀稍高信号，与周围肌肉组织信号差异不大，说明T1WI平扫在观察肿瘤内部情况及显示肿瘤境界上没有明显优势。个别瘤灶内可见条片状T1WI高信号灶，病理结果显示为脂肪组织，同时T1WI平扫显示局部皮下脂肪变薄、中断或部分消失，这可能是由于肿瘤在生长过程中侵袭包绕局部皮下脂肪或发生脂肪变性所致。

T2WI肿瘤境界较清晰，2周时瘤灶表现为高信号，信号尚均匀，4周后瘤灶均表现为以高信号为主的不均匀混杂信号，6周、8周时可见部分瘤灶呈多个结节融合生长，这与病理检查结果相一致，说明肿瘤不均匀性生长的特点，这是由恶性肿瘤的病理性质所决定的。T2WI肿瘤内部的更高信号区病理证实为坏死组织，这是由于胰腺癌为低分化肿瘤，生长较快，内部血供不足，易引起缺血坏死所致。T2WI瘤灶内等信号区病理证实为肿瘤侵袭局部肌组织，或因与周围肌组织相邻存在部分容积效应所致。

由于磁共振造影剂是通过毛细血管渗入组织间隙，缩短局部组织氢质子纵向驰豫时间（T1）而产生强化作用的，故肿瘤微血管的密度、渗透性、微血管和组织间隙的静水压影响造影剂在肿瘤内部的灌注[9]。本研究增强结果表明所有肿瘤均呈明显强化，2周时强化尚均匀，但以病灶周缘强化明显，4周后瘤灶呈不均匀强化，肿瘤内可见无强化区，随着肿瘤的生长，无强化区范围逐渐增大。肿瘤周缘强化明显部位病理证实为供血丰富的肿瘤生长活跃区，肿瘤内部无强化区病理证实为坏死组织（T2WI更高信号区）和（或）肿瘤细胞致密但毛细血管较少区（T2WI显示为高信号）。

总之，本研究结果表明，采用1.5T MRI、显微镜线圈和增强检查相结合可清晰地监测人胰腺癌皮下移植瘤的生长过程、反映肿瘤的病理变化，增强扫描能提供更多的生物学信息，这均有助于从病理学角度深入理解和解释动物模型的MRI表现，可为进一步研究药物对胰腺癌的治疗作用提供非创伤的动态监测方法。

［1］Okino H，Maeyama R，Manabe T，et al.Trans-Tissue，Sustained release of gemcitabine from photocured gelatin gel inhibits the growth of heterotopic human pancreatic tumor in nude mice［J］.Clin Cancer Res，2003，9（15）：5786-5793.

［2］Cardillo TM，Karacay H，Goldenberg DM，et al.Improved targeting of pancreatic cancer:experimental studies of a new bispecific antibody，pretargeting enhancement system for immunoscintigraphy［J］.Clin Cancer Res，2004，10（10）：3552-3561.

［3］王明亮，缪飞，林晓珠，等.CT能谱成像评价胰腺癌抗血管生成治疗效果的价值［J］.放射学实践，2012，27（3）：246-249.

［4］宋琦，刘玉，胡曙东，等.磁共振弥散加权成像在125I粒子组织间植入治疗胰腺癌疗效评估中的应用［J］.介入放射学杂志，2012，21（6）：492-497.

［5］潘璜，邵成伟，田建明.多时间节点荷人胰腺癌SW1990细胞裸鼠模型的建立及其MRI表现［J］.中华胰腺病杂志，2012，12（2）：123-125.

［6］王虹，彭卫斌，许云飞，等.人胰腺癌裸鼠模型3.0TMRI早期表现［J］.临床放射学杂志，2008，27（7）：957-960.

［7］张梅花，杨晓春，沈钧康，等.显微镜线圈小鼠MR成像价值［J］.江苏医药，2010，36（1）：60-62.

［8］张梅花，杨晓春，申咏梅，等.腹腔注射造影剂小鼠MRI增强扫描的可行性［J］.江苏医药，2008，34（5）：513-515.

［9］Jain RK.Determinants of tumor blood flow:a review［J］.Cancer Res，1988，48（10）：2641-2658.

（收稿：2015-07-17 修回：2015-08-14）

MRI Features and Pathology of Human Pancreatic Cancer Subcutaneously Implanted Tumor Model in Nude Mice

ZHANG Meihua1,YANG Xiaochun2,SHEN Junkang2,ZHAO Yonghua1. 1Department of Radiology, Zhejiang Xiaoshan Hospital,Hangzhou (311202),China;2Department of Radiology,Second Hospital Affiliated to Suzhou University,Suzhou(215004),China

Objective To investigate the MRI features of human pancreatic cancer subcutaneously implanted tumor in nude mice and the pathomechanism of the MRI features.Methods Twenty nude mice were subcutaneously injected with human pancreatic cancer cells Patu8988 to establish the animal model.Every 4 mice were randomly sampled at 2,4,6,7,and 8 weeks after inoculation of the cells to conduct gross observation,MR scanning,and pathological examination.After gross observation,the bearing tumors were scanned by MR and enhanced MR（4 min after Gd-BOPTA injection）,and then the mice were sacrificed for pathological examination.MRI findings were compared with pathological findings.Results The successful rate of inoculation was 100%.The signal of twoweek-old tumors showed iso-intensity on T1WI and T2WI,the signal of four-to eight-week-old tumors showed iso-intensity or slight hyper-intensity on T1WI,and mix-intensity on T2WI.The tumors were intensified at 4min postinjection of the contrast agent.The edge of the tumors was intensified more than the center and the no-reinforcement area was observed in the center.Along with the growth of tumor,the no-reinforcement area enlarged gradually.Conclusion Routine MRI can be used to dynamically observe the transplanted tumor of pancreatic cancer,and the MRI features of implanted tumors have corresponding pathological findings.

nude mice;pancreatic cancer;magnetic resonance imaging;pathological findings

江苏省苏州市社会发展基金（No.SZD0614）；苏州大学青年教师基金（No.Q3123557）

1浙江萧山医院放射科（杭州311202）；2苏州大学附属第二医院影像科（苏州 215004）

杨晓春，E-mail：yang.xiaochun@qq.com