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鸡胚绒毛尿囊膜在抗血管形成研究中的应用_王含必
在前述实验基础上, 有学者利用 CAM 模型进 行肿瘤相关研究。Amin 等[5]以 CAM 为模型研究甘氨 酸的作用, 发现甘氨酸抑制了 50%以上的胚胎血管 形成, 减少了 30%以上的损伤修复血管形成中所需
国 外 医 学 妇 产 科 学 分 册 2005 年 32 卷 第 5 期
要的纤维蛋白的形成, 使微血管密度明显下降。还使 乳 腺 癌 的 生 长 减 少 15% , 微 血 管 密 度 ( MVD) 下 降 20%。提示甘氨酸可抑制胚胎血管形成, 抑制损伤修 复和肿瘤生长。用 CAM 模型研究抗 VEGF 抗体在 肿瘤治疗中的作用机制, 以骨肉瘤 OS ̄723 细胞构 建鸡胚模型, 将抗 VEGF 抗体作用于种植的肿瘤细 胞后计数 MVD, 结果发现肿瘤细胞凋亡与血管形成 呈显著负相关, 高度血管化的肿瘤其凋亡指数显著 低于低度血管化的肿瘤, 而在增殖指数上无明显差 异。提示阻断肿瘤血管形成可促进肿瘤细胞的凋亡 以达到抑制肿瘤生长的目的。
除了血管形成蛋白、VEGF 外, MMPs 也与 血 管 形成密切相关, 是细胞外基质调节的关键酶。Nap 等[12] 将人类内膜种植到 CAM 上形成 EMs 样病灶, 采用 免疫组化的方法检测基质金属蛋白酶 ( MMPs) 的表 达, 同时抑制其作用, 结果发现 MMPs 在各种组织中 都有表达, 抑制 MMP-1, -2, -3, -7 和-13 的作用明 显 抑制了病灶的形成。同时证实 MMPs 在 EMs 病灶早 期形成过程中起重要作用。Wolber 等[13]构建 CAM 的 EMs 模型, 用竞争 PCR 方法检测 MMPmRNA 的表达。结果发 现 MMP-1 的 mRNA 表达明显增加, 而后者无明显 的改变, 提示这些酶在异位内膜碎片的血管形成和 种植过程中可能发挥着不同作用。
Ria 等[14]采用 CAM 研究内膜异位囊肿中血管形 成和 MMPs 的表达。收集 44 例 III ̄IV 期的卵巢内膜 异位囊肿和 10 例正常内膜, 用原位杂交方法检测 MMP-2 和-9 的表达, 同时检测 MVD。结果发现: 内膜 异位囊肿的 MVD 计数明显高于正常内膜, 微血管定 位在异位内膜细胞附近, 随着分期增加, 浸润深度也 明显增加。检测发现 MMP-2 和-9 在内膜异位囊肿 中的表达强度明显高于正常内膜, 期别越高, 表达越 强。IV 期内膜异位囊肿较 III 期有明显高的血管增生 能力, 在正常内膜中无血管增生反应。上述资料提示 在 EMs 中, 血管形成和细胞外基质的降解都与其发 生相关, 且与期别成正相关, 内膜异位细胞和一些 宿主基质细胞在 EMs 形成过程中共同发挥着作用。
的生物学特性使其日趋广泛的应用于各类研究中[16,17]。
有学者以 CAM 为体内模型研究 VEGF 及其受体的
相互作用机制[18], 还有学者以 CAM 为模型研究低氧
对各个器官发育的影响[19]。
参考文献
1 Ribatti D, Nico B, Vacca A, et al. Chorioallantioc membrane capillary bed: a useful target for studying angiogenesis and anti-angiogenesis in vivo. Anat Rec, 2001, 264(4): 317-324
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同时期的表达差异, 结果发现种植 72h 后 VEGF165 mRNA 的表达较 24h 增加了 10 倍, 在实验中未涉及 对血管增生反应的检测。
Drenkhahn 等[11]采用 CAM EMs 模型研究血管形 成 蛋 白 1, 2( ANGPT1/ANGPT2) 在 子 宫 内 膜 细 胞 异 位种植血管形成中的作用。将收集的子宫内膜种植 到 CAM 上, 分别培养 0, 24, 48 和 72h, 采用 RT-PCR 的检测方法检测两种蛋白在核酸水平的表达, 免疫 组化的方法检测蛋白水平的表达, 结果发现两种蛋 白的表达普遍存在, 但在 24h 内 ANGPT2/ANGPT1 的比例有明显的增加, 提示 ANGPT2 可能是血管形 成中的优势蛋白。另外还证实内膜异位种植过程中 血管形成活跃, 血管形成蛋白在内膜异位的形成中 很可能承担重要角色。
种植成功率密切相关。在 5 ̄11 日龄鸡胚中种植的 肿瘤, 72h 内可见到肿瘤生长的两期完整表现; 12 ̄ 13 日龄的种植仅可保持原种植瘤的体积, 72h 后开 始皱缩; 14 ̄16 日龄种植的肿瘤均失败。其次, 种植 时机的选择与肿瘤的生长状况密切相关。5 ̄6 日龄 种植的肿瘤生长最快, 终体积最大, 可由 1mm 长到 10mm; 7 ̄9 日龄种植的肿瘤生长缓慢, 终直径仅可 达 3 ̄5mm; 10 ̄11 日龄的鸡胚中种植的肿瘤生长最 慢, 终平均直径为 1.5 ̄2.5mm。最后, 种植瘤的体积 与肿瘤的生长情况密切相关。直径 2mm 的肿瘤组织 随着种植时间的延长, 血管开始向肿瘤方向生长, 最 终形成以肿瘤为中心的“辐辏状”血管床; 体积较大 的种植肿瘤( 直径 2 ̄4mm) 呈现两期不同的表现: 种 植后 72 ̄96h 内, 所有种植瘤的体积都有不同程度 的减小; 此后, 肿瘤进入快速生长期, 终平均直径可 达 5 ̄7mm。
关键词 鸡胚绒毛尿囊膜 肿瘤 子宫内膜异位症
生理情况下, 新生血管形成主要发生在胚胎发 育和女性月经周期内膜修复过程; 在某些病理情况 下, 如损伤修复、炎症等也常伴发血管生成, 特别是 肿瘤生长和转移与血管生成密切相关。早在 1912年, 鸡 胚 绒 毛 尿 囊 膜 ( CAM) 模 型 首 次 成 功 用 于 肿 瘤 研 究。鸡胚对抑制血管生成的药物较敏感, 是一种较理 想的研究抗血管形成药物的筛选模型, 是研究血管 形成和抗血管形成的最佳体内模型之一[1]。
CAM 与子宫内膜异位症( EMs ) EMs 是 指 功 能 性 子 宫 内 膜 在 子 宫 腔 以 外 的 部 位 生 长 。 目 前 在 众 多 EMs 发 生 学 理 论 中 , 1927 年 Sampson 提出的经血逆流 种 植 学 说 被 广 泛 接 受 , 但 内膜细胞种植过程中的黏附、侵袭及血管形成机理 至今不甚明了。自 21 世纪初, 尝试构建鸡胚 EMs 模 型并将其应用于相关研究中。 Maas 等[6]利用鸡胚模型研究子宫内膜细胞的种 植侵袭过程。将子宫内膜细胞种植到 CAM 后, 通过 免疫组化和免疫荧光技术检测发现, 种植 24h 后, 内 膜 的 腺 细 胞 和 基 质 细 胞 与 CAM 的 间 质 细 胞 相 接 触; 48h 后, 内膜腺细胞和基质细胞穿过绒毛上皮层 向 CAM 的间质层浸润; 72h 后, 镜下可见腺细胞和 基质细胞融入到 CAM 的组成细胞中。该实验证实 内膜腺细胞及基质细胞都具有侵袭力, 但腺细胞的 作用需通过基质细胞来实现, 也即内膜腺细胞和基 质细胞共存是使内膜具有侵袭力、形成内膜异位样 病灶的基础, 同时也提出了内膜细胞异位种植的可 能过程。在实验中还可见 CAM 血管渗透到子宫内 膜种植灶中, 提示血管形成在 EMs 形成过程中可能 起到一定作用。 大量临床观察发现, 在腹腔内膜异位种植灶周围 有大量新生血管形成[6], 血管内皮生长因子( VEGF) 在 EMs 子宫内膜中表达增加提示 EMs 患者的血管 形成能力强于非 EMs 患者[7]。有学者尝试将 CAM 用 于 EMs 血管形成的研究中[8]。Maas 等[9]以 CAM 作为 EMs 血管形成的体内模型, 发现 EMs 患者腹水促血 管生成的能力明显高于对照组, 巨噬细胞分泌的肿 瘤坏死因子 α ( TNF-α) 在血管形成中也发挥了作 用。因此认为, 阻断血管形成在 EMs 的治疗中可能 成为一条新的治疗途经。Kressin 等[10]将非 EMs 患者 的子宫内膜组织种植到 CAM 上, 分别收集 0,24,48 和 72h 的标本, 用 RT-PCR 检测 VEGF mRNA 在不
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国 外 医 学 妇 产 科 学 分 册 2005 年 32 卷 第 5 期
鸡胚绒毛尿囊膜在抗血管形成研究中的应用
中国医学科学院中国协和医科大学北京协和医院妇产科( 100730) 王含必综述 郎景和审校
摘 要 鸡胚绒毛尿囊膜(CAM)是研究血管形成与抗血管形成的理想体内模型。鸡胚血管网到第8d发育成毛细 血管丛, 快速增长持续到 第11d, 而 此 时 机 体 的 免 疫 系 统 尚 未 完 全 建 立 , 对 异 物 的 刺 激 不 产 生 排 异 反 应 , 便 于 观 察 诱 导剂及抑制剂对机体免疫的影响。CAM已广泛的应用于肿瘤的研究中, 包括对血管形成及抗血管形成的研究。目前 CAM用于研究血管形成在子宫内膜异位症( EMs) 发病中的作用机制, 是理想的研究EMs发病原因的体内模型。
种植瘤的生长变化与血管形成密切相关, 同时 受血管形成机制调控。肿瘤生长与血管的形成主要 分成 3 期。初期( 无血管期) : 种植后 24h, CAM 的血 管尚未长入到种植瘤中, 肿瘤源性血管开始消失, 48h, 种植瘤中心部位开始出现坏死, 外周细胞仍存 活, 此期肿瘤生长缓慢, 营养物质的供给和代谢物的 排出都以扩散的形式完成。二期( 新生血管期) : 始于 种植后 72h, 组织学检查可见 CAM 的血管长入种植 瘤内。三期( 快速生长期) : 始于新生血管化完成后, 整个肿瘤中遍布新生血管, 通过血液系统完成物质 交换, 提供肿瘤生长所需的营养成份和排泄代谢产 物。种植后 7 ̄8d, 种植瘤中心开始退化萎缩, 逐渐被 鸡胚的间质细胞所取代。
3 ̄5d。种植灶的荧光强度随着种植时间的延长而增
加, 种植后 10 ̄14h 达到高峰, 而非 EMs 者子宫内膜
的荧光强度明显弱于 EMs 者, 提示 ALA 可以选择
性蓄积在异位子宫内膜中, 该方法为 EMs 早期诊断
开辟了新思路。
CAM 在肿瘤和 EMs 研究中, 尤其在血管形成
与抗血管形成的研究中发挥着重要作用。由于鸡胚
Malik 等[15]以 CAM 作为 EMs 体内模型, 探索荧 光剂用于 EMs 的早期诊断。其将含有荧光剂(ALA) 的子宫内膜组织种植到鸡胚中, 结果发现最佳种植 时期是胚龄 7 ̄9d, 最佳收集标本的时间是种植 后