应用Walker-256细胞建立大鼠骨癌痛模型

童晔玲　何国浓　俞丽霞　王泽时

摘　要：目的：应用Walker-256细胞建立大鼠骨癌痛模型。方法：将4×104个W256癌细胞注入SD大鼠胫骨上段骨髓腔内，利用大鼠热板法和足跖加压法分别测量热刺激和机械刺激痛阈的变化，x线摄片进行放射学评、估骨质破坏程度，同时，组织切片HE染色观察肿瘤生长和骨结构的破坏情况。结果：造模动物在12天左右开始出现热刺激和机械刺激痛阈明显下降(痛觉过敏)，并呈渐进性发展；胫骨x线摄片显示14天即有明显的骨破坏，第21天时出现病理性骨折；组织切片显示骨髓腔内肿瘤生长活跃，向外侵蚀破坏骨皮质。结论：从疼痛行为学、放射学、组织学等方面的研究结果显示，应用Walker-256细胞成功建立了大鼠骨癌痛模型。

关键词：Walker-256癌细胞；骨癌痛；大鼠；动物模型；痛觉过敏

骨癌痛是癌症病人最常见的一种疼痛，约三分之一的晚期癌症病人都会发生骨转移。肿瘤引起的疼痛严重影响了患者的生活质量。虽然治疗骨癌痛有化疗、放疗、三阶梯疗法及二磷酸盐等多种手段，但由于存在疗效短暂和药品不良反应等问题，仍有相当一部分癌痛得不到理想控制。发展新疗法的关键在于对癌痛发病机制的正确认识，然而由于长期以来缺乏相应的动物模型，阻碍了对癌痛发生机制的认识及抗癌痛药物的研发。近几年来国外相继有了股骨、肱骨、跟骨和胫骨癌痛动物模型成功建立的报道，为认识人类骨癌痛的机制以及筛选治疗性药物提供了很好的工具。但在国内，由于受到造模用细胞株来源的限制，癌痛模型复制仍然成为相关课题研究的障碍。笔者通过反复试验，成功地应用国内易得的Walker-256细胞株建立了大鼠骨癌痛模型，从而为抗癌痛药物的评价，尤其是对中药及其复方的筛选提供一个有用的工具。现将研究结果报道如下。

1　材料和方法

1．1 瘤株Walker－256大鼠腹水癌细胞株，由浙江医学科学院提供。

1．2 动物SD雌性大鼠，清洁级，体重140－160g，由浙江中医药大学实验动物中心提供。

1．3 主要仪器XZC一2B型自控温度热板仪(山东医学科学院生产)，XZC―A型压力测痛仪(山东医学科学院生产)，高频乳腺摄片机(意大利产)。

1．4造模方法 参照Medhurst等报道的方法，将动物经3％戊巴比妥钠麻醉后，腹部朝上，左侧后肢剪毛，皮肤消毒，在胫骨上段将皮肤切开约1cm小口，小心暴露胫骨，先用5mL注射器针头穿刺打孔，然后换用5μL微量注射器进入骨髓腔，缓慢注入4μL含4×104个W256癌细胞的生理盐水细胞悬液，注射完毕后迅速用骨蜡封住针孔，无菌生理盐水冲洗，皮肤缝合，在创口处滴撒少许庆大霉素注射液以防感染，假手术组动物左侧胫骨上段注入等体积的生理盐水，其余操作同模型组。

2 模型评价

2．1行为学分别于手术前及手术后第7、12、15、18、21天用大鼠热板法和足趾加压法测量热刺激和机械刺激痛阈。

热刺激：先将热板仪调节温度至(52±0.1)℃，然后将大鼠放置在热板上，待出现舔后足时所需要的时间值(s)即为该动物的痛阈值，每只大鼠测3次，间隔5min以上，取3次均值作为该动物的热刺激痛阈值，筛选基础痛阈在10～30s的动物用于实验。

机械刺激：将大鼠左后足掌置于压力测痛仪压力针下，按动电动按钮，使压力摇杆旋动，随摇杆的旋动大鼠足掌压痛点压力逐渐增加，以缩足或嘶叫为痛反应，出现痛反应时的重量值(×10g)即为该动物的机械刺激痛阈值，每只大鼠测3次，间隔5min以上，取3次均值作为该动物的机械刺激痛阈值。

2．2 放射学于造模后第7、14天分别随机抽取每组大鼠3-4只，第21天收集全部剩余大鼠双侧后肢，进行x线摄片，评估肿瘤诱发的骨破坏程度。放射学评分标准如下，O分：正常的骨结构，无任何骨质破坏的征象；1分：在胫骨近骺端注射部位附近，见小的放射性的骨质缺损病灶(数量少于3个)；2分：髓质骨缺损放射性病灶增多(大于3个)；3分：髓质骨缺失，同时皮质骨受侵；4分：单面的骨皮质完全缺损；5分：双面的骨皮质缺失，移位性骨折。

2．3 组织学将x线摄片后的大鼠后肢进行修剪，留下胫骨及少许软组织，先用4％中性甲醛液固定l周，再在含10％甲酸的多聚甲醛固定液中脱钙1周，石蜡切片，HE染色，镜下观察肿瘤生长和骨结构的破坏情况。

2．4统计学处理采用SPSS10.0软件进行单因素方差分析，以P＜0.05为差异标准。

3 结果

3．1痛敏的形成热刺激：与造模前的基础痛阈相比，模型组第12天开始，大鼠出现热刺激痛阈明显下降(P＜0.01)，以后逐渐降低，其中术后第21天痛阈与第12天比较均有差异显著(P＜0.05)。而假手术组大鼠术后各时间点痛阈与术前基础痛阈比较均无差异。提示，造模大鼠从第12天已出现热痛觉过敏，且呈渐进性加强趋势。

机械刺激：与造模前的基础痛阈相比，模型组第12天开始，大鼠出现机械刺激痛阈明显下降(P＜0.01)，并随时间推移逐渐降低，其中术后第21天痛阈较第12天进一步降低(P＜0.05)。而假手术组大鼠术后各时间点痛阈与术前基础痛阈比较均无差异。提示，造模大鼠从第12天已出现机械性痛觉过敏，且呈渐进性加强趋势。

3．2骨损坏程度大鼠胫骨X线片显示，模型组大鼠左侧胫骨随造模时间的推移逐渐出现明显的骨质破坏，且骨破坏的程度与造模时间成正相关。造模第7天的x线片仅见注射部位松质骨有小的放射性缺损病灶(见图1，评分为1，范围0-2)；第14天，X线示松质骨放射性病灶增多，同时骨皮质有明显缺损病灶(见图2，评分为3，范围2.4)；到第21天，骨破坏进一步加重，骨皮质完全缺失，病灶范围扩大，部分胫骨已出现病理性骨折(见图3，评分为4。范围3-5)。而假手术组胫骨X线片未显示明显的骨质破坏(见图4，评分为0)。

3．3肿瘤细胞的生长造模第7天的胫骨HE切片显示。骨髓腔内及骨小梁间见大量活跃的肿瘤细胞生长，骨小梁破坏较轻，骨皮质仍完整(见图5)；造模第14天，骨髓腔内充满了肿瘤细胞，大部分呈活跃状态，骨小梁破坏加重，骨皮质受侵，变薄，局部可见新生编织骨形成(见图6)；造模第21天，骨髓腔完全被肿瘤细胞所填充，中央大部分肿瘤细胞已退变坏死，而在骨髓腔的边缘部分，肿瘤细胞多呈活跃状态，肿瘤向外生长，骨小梁和骨皮质均完全被破坏(见图7)。而假手术组各时间点大鼠胫骨切片显示，骨髓腔内见各种正常的骨髓细胞，未见其他骨结构的改变(见图8)。

4 讨论

国外报道成功建立的骨癌痛模型主要应用两种瘤细胞，即NCTC2472纤维肉瘤细胞和MRMT-1大鼠乳腺癌细胞，然而，这两种细胞在国内很难获得，限制了癌痛模型的复制及相关课题的研究。因此，如何应用国内易得的瘤株建立稳定癌痛模型具有重要的现实意义和科研价值。资料显示，Walker一256癌细胞具有较好的骨侵袭能力，并且该细胞株来源于大鼠原发性乳腺癌组织，因而应用该瘤细胞建立骨癌痛模型可视为乳腺癌骨转移模型，具有重要的科研价值。

参照文献所述的方法，笔者采用了3种不同浓度的Walker-256癌细胞注入大鼠胫骨上段，并进行动态的行为学、放射学及组织学观察，结果表明，4×103、4×104、4×105个细胞3种浓度均可成功建立骨癌痛模型，且骨损坏和痛觉过敏的程度与瘤细胞浓度大小呈一定的正相关，随注入的癌细胞浓度增大其成模的时间会相应缩短，其中用4×104个细胞造模与文献报道的成模时间基本一致。

通过多次反复试验，笔者的经验是，在整个操作过程中应注意以下几点：一是造模用细胞悬液应于冰块上低温放置，每次抽取时要摇匀，并在2-3b内使用，最好不要超过4h，否则会影响癌细胞的活力；二是穿刺打孔时不可将对侧骨皮质穿透，且注射完癌细胞后应迅速用骨蜡封住针孔止血，否则均会导致癌细胞在骨外生长，易致造模失败；另外，无菌观念和熟练轻巧的动作也是保证造模成功的重要因素，需反复练习。

痛觉过敏是一种以痛阈降低和／或对正常疼痛刺激的过激反应为特点的感觉异常现象，是骨癌痛患者病理性疼痛的重要特征之一。本实验利用热板发和足迹加压分别测量热刺激和机械刺激痛阈的变化，来评估动物的痛觉过敏，设备要求简单，测痛方法成熟，一般实验室均有条件进行相关的研究。

总之，从疼痛行为学、放射学、组织学多方面研究的结果表明，应用Walker-256癌细胞已成功建立大鼠骨癌痛模型。该癌痛模型的建立，将为癌痛相关课题的研究，尤其是筛选抗癌痛中药及其复方提供一个有用的工具。