利用斑馬魚模型評(píng)價(jià)抗腫瘤作用【評(píng)價(jià)原理】

近三十年來(lái)，世界癌癥發(fā)病率以年均3-5%的速度遞增，癌癥已成為人類重要死因。腫瘤移植模型為快速篩選抗腫瘤藥物提供巨大幫助。斑馬魚在早期僅有非特異性免疫，不具備*的特異性免疫，對(duì)人腫瘤細(xì)胞不存在排斥反應(yīng)。因此，斑馬魚可直接接種人腫瘤細(xì)胞來(lái)篩選廣譜抗腫瘤藥物。另外，斑馬魚與人腫瘤發(fā)生、發(fā)展相關(guān)的（凋亡、VEGF、Wnt、ALK等）信號(hào)通路上相似，可用于篩選靶向抗腫瘤藥物。

1.腫瘤生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移

將熒光標(biāo)記的人腫瘤細(xì)胞（呈紅色）移植到野生型斑馬魚體內(nèi)，腫瘤細(xì)胞在斑馬魚體內(nèi)的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移情況可以被觀察到。

2.腫瘤部位新生血管

將熒光標(biāo)記的人腫瘤細(xì)胞（呈紅色）移植到轉(zhuǎn)基因血管熒光斑馬魚（呈綠色）體內(nèi)，腫瘤細(xì)胞刺激斑馬魚新生血管情況可以被觀察到。

3.腫瘤細(xì)胞凋亡

將人腫瘤細(xì)胞移植到野生型斑馬魚體內(nèi)，通過特異性熒光染色（凋亡細(xì)胞呈綠色），細(xì)胞凋亡情況可以被觀察到。

4.腫瘤部位炎癥

將人腫瘤細(xì)胞移植到轉(zhuǎn)基因中性粒細(xì)胞熒光斑馬魚（呈綠色）體內(nèi)，腫瘤部位炎癥反應(yīng)可以被觀察到。

5.腫瘤病理

將人腫瘤細(xì)胞移植到野生型斑馬魚體內(nèi)，制作成病理切片，觀察腫瘤細(xì)胞的形態(tài)變化。

6.生存期

將人腫瘤細(xì)胞移植到野生型斑馬魚體內(nèi)，統(tǒng)計(jì)斑馬魚每日存活率、計(jì)算其生存期。

利用斑馬魚模型評(píng)價(jià)抗腫瘤作用【實(shí)驗(yàn)方案】

我們將受測(cè)試斑馬魚分成三組，分別是正常對(duì)照組、模型對(duì)照組和服用抗腫瘤藥/輔助抗腫瘤產(chǎn)品組。正常對(duì)照組不注射人腫瘤細(xì)胞，模型對(duì)照組與服用抗腫瘤藥/輔助抗腫瘤產(chǎn)品組都注射了等量的熒光標(biāo)記的人腫瘤細(xì)胞。服用抗腫瘤藥/輔助抗腫瘤產(chǎn)品組注射等量的熒光標(biāo)記的人腫瘤細(xì)胞后，攝入抗腫瘤藥/輔助抗腫瘤產(chǎn)品。

服用抗腫瘤藥/輔助抗腫瘤產(chǎn)品數(shù)天后，我們對(duì)斑馬魚進(jìn)行圖像采集，觀察腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移情況、細(xì)胞凋亡情況、炎癥反應(yīng)情況以及形態(tài)變化，同時(shí)計(jì)算其生存期。

【結(jié)果展示】

圖1. 斑馬魚腫瘤生長(zhǎng)表型圖

紅色部分為熒光標(biāo)記的人腫瘤細(xì)胞

可以看到，服用抗腫瘤藥組的腫瘤細(xì)胞數(shù)量相比模型對(duì)照組明顯減少。

圖2. 斑馬魚腫瘤轉(zhuǎn)移距離表型圖

綠色為斑馬魚血管，紅色顆粒為熒光標(biāo)記的人腫瘤細(xì)胞

可以看到，服用抗腫瘤藥組的腫瘤轉(zhuǎn)移距離相比模型對(duì)照組明顯減少。

圖3. 斑馬魚腫瘤部位新生血管表型圖

綠色為血管，紅色顆粒為人腫瘤細(xì)胞

可以看到，服用抗腫瘤藥組的血管結(jié)構(gòu)與正常對(duì)照組比較相似，未出現(xiàn)模型對(duì)照組血管增多、增粗、紊亂、出芽的情況。

圖4. 斑馬魚腫瘤部位細(xì)胞凋亡表型圖

綠色為凋亡細(xì)胞，紅色顆粒為人腫瘤細(xì)胞

可以看到，正常對(duì)照組未出現(xiàn)凋亡細(xì)胞，模型對(duì)照組一些凋亡細(xì)胞，服用抗腫瘤藥組的出現(xiàn)大量的凋亡細(xì)胞。

圖5. 斑馬魚腫瘤部位中性粒細(xì)胞表型圖

綠色顆粒為中性粒細(xì)胞

可以看到，服用抗腫瘤藥組斑馬魚腫瘤部位中性粒細(xì)胞較少，未出現(xiàn)模型對(duì)照組中性粒細(xì)胞募集情況。

圖6. 斑馬魚腫瘤病理切片

綠色箭頭指向人腫瘤細(xì)胞

可以看到，正常對(duì)照組斑馬魚腹腔內(nèi)沒有腫瘤細(xì)胞，模型對(duì)照組斑馬魚腹腔內(nèi)可見較多的腫瘤細(xì)胞，腫瘤細(xì)胞多形性、核漿比增大、出現(xiàn)病理性核分裂。抗腫瘤藥組斑馬魚腹腔內(nèi)僅見少量腫瘤細(xì)胞，腫瘤細(xì)胞體積增大、核漿比增大。

圖7. 斑馬魚生存期展示圖

可以看到，服用抗腫瘤藥組生存期與正常對(duì)照組斑馬魚相似，未出現(xiàn)模型對(duì)照組生存期明顯縮短的情況。

【評(píng)價(jià)結(jié)論】

1.經(jīng)過每組30尾斑馬魚的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，抗腫瘤藥組的腫瘤細(xì)胞數(shù)量、轉(zhuǎn)移距離、新生血管數(shù)量較模型對(duì)照組明顯減少；抗腫瘤藥組腫瘤部位凋亡細(xì)胞較模型對(duì)照組明顯增加；抗腫瘤藥組腫瘤細(xì)胞形態(tài)較接近正常對(duì)照組。

2.經(jīng)過每組60尾斑馬魚的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，抗腫瘤藥組斑馬魚生存期較模型對(duì)照組明顯延長(zhǎng)。

3.本實(shí)驗(yàn)證實(shí)了順鉑、康萊特、沙利度胺等抗腫瘤藥具有顯著的抗腫瘤作用。