Способ моделирования эпителиально-мезенхимальной трансформации опухолевого эпителия при экспериментальном раке желудка



Способ моделирования эпителиально-мезенхимальной трансформации опухолевого эпителия при экспериментальном раке желудка
Способ моделирования эпителиально-мезенхимальной трансформации опухолевого эпителия при экспериментальном раке желудка
Способ моделирования эпителиально-мезенхимальной трансформации опухолевого эпителия при экспериментальном раке желудка
Способ моделирования эпителиально-мезенхимальной трансформации опухолевого эпителия при экспериментальном раке желудка
Способ моделирования эпителиально-мезенхимальной трансформации опухолевого эпителия при экспериментальном раке желудка
Способ моделирования эпителиально-мезенхимальной трансформации опухолевого эпителия при экспериментальном раке желудка
Способ моделирования эпителиально-мезенхимальной трансформации опухолевого эпителия при экспериментальном раке желудка
Способ моделирования эпителиально-мезенхимальной трансформации опухолевого эпителия при экспериментальном раке желудка
Способ моделирования эпителиально-мезенхимальной трансформации опухолевого эпителия при экспериментальном раке желудка

 


Владельцы патента RU 2626717:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО ОрГМУ Минздрава России) (RU)

Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной онкологии, и может быть использовано для изучения механизмов метастазирования рака желудка и разработки новых методов лечения этой патологии. Для этого моделирование эпителиально-мезенхимальной трансформации опухолевого эпителия проводят путем внутрижелудочного введения крысам в 1 и 3 день эксперимента по 1 мл раствора, полученного путем смешивания 0,05% суспензии карбоната кальция в 0,4% растворе формальдегида и 0,4% раствора перекиси водорода в соотношении 1:1. Предложенный способ позволяет через 4 месяца от начала эксперимента у 83,3% животных, а через 6 месяцев - у всех животных моделировать эпителиально-мезенхимальную трансформацию опухолевого эпителия при индукции экспериментального метастатического рака желудка. 9 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к медицине, к экспериментальной онкологии и может быть использовано для изучения механизмов метастазирования и разработки новых методов лечения рака желудка в условиях эксперимента.

Изучение механизмов метастазирования злокачественных опухолей имеет приоритетное значение для фундаментальной и клинической онкологии. Полагают, что способность опухолевых клеток к инвазии и метастазированию связана с приобретением ими некоторых мезенхимальных свойств и утратой эпителиальных [1]. При данном процессе нарушаются межклеточные контакты, клетки становятся подвижными, меняется их форма на веретенообразную и вытянутую [2]. Наблюдается дедифференцировка клеток: способность синтезировать цитокератины уменьшается или утрачивается, но появляется способность синтезировать виментин. Данный процесс называется эпителиально-мезенхимальной трансформацией. Его изучение важно для понимания основных механизмов желудочного канцерогенеза и разработки новых методов лечения этой патологии.

Уровень техники

Моделирование эпителиально-мезенхимальной трансформации в опухолевых клетках связано с утратой ими свойств, присущих эпителиальным клеткам, и приобретением свойств, характерных для мезенхимальных. Известен способ моделирования эпителиально-мезенхимальной трансформации путем внутрибрюшного [3], подкожного [4, 5] или внутривенного [6] введения клеточных линий рака желудка бестимусным мышам. Недостатком данного способа является техническая сложность исполнения, необходимость культивирования опухолевых клеток и использования трансгенных (бестимусных) мышей. Кроме того, данный способ индукции рака желудка и эпителиально-мезенхимального перехода не встречается в естественных условиях.

Способ индукции эпителиально-мезенхимальной трансформации путем сокультивирования эпителиальных и опухолевых клеток с патогенными штаммами Н. pylori позволяет изучать механизмы данного явления на молекулярном и генетическом уровнях [7, 8, 9]. Недостатками указанного способа являются сложности работы с бактериальной культурой Н. pylori, а также невозможность изучать закономерности эпителиально-мезенхимальной трансформации и влияние различных эндогенных факторов на механизмы эпителиально-мезенхимальной трансформации в условиях живого организма.

Известен способ индукции эпителиально-мезенхимальной трансформации путем создания породы трансгенных мышей ("INS-GAS"), отличающихся сверхэкспрессией гастрина. Способ позволяет изучать механизмы эпителиально-мезенхимальной трансформации in vivo, однако его использование существенно ограничено как за счет технических сложностей получения трансгенных животных и необходимости использования для этих целей методов генной инженерии, так и за счет гипотетической опасности переноса «трансгенов» в другие организмы [10, 11].

Прототип

В качестве прототипа выбран способ индукции эпителиально-мезенхимальной трансформации путем культивирования опухолевых клеток линии GES-1 в питательной среде с добавлением химического канцерогена N-метил-N-нитро-N-нитрозогуанидин в концентрации 2×10-5 моль/л в течение 24 ч в темноте [12]. Предложенный способ позволяет получить клеточную культуру со способностью к миграции и эпителиально-мезенхимальной трансформации. Полученная культура клеток поддерживается культивированием in vitro в увлажненной камере с 5% CO2 при температуре 37°, в питательной среде с добавлением 10% фетальной бычьей сыворотки. Способ позволяет исследовать механизмы, связанные с индукцией эпителиально-мезенхимальной трансформации на клеточном, молекулярном и генетическом уровне. Однако существенными недостатками указанного способа являются искусственность моделируемых процессов, невозможность оценить влияние местных и общих реактивных изменений со стороны местных тканей и организма в целом на их течение, сложности технического характера, связанные с культивированием опухолевых клеток, и юридического характера, связанные с приобретением, использованием и хранением канцерогенных веществ.

Новизна исследования заключается в том, что моделируется эпителиально-мезенхимальная трансформация опухолевого эпителия при индукции экспериментального метастатического рака желудка.

Раскрытие изобретения

Принципиальным отличием предложенного способа является то, что моделирование эпителиально-мезенхимальной трансформации опухолевого эпителия при индукции экспериментального метастатического рака желудка достигается путем внутрижелудочного введения экспериментальным животным (крысам) в 1 и 3 день эксперимента по 1 мл раствора, полученного путем смешивания 0,05% суспензии карбоната кальция в 0,4% растворе формальдегида и 0,4% раствора перекиси водорода в соотношении 1:1.

Пример получения эксперимента. Основанием для предлагаемого способа являются результаты экспериментального исследования, выполненного на 20 белых беспородных крысах-самцах, массой 180-220 грамм. Животным по указанной выше методике проводилось внутрижелудочное введение по 1 мл раствора, полученного путем смешивания 0,05% суспензии карбоната кальция в 0,4% растворе формальдегида и 0,4% раствора перекиси водорода в соотношении 1:1.

Суспензия карбоната кальция готовилась из расчета 0,05 г карбоната кальция на 100 мл 0,4% раствора формальдегида. Две крысы погибли через 5-7 дней после второго введения смеси формалина и перекиси водорода от явлений острой дыхательной недостаточности, возможно, за счет того, что при введении смеси часть ее попадала в дыхательные пути. Все остальные крысы оставались живыми до конца эксперимента. Смертность животных составила 10%. Первые 6 крыс были забиты через 4 месяца от начала эксперимента. Оставшиеся животные (12 крыс) - через 6 месяцев. После наркотизации животных эфиром выполняли лапаротомию, острым путем извлекали желудок, который вскрывали по большой кривизне. Препараты преджелудка, тела и пилорического отдела желудка изучали гистологически с использованием световой микроскопии при увеличении x150 и x600. Парафиновые срезы окрашивали гематоксилином Майера и эозином и иммуногистохимически (ИГХ) с использованием антител к цитокератину 18 и виментину. Контролем служили 5 интактных крыс, находившихся на обычном пищевом и водном режиме.

Через 4 месяца от начала эксперимента у 5 из 6 опытных крыс отмечены явления эпителиально-мезенхимальной трансформации на фоне опухолей железистого отдела желудка. Макроскопически опухоли были представлены участками с утолщенной стенкой и ригидными складками слизистой оболочки. В большинстве случаев отмечалось мультицентрическое поражение органа. Микроскопически опухоли локализовались в пределах слизистой оболочки тела и пилорического отдела желудка и были представлены железистыми структурами неправильной формы, с выраженной клеточной и ядерной атипией (Фиг. 1). Иногда встречались кистозно-измененные участки с сосочковым разрастаниями в просвете (Фиг. 2).

Характерной особенностью полученной модели является наличие в подслизистой основе слизистой оболочки желудка, мышечной (Фиг. 3) и серозной оболочке и сальнике (Фиг. 4) тяжей и разрастаний атипичных клеток. При ИГХ отмеченные клетки были негативны или слабо экспрессировали цитокератин 18 и интенсивно окрашивались виментином (Фиг. 5). Также отмечались вытянутые фибробластоподобные клетки, часто изогнутой формы (Фиг. 6). В подслизистой основе слизистой оболочки желудка и большом сальнике на уровне атипичных участков наблюдались дилятированные сосуды, в просвете которых часто обнаруживались опухолевые эмболы (Фиг. 7).

При ревизии у 4 из 6 крыс в мезентериальных лимфоузлах в паракортикальной и центральной области отмечены скопления полиморфных клеток со смещенным к периферии ядром и светлой цитоплазмой. Клетки были положительны на цитокератин 18 (Фиг. 8) и виментин (Фиг. 9).

Через 6 месяцев описанные изменения были выявлены у всех животных и носили более выраженный характер. У 8 из 12 оставшихся крыс были зафиксированы описанные выше изменения в лимфоузлах брюшной полости.

Технический результат

Таким образом, предложенный способ позволяет через 4 месяца от начала эксперимента у 83,3% животных, а через 6 месяцев - у всех животных моделировать эпителиально-мезенхимальную трансформацию опухолевого эпителия при индукции экспериментального метастатического рака желудка.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Василенко И.В., Кондратюк Р.Б., Кудряшов А.Г., Гульков Ю.К., Малашкевич А.С., Сургай Н.Н. Особенности эпителиально-мезенхимальной трансформации в раках различной локализации и гистологического строения //Клиническая онкология. - 2012. - №5 (1). - С. 163-167.

2. Nieto М.А. Epithelial-Mesenchymal Transitions in development and disease: old views and new perspectives // Int. J. Dev. Biol. - 2009. - Vol. 53. - P. 1541-1547. doi:10.1387/ijdb.072410mn.

3. Zhu Y., Liu Y., Qian Y., Dai X., Yang L., Chen J. et al. Research on the efficacy of Celastrus Orbiculatus in suppressing TGF-β1-induced epithelial-mesenchymal transition by inhibiting HSP27 and TNF-α-induced NF-κ B/Snail signaling pathway in human gastric adenocarcinoma // BMC Complement Altern Med. - 2014. - Vol. 14:433.doi:10.1186/1472-6882-14-433.

4. Wang Y., Wen M., Kwon Y., Xu Y., Liu Y., Zhang P. et al. CUL4A induces epithelial-mesenchymal transition and promotes cancer metastasis by regulating ZEB1 expression // Cancer Res. - 2014. - Vol. 74(2). - P. 520-31.

5. Xu W., Hu X., Chen Z., Zheng X., Zhang C., Wang G. et al. Normal Fibroblasts Induce E-Cadherin Loss and Increase Lymph Node Metastasis in Gastric Cancer //PLoS One. - 2014. - Vol. 9(5):e97306. doi:10.1371/journal.pone.0097306.

6. Liu Z., Chen L., Zhang X., Xu X., Xing H., Zhang Y. et al. RUNX3 regulates vimentin expression via miR-30a during epithelial-mesenchymal transition in gastric cancer cells // Cell Mol Med. - 2014. - Vol. 18(4). - P. 610-23. doi:10.1111/jcmm.l2209.

7. Zhang Q., Ding J., Liu J., Wang W., Zhang F., Wang J. et al. Helicobacter pylori-infected MSCs acquire a pro-inflammatory phenotype and induce human gastric cancer migration by promoting EMT in gastric cancer cells // Oncol Lett. - 2016. - Vol 11(1). - P. 449-457.

8. Yu H., Zeng J., Liang X., Wang W., Zhou Y., Sun Y. et al. Helicobacter pylori promotes epithelial-mesenchymal transition in gastric cancer by downregulating programmed cell death protein 4 (PDCD4) //PLoS One. - 2014. - Vol 9(8):e105306. doi:10.1371/journal.pone.010530.

9. Staedel C., Nguyen P.H., Chambonnier L., Hatakeyama M. et al. Helicobacter pylori generates cells with cancer stem cell properties via epithelial-mesenchymal transition-like changes // Oncogene. - 2014. Vol. 33(32). - P. 4123 - 31. doi:10.1038/onc.2013.380.

10. Yin Y., Grabowska A.M., Clarke P.A., Whelband E., Robinson K., Argent R.H. et al. Helicobacter pylori potentiates epithelial:mesenchymal transition in gastric cancer: links to soluble HB-EGF, gastrin and matrix metalloproteinase-7 // Gut. - 2010. - Vol. 59(8). - P. 1037-45. doi:10.1136/gut.2009.199794.

11. Syu L.J., Zhao X., Zhang Y., Grachtchouk M., Demitrack E., Ermilov A. et al. Invasive mouse gastric adenocarcinomas arising from Lgr5 + stem cells are dependent on crosstalk between the Hedgehog/GLI2 and mTOR pathways // - Oncotarget. - 2016. - Vol. 7(9). - P. 10255-70. doi:10.18632/oncotarget.7182.

12. Shimada S., Mimata A., Sekine M., Mogushi K., Akiyama Y., Fukamachi H. et al. Synergistic tumour suppressor activity of E-cadherin and p53 in a conditional mouse model for metastatic diffuse-type gastric cancer // Gut. - 2012. - Vol. 61(3). - P. 344-53. doi:10.1136/gutjnl-2011-300050.

13. Cai J., Wang M., Zhu M., Zhang Q., Zhang X., Yan Y. et al. N-methyl-N-nitro-N'-nitrosoguanidine induces the expression of CCR2 in human gastric epithelial cells promoting CCL2-mediated migration // Mol Med Rep. - 2016. - Vol. 13(2). - P. 1083-90. doi:10.3892/mmr.2015.4650.

Способ моделирования эпителиально-мезенхимальной трансформации опухолевого эпителия при экспериментальном раке желудка с использованием химических канцерогенов, отличающийся тем, что экспериментальным животным (крысам) внутрижелудочно в 1 и 3 день эксперимента вводят по 1 мл раствора, полученного путем смешивания 0,05% суспензии карбоната кальция в 0,4% растворе формальдегида и 0,4% раствора перекиси водорода в соотношении 1:1.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к экспериментальной медицине, в частности к модели асептического некроза головки бедренной кости (АНГБК), которая может быть использована для испытания различных способов лечения и средств профилактики остеонекроза.

Изобретение относится к экспериментальной медицине, а именно к стоматологии, и может быть использовано для изучения этиологии и патогенеза пародонтита, а также для определения эффективности новых методов лечения заболевания.

Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано для моделирования повышенной устойчивости сердца крыс к ишемическим-реперфузионным повреждениям.

Изобретение относится к медицине и биотехнологии и касается определения защитной активности коклюшных вакцин. Для этого осуществляют интраназальное введение коклюшных вакцин с последующим интраназальным заражением вирулентными бактериями В.
Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано для моделирования травматического остеомиелита трубчатых костей. Для этого в асептических условиях создают полость в метаэпифизарной зоне кости лабораторного животного, находящегося под наркозом.

Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано для изучения особенностей течения остеомиелита, разработки и оценки эффективности различных способов его лечения.

Изобретение относится к экспериментальной хирургии и может быть применимо для формирования модели костного дефекта. На предплечье мелкого лабораторного животного выполняют поперечную остеотомию на двух уровнях до кортикальной пластинки, граничащей с межкостной мембраной.

Изобретение относится к медицине и физиологии и касается стимуляции электровозбудимых нейрональных клеток, что может быть использовано в исследованиях клеток, выращиваемых на микроэлектродной матрице (МЭМ).

Изобретение относится к области медицины, в частности к топографической анатомии, нейрохирургии, и может быть использовано в целях изучения вариабельности артериальных и венозных сосудов основания черепа и головного мозга человека.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам для имитации сосудистой процедуры с визуализационным контролем. Система содержит складывающееся основание из двух частей, соединенных шарнирным соединением, где каждая часть включает одну или несколько стыковочных станций, две направляющие трубки для операционных инструментов, при этом каждая поддерживается одной из стыковочных станций, и два рабочих блока, выполненных с возможностью соединения с одной из стыковочных станций, содержит камеру для приема в себя операционного инструмента, датчик диаметра инструмента и блок слежения за инструментом.

Изобретение относится к экспериментальной медицине и касается моделирования отдаленных последствий воздействия вибрации на лабораторных животных. Для этого самцов белых беспородных крыс подвергают воздействию вибрации с уровнем вибрации на основной частоте 40 Гц по виброускорению 7,9 м/с2 непрерывно по 4 часа ежедневно по 5 дней в неделю в течение 60 дней. Изучение последствий воздействия в отдаленном периоде проводят с 30 по 120 день после прекращения воздействия вибрации. Техническим результатом заявленного способа является создание модели по режиму и условиям воздействия, наиболее приближенной к производственным условиям и позволяющей проводить исследования по изучению постконтактного периода длительного воздействия вибрации. 4 табл.

Изобретение относится к области медицины, а именно к оториноларингологии, и может быть использовано для моделирования сенсоневральной тугоухости, вызванной акустическим воздействием широкополосного шума. Для этого в качестве подопытного животного используют белую беспородную крысу, которую в течение 10 дней ежедневно один раз в сутки обездвиживают. Через 30 минут, не удаляя животное из клетки, его подвергают в течение 15 минут акустическому воздействию широкополосным шумом в частотном диапазоне 355-5000 Гц при уровне звука 85-90 дБ. Предложенный способ прост в исполнении, сокращает время реализации модели и обеспечивает адекватное воспроизведение сенсоневральной тугоухости, вызванной акустическим воздействием на слуховой аппарат. 2 пр., 2 ил.

Изобретение относится к медицине и предназначено для моделирования подострого токсического поражения печени формалином. Используют формалин (CH2O), который вводят крысам-самцам перорально, ежедневно, из расчета 0,1 мл на 100 г массы животного, в течение 14 дней. На 14 день животных декапитируют с последующим проведением лабораторных тестов и с исследованием печени. Получена модель подострого поражения, вызванная пероральным введением формалина (CH2O), выражающаяся в усилении дегенеративных процессов в печени, развивающейся креатининемии, повышении уровня трансаминаз, развитии холестаза и гистологически подтверждающаяся в выраженных дегенеративных повреждениях практически всех участков печени. Способ позволяет получить модель подострого поражения печени для использования в эксперименте. 2 табл.

Изобретение относится к экспериментальной медицине и касается моделирования гипертензии малого круга кровообращения. Для этого используют крыс-самцов линии Wistar в возрасте 10-12 месяцев, которым проводят трахеотомию по срединной линии ниже перешейка щитовидной железы. Затем в просвет трахеи на проводнике вводят силиконовую трубку длиной 1 см, наружным диаметром 2 мм с тупыми закругленными концами. Верхний край введенной трубки сопоставляют с нижним краем трахеотомической раны, проводник удаляют, придерживая трубку, трахеотомическую рану ушивают П-образным швом через выше и нижестоящие полукольца трахеи с одномоментной фиксацией трубки к внутренней поверхности стенки трахеи. Для этого нить проводят снаружи внутрь через мембранозную часть между 6 и 7 хрящами трахеи с выходом иглы в просвет трахеи, далее проводят иглу по верхнему краю силиконовой трубки, следующий вкол осуществляют изнутри кнаружи, через мембранозную часть передней стенки трахеи между 8 и 9 хрящами, выкол проводят на переднюю стенку трахеи. Подобную манипуляцию осуществляют и с другой стороны, только в обратном порядке. Узел фиксируют на межхрящевом промежутке между 6 и 7 хрящами трахеи. Грудино-подъязычные мышцы сопоставляют узловым швом, кожу ушивают непрерывным швом. Способ позволяет получить модель гипертензии малого круга кровообращения с характерными признаками клинического течения заболевания. 1 пр., 4 ил.

Изобретение относится к экспериментальной медицине, а именно к патофизиологии и может быть использовано для прогнозирования транслокации E. coli из кишечника, вызванной некультивируемыми бактериями. Способ включает заражение кроликов с использованием взвеси некультивируемых бактерий P. aeruginosa и S. aureus в концентрациях 105-106 микробных клеток в 1 мл на физиологическом растворе хлорида натрия, который вводят подкожно. Затем на 1-2 и 4-5 сутки исследуют АЛТ и мочевину в сыворотке крови. При показателе АЛТ на 1-2 сутки, равном 53,0-63,0 u/L, а на 4-5 сутки - 57,0-69,0 u/L, и показателе концентрации мочевины на 1-2 сутки, равном 4,6-5,6 u/L, а на 4-5 сутки - 1,3-1,9 u/L, прогнозируют развитие транслокации E. coli из кишечника во внутренние органы животного. Полученные результаты позволяют экстраполировать полученные данные для людей с целью совершенствования диагностики и лечения больных пациентов при инфекционных процессах, вызванных некультивируемыми бактериями. 2 пр., 1 табл.
Наверх