目的将稳定传代的鼠前列腺癌细胞RM-1细胞悬液注射到小鼠(C57BL/6)的股骨骨髓腔和腰椎内,建立体内前列腺癌股骨转移及脊柱转移的动物模型,明确前列腺癌骨转移成瘤进程,探讨构建带瘤生存期延长的模型方法,以提高模型实用性、科学性。为进行不同部位的前列腺癌转移骨的骨应力改变的研究提供一个重要工具,也为肿瘤骨转移的防治研究提供更符合临床进程的平台。方法Ⅰ期实验取32只小鼠构建股骨转移模型,按接种肿瘤细胞时间随机分为1天组、3天组、7天组和14天组,每组8只;所有小鼠以80mg/kg剂量进行腹腔注射麻醉后,经小鼠左后肢膝关节股骨端穿刺进针入股骨骨髓腔,注入20μl RM-1细胞悬液(约1×106个/ml)。右股骨骨髓腔采用同样方法穿刺注入同等体积细胞培养基作为自身对照。各组到时间处死小鼠,取双侧股骨组织,进行检测。另取10只C57BL/6小鼠,构建脊柱转移模型。同样腹腔注射麻醉后,穿刺小鼠第5腰椎并注射20μl RM-1细胞悬液,2周后将其处死,取脊柱组织检测。Ⅱ期实验将32只C57BL/6小鼠随机分成GA、GB、GC、GD组,每组8只,分别以4个浓度梯度的RM-1细胞(高浓度组为约5×104个细胞;中浓度组为约2×104个细胞;低浓度组为约0.6×104个细胞;极低浓度组为约0.2×104个细胞)注射到小鼠左后肢股骨骨髓腔内,右后肢股骨骨髓腔内注射等体积的RPMI-1640完全培养基作为自身对照。另取12只C57BL/6小鼠构建脊柱组,分为JC、JD两组,每组6只,分别以上述低浓度和极低浓度(约0.6×104个细胞和约0.2×104个细胞)RM-1细胞穿刺注射到小鼠腰椎内。观察记录小鼠活动变化、成瘤情况,测定瘤体大小及记录存活时间。所有存活小鼠于第28天(4周)处死,取双侧股骨组织,进行影像学检查后测算灰度值(骨密度),并行组织病理学检查,确定建模是否成功以及成瘤类型。结果 (1)Ⅰ期实验在广州进行(海拔0-5米,室温18-24℃),1天组、3天组肉眼未见肿瘤生长,7天组和14天组在接种肿瘤细胞6~7天开始发现肿瘤生长,后肿瘤逐渐长大,生长迅速。因仪器缘故,所取标本暂未进行后续检测。(2)Ⅱ期实验在昆明进行(海拔1850-1900米,室温6-12℃),在Ⅱ期1次实验中,出现大量(36只,股骨组23只,脊柱组13只)小鼠死亡;在改善了实验条件和操作后(保证实验动物的供氧和保暖,调整麻醉剂量为60mg/kg)进行了Ⅱ期2次实验,未再出现小鼠死亡现象。各浓度梯度小鼠均成瘤,接种肿瘤细胞后,饲养7天左右在小鼠穿刺部位触及米粒大小结节,接种两周后肿瘤明显可见,接种3周后肿瘤呈团块状隆起,所有股骨转移模型存活均超过28天。脊柱组接种小鼠前列腺癌细胞RM-1后4天出现小鼠双下肢活动受影响、跛行,7天可见腰部皮下包块生长,且生长迅速,小鼠逐渐出现食欲减退,体重减轻,活动减少,反应迟缓,10天后出现弓背,16~18天明显出现双下肢活动障碍、衰弱死亡。所有股骨转移模型的肿瘤发生时间、生长速度,同组各小鼠间肿瘤大小无明显差别。解剖所有荷瘤小鼠,肉眼大体观察肿瘤细胞的转移情况,未发现明显肝、肾、肺及淋巴结转移。经统计分析,股骨转移模型中,不同肿瘤细胞浓度在模型建立过程中对小鼠肿瘤生长、出现跛行的时间以及发生下肢瘫痪的时间的影响无明显差别(P>0.05);不同接种浓度对小鼠出现食欲下降、消瘦和精神萎靡的时间的影响也无明显差别(P>0.05)。将各组小鼠双侧股骨进行X射线检查后,用Photoshop软件测算其灰度值(骨密度),发现接种肿瘤细胞一侧股骨总体灰度较对照侧低者占81.25%,相应密度就较对照侧高,说明成骨性转移者占81.25%。进行统计分析后P<0.05,有统计学意义。(3)病理学检测结果:股骨骨髓腔内和骨皮质外均可见大量分化程度低的前列腺癌上皮细胞,成群密集分布,片状排列,排列紊乱,异形性明显,胞浆红染,细胞核增大,大小不一,部分可见核仁。绝大部分为成骨性改变,并且与影像学检测结果一致。骨皮质可见明显破坏、缺损,骨髓腔内骨皮质边缘可见大量肿瘤性成骨,部分可见到死骨、坏死等改变。而对照一侧股骨未见明显骨质破坏。脊柱转移瘤标本切片中,肿瘤细胞亦侵犯周围肌肉组织,在骨膜和周围肌纤维形成肿瘤性成骨,充分证实前列腺癌脊柱骨转移模型构建成功。结论1.本研究首次用同一种前列腺癌细胞株构建了四肢骨和中轴骨的前列腺癌骨转移体内动物模型,且构建了生存时间明显延长的股骨骨转移动物模型。该前列腺癌骨转移动物模型成瘤率高,肿瘤生长迅速并可稳定复制。本研究还初步明确了PCa骨转移成瘤的进程。2.本研究建立的模型为探索前列腺癌不同部位骨转移的发病机制及肿瘤骨转移的防治提供了更符合临床进程的平台。