癌痛动物模型及病理机制研究进展_童晔玲

中国肿瘤２００７年第１６卷第５期

癌痛动物模型及病理机制研究进展

童晔玲，何国浓，严继贵，俞丽霞，王泽时

（浙江中医药大学，浙江杭州３１００５３）

摘要：近年来不断出现的癌痛动物模型为癌症机制的研究提供了有效的工具。癌痛有其

独特的病理机制，与外周敏化、

中枢敏化、骨溶解和肿瘤对外周神经的直接作用等有关。全文综述癌痛动物模型及癌痛机制的研究进展。关键词：癌痛；动物模型；机制中图分类号：Ｒ７３０．５文献标识码：Ａ文章编号：１００４－０２４２（２００７）０５－０３３８－０２

ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｎＡｎｉｍａｌＭｏｄｅｌａｎｄＰａｔｈｏｌｏｇｉｃａｌＭｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆＣａｎｃｅｒＰａｉｎ

ＴＯＮＧＹｅ－ｌｉｎｇ，ＨＥＧｕｏ－ｎｏｎｇ，ＹＡＮＪｉ－ｇｕｉ，ｅｔａｌ．

癌痛属慢性疼痛的范畴，与炎症痛、神经病理性痛相比，有其独特而复杂的机制，癌痛动物模型的出现，为癌痛机制的研究提供了合适的动物模型，这将对癌痛机制的深入探讨、寻找缓解癌痛新方法、筛选有效的镇痛药物提供极为有效的途径。本文就近几年出现的癌痛动物模型及癌痛病理机制的研究概况作一综述。

１

癌痛的动物模型研究

由于乳腺癌、前列腺癌、卵巢癌、肺癌等常发生骨转移，肿瘤骨侵袭和扩散造成骨癌痛，是癌症诱发疼痛的主要原因，所以目前关于癌痛模型的研究集中于肿瘤骨转移模型。

１９９９年美国的Ｓｃｈｉｗｅｉ等［１］首次报道了小鼠股骨癌痛模型。将溶骨性的ＮＣＴＣ２４７２纤维肉瘤细胞种植于同源Ｃ３Ｈ／ＨｅＪ小鼠股骨远端的骨髓腔内，种植后第５ｄ出现骨质破坏，破骨细胞数目增多，种植后１４ｄ，行为学上出现自发痛和触诱发痛，疼痛程度与骨质破坏程度成正比，神经递质也有改变，且可以被骨保护素（ＯＰＧ）所逆转。

２００１年Ｗａｃｎｉｋ等［２］建立了小鼠跟骨癌痛模型，将ＮＣＴＣ２４７２细胞植入小鼠跟骨，种植后第３ｄ肿瘤细胞与骨粘连，第６ｄ出现骨质溶解，同时出现机械性痛觉增敏和冷刺激痛觉增敏，一直持续１６ｄ，注射吗啡（ＥＤ５０９．０ｍｇ／ｋｇ）可以缓解机械性痛觉增敏现象。他们还建立了小鼠肱骨癌痛模型，方法及各项指标与跟骨癌痛模型类似［３］。

２００２年英国学者Ｍｅｄｈｕｒｓｔ等建立了大鼠胫骨癌痛模型。该模型是在同源ＳＤ大鼠的胫骨骨髓腔

内注射３×１０３ＭＲＭＴ－１大鼠乳腺癌细胞，种植后１０ｄ～

１４ｄ，Ｘ线片上显示胫骨骨质显著破坏，第２０ｄ骨矿物含量和密度下降，组织学切片抗酒石酸酸性磷酸酶染色观察发现破骨细胞数量显著增多。动物在术后第１２ｄ～１４ｄ出现触诱发痛和痛觉过敏，１ｍｇ／ｋｇ～３ｍｇ／ｋｇ吗啡有效［４，５］。

目前，国内也已成功复制出大鼠胫骨癌痛模型。谭煌英等［６］按照Ｍｅｄｈｕｒｓｔ的方法对骨癌痛模型进行了复制，并从疼痛行为学、放射学、组织学多方面进行研究，结果与文献报道基本一致，是国内研究癌痛模型的起点。董航等［７］在此基础上有所创新，运用ＭＡＤＢ－１０６大鼠乳腺癌细胞注入ＳＤ大鼠胫骨骨髓腔，机械痛和辐射热痛刺激的缩爪阈值在术后各时间点相比差异显著；术后８ｄＸ射线显示注射部位松质骨出现放射性缺损病灶，第１４天松质骨放射病灶增多，骨皮质缺失，第２２ｄ出现严重的骨破坏；术后８ｄ大鼠后肢苏木精—伊红染色见骨髓腔有异型细胞，骨小梁未见广泛破坏；术后１４ｄ可见肿瘤细胞充填骨髓腔，引起骨小梁广泛破坏；术后２２ｄ可见肿瘤细胞穿破骨皮质，侵及周围肌肉及软组织。

上述的这些骨癌痛模型中，应用乳腺癌细胞建立的大鼠胫骨癌痛模型可视为临床常见的乳腺癌骨转移模型，手术操作较简便，评价方法成熟，具有研究意义。

２

癌痛的发生机制

２．１

初级感觉神经元兴奋性异常增加（外周敏化）初级感觉神经元位于脊髓背角神经节（ＤＲＧ），分布着感受不同刺激的多种受体，可将各种伤害性刺激转化为电化学信号传导至中枢神经系统。在持续的外周刺激下，ＤＲＧ神经元发生可塑性变化，外

收稿日期：２００６－０８－２９；修回日期：２００６－１０－１０通讯作者：王泽时、俞丽霞基金项目：国家“九五”攻关项目（９６－９０６－１０－０１（０２））

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周神经敏感性增加，表现出痛阈降低，痛觉过敏和触诱发痛。以往的研究表明，肿瘤组织能释放一系列的生长因子、细胞因子和化学因子，如肿瘤坏死因子－α（ＴＮＦ－α）、前列腺素（ＰＧＥ）、内皮素（ＥＴ）、白细胞介素－１（ＩＬ－１）、白细胞介素－６（ＩＬ－６）等，而初级感觉神经元可以表达其中多种因子的受体［８￣１０］。另外，肿瘤组织中大约有２０％￣３０％的巨噬细胞能产生肿瘤坏死因子和ＩＬ－１等［１１］。肿瘤组织分泌的这些因子可能作用于初级感觉神经元上各自的受体，激活和敏化感受器，参与癌痛的产生［１２］。

２．２脊髓的神经化学变化（中枢敏化）

肿瘤细胞通过释放各种因子导致初级感觉神经元异常兴奋，异常兴奋的神经元不断向上一级中枢脊髓背角神经元发放冲动，再经不同的上行传导束到达高级中枢。初级感觉神经元异常兴奋使ＤＲＧ内的胶质细胞等合成、释放新的递质如ＥＴ－１或对原有的递质如Ｐ物质（ＳＰ）、ＳＰ受体（ＳＰＲ）等进行调节。实验发现，骨癌痛模型鼠患侧肢体相应的脊髓节段存在神经化学变化，包括星形胶质细胞增生、谷氨酸重摄体转运体减少、脊髓ＳＰ受体内吞、Ⅲ￣Ⅳ层强啡肽、Ⅰ层神经元ｃ－ｆｏｓ表达增加等，而正常动物中只有在伤害性刺激下才能出现上述变化，提示骨癌痛时存在外周传入神经敏化［１，４，１２，１３］。

星形胶质细胞与癌痛密切相关，在各种模型中都能观察到星形胶质细胞的活化反应，多种痛相关物质如缓激肽、胆囊收缩素、ＳＰ、兴奋性氨基酸等都能激活它，而激活后的星形胶质细胞可引发痛增强反应。活化后的星形胶质细胞通过释放多种神经活性物质直接影响神经元可塑性，促进初级传入终末释放多种致痛物质［１４］。另外，星形胶质细胞能释放一系列的细胞因子和生长因子，改变周围的神经化学环境，参与痛觉信号的传递。各种损伤均可引起星形胶质细胞反应，表现为细胞数增加，胞体肥大，分支增多，ＧＦＡＰ表达增加。上述研究表明，癌痛的产生与脊髓星形胶质细胞数量和功能的变化密切相关。２．３骨溶解

对骨转移病人骨代谢的临床分析表明肿瘤所致骨质破坏（骨溶解）与骨癌痛的发生密切相关。动物模型的研究证实，肿瘤刺激破骨细胞，引起骨溶解和骨形成的失衡，产生明显的骨质破坏，而且其破坏程度与痛行为、脊髓背角神经节（ＤＲＧ）的神经化学改变呈正相关。破骨细胞的过度活跃是骨癌痛发生的前提，其传导网络极其复杂，ＲＡＮＫＬ－ＲＡＮＫ－ＯＰＧ调节轴是其分化和活化的主要调节形式。ＲＡＮＫＬ及其信号转换受体ＲＡＮＫ具有刺激破骨细胞前体分化为破骨细胞、增强破骨细胞活力的作用，而骨保护素（ＯＰＧ）作为诱饵受体，能与其配体ＲＡＮＫＬ以高亲和力结合，阻止ＲＡＮＫＬ与ＲＡＮＫ的结合，抑制破骨细胞参与骨吸收。因此ＲＡＮＫＬ和ＯＰＧ的比例决定了破骨细胞介导的骨质破坏的程度。在肿瘤分泌的多种因子参与下，ＲＡＮＫ经ＲＡＮＫＬ激活后，通过ＩＫＫ、ＩＮＫ、ｐ３８、ＥＲＫ、ｃ－Ｓｒｃ酪氨酸激酶等蛋白激酶途径实现信号传导，影响基因表达，调节ＯＣ和蛋白酶水平，激活破骨细胞［１５，１６］。

２．４肿瘤对外周神经的直接作用

肿瘤发展到后期，随着肿瘤体积的增大，局部组织压力增加，压迫支配该部位的神经纤维末梢，引起机械损伤、压迫和缺血。同时，肿瘤释放的化学因子、细胞因子、生长因子等不但破坏局部组织，也破坏支配局部组织的神经分布，这些都会导致神经病理性疼痛的发生。

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