癌癥是一類嚴(yán)重危害人體健康的疾病,運動對 癌癥發(fā)生發(fā)展的影響已有一些研究,如近年有基礎(chǔ) 研究指出運動訓(xùn)練可以促使小鼠脾NK細胞向腫瘤 細胞浸潤,從而減緩腫瘤的發(fā)生發(fā)展,從一些臨床 研究來看,適當(dāng)?shù)倪\動對于癌癥患者也有一定的積 極作用。但不同運動強度對腫瘤發(fā)展的影響研 究較少。本研究選擇有氧運動和力竭運動,探討運 動及運動強度對小鼠腫瘤生長的影響。
1 材料與方法
1.1 動物
ICR 和 C57BL/6 小鼠,SPF 級體重 18—20g,雄 性,購自北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司,動物 合格證號SCXK(京)2016-0011。
1.2 瘤株
小鼠肝癌細胞 H22,小鼠黑色素瘤細胞 B16-F10,小鼠淋巴瘤細胞Yac-1。北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部實驗 動物部提供。
1.3 實驗試劑
RPMI1640培養(yǎng)基,胎牛血清,刀豆蛋白A(Con A)、四甲基偶氮唑鹽(MTT)(美國 Sigma 公司);二甲 基亞砜(DMSO)(北京化工廠);乳酸脫氫酶細胞毒性 檢測試劑盒(碧云天生物技術(shù)有限公司)。
1.4 儀器
Sartorious BT-25S型電子分析天平(北京Sartorius 儀器有限公司);G&G JJ550 型精密電子天平 (美國雙杰兄弟有限公司);1—14 高速臺式離心機 (德國Sigma公司);VD-1320潔凈工作臺(哈爾濱市 東聯(lián)電子技術(shù)開發(fā)有限公司);超低溫冰箱(美國 Sanyo 公司);TE2000-S 型倒置顯微鏡(日本 Nikon 公司);MCO-18A/C(UV) CO2培養(yǎng)箱(日本Sanyo公 司);Spectra-Max-190 型酶標(biāo)儀(美國分子儀器公司),MH-Ⅰ型微量振蕩器(江蘇海門市其林貝爾儀器制造有限公司)。
1.5 小鼠分組與處理
小鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)兩天后,將小鼠隨機分為6組, 每組12只,分組如下: 正常對照組:本組小鼠均為未接瘤健康小鼠,自 由飲食,不做其他處理。 荷瘤對照組:本組小鼠均自由飲食,實驗開始后 第7天接種腫瘤,不做其他處理。 持續(xù)有氧組:本組小鼠每天進行游泳訓(xùn)練:取一 大小約為 60cm × 50cm × 50cm 水槽,加水至深度 40cm,水溫控制在(30±1)℃,將本組小鼠置于水槽 中游泳后撈出,時間從30min逐漸持續(xù)至60min,用 吹風(fēng)機吹干后放回籠中,每天一次,在實驗開始后第 7天接種腫瘤。 持續(xù)力竭組:本組小鼠每天進行負重游泳訓(xùn)練: 容器規(guī)格同上,負重為體重5%,材料為自制鐵絲圈, 固定于小鼠尾部,將本組小鼠置于水槽中,小鼠游泳 至力竭撈出,用吹風(fēng)機吹干后放回籠中,力竭判斷標(biāo),即為小鼠游泳動作明顯失調(diào)(劃水頻 率極其緩慢,連續(xù)下沉),不能再堅持,沉入水底連續(xù) 8s不能回到水面,撈出水面時翻正反射消失。本組 小鼠在實驗開始后第7天接種腫瘤。 荷瘤后有氧組:本組小鼠在實驗開始后第7天 接種腫瘤,其后每天進行上述有氧游泳訓(xùn)練,每天一 次。 荷瘤后力竭組:本組小鼠在實驗開始后第7天 接種腫瘤,其后每天進行上述力竭游泳訓(xùn)練,每天一 次。
1.6 小鼠腫瘤接種
將H22瘤株經(jīng)ICR小鼠腹水 傳代后,無菌取小鼠腹水瘤,用 PBS 稀釋并調(diào)整細 胞密度為1×107 個/ml,接種于ICR小鼠前肢腋下,每 只 0.2ml;取對數(shù)生長期的 B16-F10 腫瘤細胞株,消 化后用PBS混懸并調(diào)整細胞密度為1×107 個/ml,接 種于C57BL/6小鼠前肢腋下,每只0.2ml,觀察并記 錄小鼠腫瘤生長情況。
1.7 小鼠體重、瘤重、脾臟重、胸腺重測定及脾臟指 數(shù)、胸腺指數(shù)計算
實驗每天對小鼠進行一般情況觀察,共持續(xù)21天,實驗最后一天稱重后處死小 鼠,剝離小鼠腫瘤組織、脾臟和胸腺,精密稱定,計算 胸腺指數(shù)和脾臟指數(shù):胸腺指數(shù)=[胸腺質(zhì)量(mg)/體 重(g)]×10;脾臟指數(shù)=[脾臟質(zhì)量(mg)/體重(g)]×10。
1.8 脾淋巴細胞增殖
小鼠無菌取脾后,常規(guī)分離脾 細胞,細胞懸液調(diào)整密度為 5×106 /ml,加入 96 孔細 胞培養(yǎng)板,100μl/孔,每組設(shè)4個復(fù)孔。將刀豆蛋白 conA 粉末用 PBS 溶液配成 5mg/ml 溶液,再用 1640 培養(yǎng)基最終稀釋成5μg/ml刀豆蛋白溶液,實驗組加 入該溶液 100μl/孔,對照組加入 100μl/孔的 1640 培 養(yǎng)基。置37℃,5%CO2培養(yǎng)箱中孵育20h,1000r/min 離心 96 孔板 10min,棄上清,然后加入 0.5mg/ml 的 MTT 100μl/孔,37℃,5%CO2培養(yǎng)箱中繼續(xù)孵育4h, 再次以 1000r/min 離心 96 孔板 10min,棄上清,每孔 加入二甲基亞砜150μl,振蕩搖勻,30min后,用酶標(biāo) 儀測定(570nm),脾淋巴細胞增殖能力計算:脾細胞 實驗組A(吸光度)值-對照組A(吸收度)值。
1.9 Yac-1細胞乳酸脫氫酶(LDH)釋放法檢測小鼠脾NK細胞殺傷能力
設(shè)置實驗組和小鼠淋巴瘤細胞Yac-1自然釋放 組,每組4個復(fù)孔,其中實驗組將上述調(diào)整好的脾細 胞懸液加入96孔細胞培養(yǎng)板,100μl/孔,再將培養(yǎng)后 調(diào)整為1×105 /ml的Yac-1細胞懸液加入96孔細胞培 養(yǎng)板,100μl/孔;Yac-1細胞自然釋放組加入100μl的 Yac-1 細胞懸液,再加入 100μl 1640 培養(yǎng)基。置 37℃,5%CO2培養(yǎng)箱中孵育 4h,1000r/min 離心 96 孔 板10min,每孔吸出120μl上清至一新的96孔細胞培 養(yǎng)板相應(yīng)位置,各孔分別加入 60μl LDH 檢測工作 液,混勻,室溫(約25℃)避光孵育30min(可用鋁箔包 裹后置于水平搖床或側(cè)擺搖床上緩慢搖動),然后用 酶標(biāo)儀在490nm處測定吸光度值。脾NK細胞殺傷 活性計算:實驗組A(吸光度)值-Yac-1自然釋放組A( 吸光度)值。
2 結(jié)果
ICR 小鼠荷瘤后有氧組瘤重減少 (與荷瘤對照組相比,P<0.05),持續(xù)有氧組及荷瘤 后力竭組瘤重有一定下降趨勢,持續(xù)力竭組小鼠瘤重有一定增加趨勢,但與荷瘤對照組相比均無顯著 性差異。另外,ICR小鼠荷瘤對照組比正常對照組 和其他實驗組體重均明顯升高(與正常對照組相比, P<0.001)。C57BL/6 小鼠持續(xù)力竭組瘤重增 加(與荷瘤對照組相比,P<0.05),其他荷瘤組瘤重 與荷瘤對照組相比沒有顯著性差異。持續(xù)力竭組小 鼠體重顯著高于荷瘤對照組(P<0.01)及其他組小 鼠體重,可能與這組小鼠的瘤重較大有關(guān)。
3 討論
研究小鼠荷瘤前后運動及不同運動強度對小鼠 體重、瘤重、脾指數(shù)、胸腺指數(shù)、脾淋巴細胞增殖能 力、脾NK細胞殺傷能力等的影響發(fā)現(xiàn),雖然荷不同 移植性腫瘤的不同品系小鼠對有氧和力竭兩種運動 強度迥異的游泳訓(xùn)練反應(yīng)有所不同,但總的趨勢相似:有氧運動可以抑制某些小鼠腫瘤生長而力竭運 動往往有利于某些腫瘤的生長;瘤重的變化與運動 強度對小鼠脾臟和胸腺功能的影響有關(guān)。
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