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方法文章

在前庭神经鞘瘤小鼠模型中表征肿瘤诱导性共济失调

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DOI:

10.3791/70329

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2026年2月20日

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本文内容

摘要

我们建立了一系列行为检测方法,用于研究肿瘤诱导的共济失调,并评估在前庭神经鞘瘤小鼠模型中保护神经功能的治疗方法。

摘要

NF2相关神经鞘瘤病(NF2-SWN)是一种由NF2肿瘤抑制基因种系突变引起的常染色体显性遗传肿瘤易感综合征。该疾病以双侧前庭神经鞘瘤(VSs)的形成为特征,这些肿瘤会进行性增大,导致听力丧失、平衡障碍和共济失调,严重影响患者的生活质量。目前尚无经美国食品药品监督管理局(FDA)批准的药物治疗方法。在多种神经系统功能障碍中,共济失调尤为致残,但相关研究仍显不足,这主要由于缺乏可靠的临床前评估模型。在本研究中,我们建立了一套行为学检测方法,用于在与听力丧失和共济失调相关的原位小鼠模型中系统评估肿瘤诱发的共济失调。这些检测方法可对肿瘤负荷引起的平衡障碍和运动协调功能缺陷进行定量测量。该实验平台不仅有助于研究肿瘤诱导的小脑功能障碍机制,也为治疗策略的临床前评估提供了有力工具。通过将行为学评估与肿瘤生物学及听力检测相结合,该方法能够全面表征药物在抑制肿瘤生长和神经保护两方面的治疗效应。最终,这些检测方法构建了一个多功能的研究框架,亦可应用于其他以共济失调为特征的神经系统疾病,从而拓展其在NF2-SWN以外领域的应用价值。

引言

NF2相关神经鞘瘤病(NF2-SWN)是一种罕见的常染色体显性遗传性肿瘤易感综合征,由编码细胞骨架蛋白merlin的NF2抑癌基因突变所致1。merlin功能丧失会破坏调控细胞增殖、黏附和存活的信号通路,使患者易发生多种神经系统良性肿瘤。NF2-SWN的典型特征是双侧前庭神经鞘瘤(VSs)的形成——起源于前庭蜗神经的非恶性施万细胞肿瘤。这些肿瘤进行性增大,压迫邻近的神经结构,导致感音神经性听力丧失、耳鸣以及面神经功能障碍2。

双侧前庭神经鞘瘤患者常因前庭神经和内耳前庭器官的进行性损伤,导致严重的前庭功能障碍,表现为慢性失衡、共济失调和步态不稳,显著影响活动能力和生活质量3。前庭功能障碍的程度通常与肿瘤负荷及神经受累情况相关。即使在实现肿瘤控制或保留听力的治疗后,这些症状仍常持续存在,提示其神经生物学机制可能超出单纯的机械性压迫4,5。尽管已有临床工具用于量化前庭功能损害,如眩晕残障量表、步态分析、前庭眼反射(VOR)检测和姿势图分析,但肿瘤所致共济失调的潜在机制仍不明确3

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方案

动物实验是根据马萨诸塞州总医院布里格姆机构动物护理和使用委员会(MGB)批准的方案进行的。

1. 动物模型

  1. 接种 Nf2-/- 细胞(小鼠) Nf2-/- 表达高丝氨酸蛋白酶报告基因(Gluc)的施万细胞移植到免疫活性C57/FVB小鼠体内。使用立体定位注射装置(图1A),向每只小鼠右侧半球CPA区域注射1 µL含2,500个肿瘤细胞的悬液4,6.
  2. 使用8至12周龄的雄性和雌性小鼠(性别比1:1),以确保足够的统计学效力,并检测可能存在的性别相关差异。将小鼠每4只一组共同饲养,置于12小时光照/12小时黑暗循环环境中,自由获取食物和水 随意摄取.
    注意:由于神经鞘瘤发生在患者的前庭神经上,我们采用了小脑桥脑角(CPA)模型。该模型可重现前庭神经鞘瘤的颅内微环境。
  3. 假手术组:为了评估动物手术和肿瘤细胞植入对共济失调的影响,需设置假手术组,即小鼠接受假手术并在小脑脑桥角区注射生理盐水。
  4. 设置一组不荷瘤的小鼠作为对照。
  5. 为了监测肿瘤进展,使用 Nf2-/-....

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结果

CPA 肿瘤生长导致 VS 小鼠模型出现共济失调

为评估肿瘤诱导的共济失调,我们建立了两个实验组。首先,为评估动物手术及肿瘤细胞植入对共济失调的影响,小鼠接受了假手术,并向小脑脑桥角(CPA)区域注射生理盐水。将假手术组小鼠的共济失调症状与未手术对照组小鼠进行比较。在第二组中,将 Nf2-/- 肿瘤注射至CPA区域,并将这些小鼠的共济失调症状与无肿瘤的正常小鼠进行比较。

为评估共济失调,我们进行了以下检测:i) ledge 实验,ii)后肢抓握实验,iii)步态评估,以及 iv)脊柱后凸评估。这四项检测的评分相加得到总体共济失调评分。无共济失调症状的正常非荷瘤小鼠 consistently 呈现最高共济失调评分12分,证实了该评分系统的可靠性。使用本方案成功检测共济失调的表现为共济失调评分进行性降低,评分越低表明共济失调程度越严重。

在 CPA 模型中,手术操作和假注射均未引起可检测到的共济失调;非.......

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讨论

本文所述的行为学检测方法为评估前庭神经鞘瘤(VS)及相关前庭功能障碍小鼠模型中的共济失调和运动协调缺陷提供了一个可靠且定量的框架。这些检测方法借鉴了亨廷顿病和脊髓小脑性共济失调等神经退行性疾病模型的成熟方案10,非常适合用于表征 NF2-SWN 中肿瘤诱导的前庭功能障碍。通过整合多种行为学指标,该方法可对运动协调性、平衡能力、姿势控制和运动功能进行系统评估,而这些功能在双侧前庭神经鞘瘤患者中常受到影响。

每种检测方法均衡量运动功能的不同补充方面。 ledge 检测通过挑战动态平衡和本体感觉,揭示可能由前庭神经损伤引起的细微协调障碍。后肢抓握检测 通过量化肢体回缩行为,快速识别神经肌肉无力或脑干功能障碍。步态检测基于足印模式分析,可对运动协调性和步幅规律性进行简单评估,而脊柱后凸评估则反映随着前庭或小脑功能障碍进展所出现的姿势异常和肌张.......

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披露

作者声明无利益冲突。

致谢

感谢 Peigen Huang 博士在动物实验方面提供的协助。
本研究由以下项目资助:NIH R01-NS126187 和 R01-DC020724(授予 L.X.),美国国防部新研究者奖(W81XWH-16-1-0219,授予 L.X.),研究者发起的研究奖(W81XWH-20-1-0222,授予 L.X.),临床试验奖(W81XWH2210439,授予 L.X.),儿童肿瘤基金会药物发现计划(授予 L.X.),儿童肿瘤基金会临床研究奖(授予 L.X.),美国癌症协会使命助推奖(MBGII-24-1255260-01-MBG,授予 L.X.),以及儿童肿瘤基金会青年研究者奖(授予 S.L.)。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
胎牛血清 ThermoFisherA5670701
GloMax 96 微孔板发光检测仪 PromegaGM3000
McKesson 蓝色手术垫McKesson75402
施万细胞生长添加剂 ScienCell1752

参考文献

  1. Evans, D. R. Neurofibromatosis type 2 (NF2): a clinical and molecular review. Orphanet journal of rare diseases. Orphanet journal of rare diseases. , (2009).
  2. Evans, D. G., et al.

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