Tumor Xenograft

Characterization of Xenograft Banks

PDX 腫瘍を扱うには、腫瘍のバンクを確立し維持することが必要で、マウスに移植された後は、この一連の出来事がサンプルの冷凍保存により中断されない限り、世代から世代へ連続して移植されることになります。 PDXは、組織学的および遺伝子プロファイリングの観点から、確立された細胞株の異種移植片よりもオリジナルの腫瘍の形態学的特徴をより正確に再現すると考えられている。 8-16

炎症性病変は一般に組織学的手法により容易に同定することができる． これに対して、腫瘍の場合は、予想された腫瘍なのか、それとも別の起源を持つ腫瘍なのかを判断するのはより困難な場合があります。 実際、ネズミの腫瘍は異種移植の部位に発生することがある。 そのような腫瘍の多くはリンパ腫（図 4.2B）ですが11 、牙状細胞肉腫（図 4.2C） が観察されることもあり、雌マウスの皮下組織における乳腺腫瘍など、他のマウス腫瘍がまれに観察されることもありま す。 また、遠隔臓器に自然発生的な腫瘍や腫瘍様病変が発生し、転移の可能性と誤解されることがある（例：肺腺腫；Fig.4.2）。 組織の簡単な形態学的検査により、その腫瘍が元のヒトの腫瘍と同じタイプであるかどうかが、一般に明確に示される。 これは、リンパ腫や肉腫とは全く異なる形態を持つ、ほとんどの癌の異種移植片に特に当てはまります。 癌は一般に大きな細胞で形成され、顕著な結合性間質を伴う索状、管状、小葉状にはっきりと配列している。 リンパ腫は（ヒトであれネズミであれ）間質の乏しい小さな丸い細胞のシートからなり、肉腫は膿状の細胞の流れからなる。 したがって、これらの異なる種類の腫瘍を目で見て区別することは容易である。 ヘマトキシリン・エオジン染色（H&E）後、低倍率の顕微鏡で深部好塩基性（青色）に見える、細胞質の少ない小細胞と多色核からなる腫瘍、「青い腫瘍」の場合は診断がより難しくなることがあります。 網膜芽細胞腫のような芽細胞腫は、典型的な青色腫瘍である。 このような場合、特に多くの芽球性腫瘍のロゼットのようないくつかの腫瘍の最も特異的な特徴が、異種移植片では一般に欠損しているか表現が乏しいため、腫瘍形態の解釈が困難な場合がある。 腫瘍細胞が正常細胞との形態的類似性をほとんど、あるいは全く持たない退形成性腫瘍もまた、補助的な技術なしに特徴づけることが困難な場合がある。 このように、肉腫とリンパ腫や高分化型癌との鑑別は比較的容易ですが、肉腫の異種移植片と炎症性病変やマウス肉腫との鑑別は、これらの病変が非常に類似した形態を持つことがあるため、困難な場合があります6。

難しいケースを扱う場合、または単に実験を始める前に腫瘍が本当にヒト由来であることを確認する場合、免疫組織化学またはin situハイブリダイゼーションに基づき、種特異的タンパク質またはヌクレオチド配列を明らかにするために設計されたいくつかの異なる方法を、ヒトまたはマウスの細胞を識別するために使用することが可能である。 細胞系譜に特徴的なタンパク質の免疫組織化学的特性は、腫瘍の発生組織を特定するのに有用である。

特に、非リンパ性腫瘍の移植部位（主に初期移植時）にヒトリンパ腫が発生する可能性に注意を払う必要がある11。 PDX研究において、観察されたヒトリンパ腫のほとんどは、最初の移植に使用された組織サンプルに存在するリンパ球から発生するようである。 これらの細胞がエプスタイン・バー・ウイルス（EBV）に感染すると、Bリンパ球は腫瘍細胞に変化する可能性がある。17,18 これらの細胞は、免疫不全のヒトでは免疫系によって効率的に除去されるが、免疫不全マウスに移植すると悪性B細胞が発達し、最初のヒト腫瘍の代わりとなる11。 元のヒト腫瘍がリンパ腫とは明らかに異なる場合（例えば、腺癌）、ヒトリンパ腫の発生は管理しやすく、簡単な形態学的検査で、生着部位で成長する腫瘍は期待されたタイプではないので廃棄されるべきであると示すことができるからです。 元の腫瘍が「青色腫瘍」であった場合、移植部位で見つかった腫瘍がヒト由来であることを証明することは、さらなる特徴づけがない場合、誤解を招く恐れがあります。この腫瘍は実際には、先に述べたように、最初の腫瘍に存在するEBV感染リンパ球の悪性転換から生じたヒトリンパ腫であるかもしれないのですから。

異種移植片が確立されたら（PDX腫瘍は一般に3～5回の継代で安定化すると考えられている20）、組織型と分化の両方の観点から、特性評価を行う必要がある。 腫瘍の組織型は一般的に異種移植片でよく保存されるため、例えば表皮癌と結節性腺癌はPDXを形成する際に同じ特徴を持ちます。21 この表現型の安定性は生化学的安定性と関連していると考えられ、著しい生化学的変化が形態的特徴の保存につながることは考えにくいからです6。 したがって、病理医が最初に取り組むべき質問は、存在する腫瘍が親組織の形態学的および生化学的特性を再現しているかどうかである17。そうでない場合、それはネズミの腫瘍に相当するか、または腫瘍の分化パターンに大きな変化があった可能性があり、さらなる調査が必要となるであろう8。

しかし、第一世代の移植の一部で、そしてさらに継代した後に、いくつかの腫瘍は、腺癌では管または尖端が少なく、有糸分裂、核多形、異型度が高くなり、低分化する傾向があるかもしれない20。

特定の形態学的詳細は、例えばムチン分泌の獲得や神経内分泌の分化など、連続した継代の間に変化することがあり、これらは両方ともいくつかの癌腫（例えば、前立腺癌）における腫瘍進行の基準である22。同様に、腫瘍分化パターンは、例えば去勢やホルモン補充による宿主のホルモン状態の変化など、生着条件の修正により変化することがある22。

移植、連続継代、実験後に腫瘍の形態が保たれているかどうかを判断することは、病理学者が直面する困難の一つである。 実際、同じ腫瘍からの独立した異種移植片は、生物学的変動および腫瘍内異質性のために、決して厳密には同一ではない。 同じ腫瘍の異なる切片や同じ切片の異なる領域でさえも、形態学的な差異を示すことがある。 細胞や核の形態的特徴、空間的配置、分裂指数や異型分裂の有無、アポトーシス体の数や壊死の頻度、間質の豊富さ、血管系は切片間や領域間で異なる。 したがって病理医は、腫瘍のグローバルなパターンが保たれているかどうか、さらに重要なことは、異種移植された腫瘍の組織像が元のドナー腫瘍の組織像と一致しているかどうかを判断する必要がある。 ヒト腫瘍の国際的な分類は、異種移植の正確な病理学的分類の基礎として使用されるべきであるが、異種移植が元のヒト腫瘍の形態を完全に再現することはないため、ある程度の柔軟性が必要である。

異種移植片を連続的に経過観察する場合、再現性があれば、海綿状から管状パターンへの変化などの質的変化は有意とみなすことができるが、分裂指数や壊死量の変化などの量的変化は、特に微妙な場合は、十分に注意して解釈する必要がある。 観察者がある種の腫瘍の形態をよく知っている場合、その知覚は、時間とともに明らかになる可能性のある小さな細部を検出するために微調整されている。 スライドをできるだけ客観的に読むために、新しいサンプルと比較するための基準として、安定化したPDXのサンプルを選択することが望まれる。 仮想スライドのデジタルバンクは、この作業を非常に容易にする。 3272>

異種移植実験で観察される最初のサンプルは、オリジナルのヒト腫瘍のサンプルであるか、少なくとも患者の病理報告書に該当する腫瘍として形態学的に記述されていることが望ましい。 そのような基準がない場合、病理学者は単にその腫瘍が所定のカテゴリのヒト腫瘍の異種移植片と「形態学的に適合する」と言うことができます

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