International Journal of Experimental Pathology

Nghiên cứu về quá trình tạo mạch đã phát triển mạnh mẽ trong 40 năm qua, với nhận thức rằng tạo mạch rất quan trọng đối với nhiều bệnh lý, và gần đây hơn là sự ra đời của các loại thuốc thành công trong việc ức chế quá trình tạo mạch ở các khối u. Vấn đề chính trong nghiên cứu tạo mạch vẫn nằm ở việc lựa chọn các xét nghiệm phù hợp để đánh giá hiệu quả của các thuốc mới có tiềm năng và xác định các mục tiêu khả thi trong quá trình tạo mạch. Việc lựa chọn này trở nên phức tạp hơn khi nhận thấy rằng sự không đồng nhất xảy ra, không chỉ trong các tế bào nội mô mà còn trong môi trường vi mô cụ thể cần được nghiên cứu. Do đó, điều cần thiết là phải lựa chọn các điều kiện xét nghiệm và các loại tế bào mà gần giống nhất với bệnh lý tạo mạch đang được nghiên cứu. Điều này đặc biệt quan trọng khi cố gắng chuyển dữ liệu từ in vitro sang in vivo và từ tiền lâm sàng sang lâm sàng. Tại đây, chúng tôi xem xét một cách phê phán và làm rõ những tiến bộ gần đây trong các xét nghiệm chính thường được sử dụng, bao gồm cả xét nghiệm cho sự phân chia tế bào nội mô, di cư, phân hóa và đồng văn hóa với các tế bào sợi và tế bào thành mạch in vitro; sự phát triển mạch từ các nuôi cấy cơ quan và các xét nghiệm in vivo như màng chorionic allantoic (CAM) của gà, cá liễu, cấy ghép bọt biển, mô tả giác mạc, khoang khí lưng, mô hình buồng và tạo mạch ở khối u. Cuối cùng, chúng tôi sẽ thảo luận ngắn gọn về hướng đi có khả năng được theo đuổi trong các nghiên cứu trong tương lai, bao gồm việc sử dụng các hệ thống phân tích hình ảnh ngày càng tinh vi hơn cho việc thu thập dữ liệu.

Trong bệnh leishmaniasis nội tạng thí nghiệm ở chuột bình thường (BALB/c, C57BL/6), khả năng kháng lại Leishmania donovani, một loài amip nhắm vào các đại thực bào mô, phụ thuộc vào tế bào T, sự sản sinh cytokine loại Th1 và các đại thực bào đơn nhân đã được kích hoạt. Trong cơ thể chủ sống, việc kiểm soát bước đầu và cuối cùng giải quyết nhiễm trùng gan do L. donovani ở chuột bình thường được thể hiện và hoàn thành trong các hạt mô được hình thành tốt, trưởng thành. Tại gan, các cấu trúc viêm, hoạt động miễn dịch này được lắp ghép xung quanh một lõi của những đại thực bào cư trú bị nhiễm ký sinh (các tế bào Kupffer) mà xung quanh được bao bọc bởi cả tế bào T bài tiết cytokine và các đại thực bào máu có khả năng giết ký sinh trùng. Mối quan hệ giữa cấu trúc - chức năng của hạt hạt mô bảo vệ chủ thể này, trong đó các hạt mô trưởng thành về mặt mô học cung cấp môi trường vi mô để tiêu diệt L. donovani, tuy nhiên, chỉ là một trong bảy kiểu quan hệ đã được xác định thông qua các điều chỉnh thí nghiệm trong mô hình này. Báo cáo này xem xét các mối quan hệ cấu trúc - chức năng này và minh họa quang phổ rộng của các phản ứng có thể bổ sung. Những phản ứng này từ các hạt mô còn nguyên vẹn mà không cung cấp chức năng kháng leishmania (hạt mô ‘không hiệu quả’), đến các hạt mô mở rộng cho thấy khả năng tiêu diệt ký sinh trùng được cải thiện (hạt mô ‘phì đại’), đến hoạt động kháng leishmania hiệu quả trong sự vắng mặt của bất kỳ phản ứng mô nào (hạt mô ‘vô hình’).

Phân bố bất thường, sự biến đổi và tích tụ của protein liên kết DNA phản ứng transactivation 43 (TDP‐43) là những dấu hiệu đặc trưng của nhiều bệnh thoái hóa thần kinh, đặc biệt là thoái hóa thùy trán-thòang với các nốt tích lũy dương ubiquitin (FTLD‐U) và bệnh teo cơ một bên (ALS). Các dòng chuột chuyển gen cường hóa protein TDP‐43 hoang dã hoặc đột biến biểu hiện các triệu chứng tương tự như ALS, các bất thường về vận động và liệt sớm dẫn đến cái chết. Các báo cáo về tuổi thọ và hành vi kiểu hình ở chuột Prp‐TDP‐43 (A315T) khác nhau, và những động vật này chưa được xác định đầy đủ. Mặc dù đã có đề xuất rằng sự mất mát khoảng 20% tế bào thần kinh vận động ở giai đoạn cuối là nguyên nhân gây ra yếu cơ nặng và cái chết ở chuột TDP‐43, mức độ tổn thương thần kinh này dường như không đủ để gây ra cái chết. Do đó, chúng tôi đã nghiên cứu những con chuột này để xác định thêm đặc điểm và lý do dẫn đến cái chết. Đặc điểm hóa các con chuột chuyển gen TDP‐43 cho thấy những con chuột này phát triển các triệu chứng tương tự ALS mà sau đó bị làm nặng thêm bởi các biến chứng về đường tiêu hóa (GI) dẫn đến cái chết. Đây là báo cáo đầu tiên về một bộ chứng cứ bệnh lý trong đường tiêu hóa mà là chỉ số mạnh cho nguyên nhân cái chết của chuột chuyển gen Prp‐hTDP‐43 (A315T).

Các bệnh nhân có tổn thương di truyền trong con đường cytokine/cytokine receptor loại 1 thể hiện sự nhạy cảm chọn lọc với các nhiễm trùng nặng do mycobacteria kém gây bệnh và các loài salmonella không thuộc typ. Những thí nghiệm tự nhiên này chứng tỏ rằng việc sản xuất IFNγ phụ thuộc vào IL‐12 là rất quan trọng cho sự hình thành granuloma và do đó là miễn dịch của chủ thể chống lại các tác nhân gây bệnh này. Vai trò thiết yếu của hình thành granuloma trong miễn dịch bảo vệ đối với các sinh vật này được nhấn mạnh bởi khả năng hình thành granuloma khác nhau và các di chứng lâm sàng kết quả được quan sát ở những bệnh nhân này, điều này dường như phản ánh khả năng của họ trong việc sản xuất hoặc phản ứng với IFNγ (Hình 9). Ở một cực của quang phổ này, đại diện bởi các bệnh nhân thiếu hoàn toàn IFNγR1/2, không có sự hình thành granuloma trưởng thành, trong khi ở những đột biến ít nghiêm trọng hơn (tức là thiếu một phần IFNγR1/2, thiếu hoàn toàn IL‐12p40 và thiếu hoàn toàn IL‐12Rβ1), sự hình thành granuloma rất không đồng đều với nhiều biến thể được quan sát. Điều này cho thấy rằng ở những cá nhân sau này, những người sản xuất phản ứng IFNγ một phần nhưng không tối ưu, các yếu tố khác, bao gồm độc lực của tác nhân gây bệnh và kiểu gen của chủ thể cũng có thể ảnh hưởng đến loại và quy mô phản ứng tế bào được kích thích.

 Quang phổ của sự nhạy cảm di truyền với vi khuẩn nội bào. Ở một cực của quang phổ này có các trường hợp thiếu hụt hoàn toàn IFNγR; ở cực còn lại là các cá thể khỏe mạnh có khả năng kháng bệnh. Các trường hợp thiếu hụt một phần IFNγR1, và thiếu hoàn toàn IL‐12Rβ1 và IL‐12p40 có thể được đặt ở giữa, mặc dù gần hơn với đầu trước của quang phổ, với kết quả lâm sàng cũng phụ thuộc vào độc lực của tác nhân gây bệnh và cơ chế miễn dịch bù trừ của chủ thể. Chữ viết tắt: IFNγR – thụ thể interferon gamma, IL‐12Rβ1 – thụ thể interleukin 12-1 (sửa đổi từ Ottenhoff et al. (1998)).

Mặc dù nguồn gốc của các khối u, cho dù từ một tế bào hay nhiều tế bào, đã là đề tài gây hứng thú cho các nhà nghiên cứu ung thư học trong một thời gian dài, trong những năm gần đây đã có một sự bùng nổ thông tin về cấu trúc dòng tế bào của các khối u và những tiền thân của chúng, chủ yếu được kích thích bởi sự tiếp cận dễ dàng của các kỹ thuật phân tử mới. Trong khi hầu hết những kết quả mới này dường như xác nhận nguồn gốc đơn dòng của các khối u biểu mô (và các khối u khác) ở người, vẫn có một số lượng đáng kể các nghiên cứu mà không thể rút ra kết luận này. Hơn nữa, phân tích nhiều bài báo cho thấy tác động tiềm năng của các yếu tố như kích thước vùng và sự tiến hóa dòng tế bào đối với việc xác định tính đơn dòng chủ yếu đã bị bỏ qua, dẫn đến việc một số nghiên cứu này bị nhiễu. Tuy nhiên, cấu trúc dòng tế bào của các tổn thương tiền u cung cấp một số hiểu biết thú vị — nhiều tổn thương mà trước đây có thể được coi là tăng sản thực sự có nguồn gốc đơn dòng. Nếu điều này là đúng, nó đặt ra một số câu hỏi về giả định lạc quan của chúng ta rằng nguồn gốc đơn dòng báo hiệu một thói quen u ác. Cuối cùng, rõ ràng, vì nhiều lý do, các phương pháp phân tích liên quan đến việc phân tách các mô, mặc dù đã được vi phẫu tích, thì vẫn còn xa vời so với lý tưởng và chúng ta nên bỏ ra nhiều công sức hơn vào các kỹ thuật nơi mà cấu trúc dòng tế bào của các mô bình thường, tổn thương tiền u và tiền xâm lấn cùng với các khối u phát sinh của chúng có thể được quan sát trực tiếp in situ.

Quá trình gây ung thư lưỡi chuột do 4‐Nitroquinoline 1‐oxide (4NQO) gây ra là một mô hình hữu ích để nghiên cứu ung thư biểu mô tế bào vảy miệng. Mục tiêu của nghiên cứu này là điều tra sự biểu hiện của bcl‐2 và bax trong quá trình gây ung thư lưỡi do 4NQO. Chuột đực Wistar được phân thành ba nhóm, mỗi nhóm gồm 10 con và được điều trị bằng dung dịch 50 ppm 4NQO qua nước uống trong 4, 12 hoặc 20 tuần. Mười con được sử dụng làm nhóm đối chứng âm tính. Mặc dù không có thay đổi mô học nào ở biểu mô sau 4 tuần tiếp xúc với chất gây ung thư, nhưng bcl‐2 và bax đã biểu hiện quá mức (P < 0.01) trong tất cả các lớp của biểu mô 'bình thường'. Các mức biểu hiện là giống nhau trong tất cả các lớp của biểu mô đối với cả hai kháng thể được sử dụng (bcl‐2 hoặc bax). Trong các tổn thương loạn sản vào tuần thứ 12 sau khi quản lý chất gây ung thư, mức độ biểu hiện của bcl‐2 và bax không tăng lên so với nhóm đối chứng âm tính, với tính phản ứng miễn dịch đối với bcl‐2 bị giới hạn ở lớp biểu mô bề mặt. Trong ung thư biểu mô tế bào vảy biệt hóa tốt được gây ra sau 20 tuần điều trị bằng 4NQO, bcl‐2 được biểu hiện trong một số tế bào của đảo khối u. Mặt khác, việc nhuộm miễn dịch cho bax được quan sát thấy rộng rãi ở các tổ chức khối u. Chỉ số gán nhãn cho bcl‐2 và bax cho thấy sự gia tăng (P < 0.05) chỉ sau 4 tuần điều trị bằng 4NQO. Kết luận, kết quả của chúng tôi gợi ý rằng sự bất thường trong các con đường apoptosis liên quan đến sự phát triển của các clone tế bào biểu mô biến đổi kéo dài trong niêm mạc miệng. Biểu hiện của bcl‐2 và bax dường như liên quan đến yếu tố nguy cơ trong sự tiến triển của ung thư miệng.

Chuột Ts65Dn chia sẻ nhiều đặc điểm biểu hiện của hội chứng Down ở người. Ở đây, chúng tôi báo cáo rằng viêm tai giữa, đặc trưng bởi sự tiết dịch trong tai giữa và mất thính lực, đã phổ biến ở chuột Ts65Dn. Trong số 53 chuột Ts65Dn được kiểm tra, 81.1% có ngưỡng phản ứng thân não thính giác cao (ABR) đối với ít nhất một trong các tần số kích thích (tiếng nhấp, 8 kHz, 16 kHz và 32 kHz), ở ít nhất một tai. Các ngưỡng ABR biến đổi và không có xu hướng tăng theo tuổi, từ 2 đến 7 tháng tuổi. Quan sát bệnh lý ở chuột tuổi từ 3-4 tháng cho thấy sự tiết dịch trong tai giữa ở 11 trong số 15 chuột Ts65Dn được kiểm tra, nhưng chỉ có hai trong số 11 chuột loại hoang dã. Dịch tiết trong từng chuột khác nhau đáng kể về thể tích và hàm lượng tế bào viêm. Niêm mạc tai giữa thường dày lên và tế bào hình chóp được phân bố với mật độ cao hơn trong biểu mô của khoang tai giữa ở chuột Ts65Dn so với các đối chứng loại hoang dã. Vi khuẩn có tầm quan trọng gây bệnh cho con người cũng đã được xác định ở chuột Ts65Dn. Đây là báo cáo đầu tiên về viêm tai giữa ở chuột Ts65Dn như một mô hình đặc trưng cho hội chứng Down ở người.

Hư hại hàng rào máu - hệ thần kinh trung ương (blood–CNS) là một sự kiện bệnh lý quan trọng trong viêm màng não, dẫn đến sự rò rỉ của bạch cầu vào không gian dưới nhện. Sự phá vỡ hàng rào máu – CNS chủ yếu được điều hòa bởi hai hệ thống enzyme, các kích hoạt plasminogen (PAs) và matrix metalloproteinase (MMPs). Nghiên cứu hiện tại chỉ ra rằng hoạt động của kích hoạt plasminogen loại mô (tPA), kích hoạt loại urokinase (uPA) và MMP-9 trong dịch não tủy tương tự (CSF- như dịch) đã tăng đáng kể ở chuột mắc viêm màng não bạch cầu ái toan so với chuột không nhiễm. Sự tăng bạch cầu ái toan tỷ lệ thuận với hoạt động của tPA, uPA và MMP-9, và nồng độ albumin. Ngoài ra, khi GM6001, một chất chặn cụ thể matrix metalloproteinase, được tiêm vào chuột nhiễm, hoạt động của MMP-9 và nồng độ protein tổng đã giảm từ mức cao trước khi tiêm. Những kết quả này cho thấy rằng các kích hoạt plasminogen và thác nước proteolytic MMP-9 có thể liên quan đến sự phá vỡ hàng rào máu - CNS trong bệnh viêm màng não do Angiostrongylus cantonensis.

Sự hình thành u hạt phổi và xơ hóa đã được gây ra một cách thực nghiệm ở chuột dòng Sprague–Dawley bằng cách sử dụng Angiostrongylus cantonensis. Mức protein của các matrix metalloproteinase (MMP)‐2, ‐9, ‐13 tăng lên, và sự mất cân bằng giữa các enzyme này và các chất ức chế metalloproteinase, gồm các chất ức chế mô của MMPs (TIMP‐1 và ‐2), diễn ra trong quá trình xơ hóa u hạt. Sự kích hoạt của các enzyme phân giải protein (MMP‐2, ‐9 và ‐13) và sự phân hủy fibronectin xảy ra đồng thời. Hơn nữa, nghiên cứu hiện tại đã chỉ ra rằng fibronectin gắn kết mạnh mẽ với MMP‐2, ‐9 hoặc ‐13. Quan sát miễn dịch hóa mô cũng cho thấy sự định vị của MMP‐13, TIMP‐1 và ‐2 trong các bạch cầu thấm nhập. Những kết quả này gợi ý rằng MMP‐2, ‐9 và ‐13 có thể tham gia vào sự phân hủy fibronectin trong chứng xơ hóa u hạt do A. cantonensis gây ra.