首都醫(yī)科大學中心實驗室(100069)姬曼 趙君朋
掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope,SEM)具有分辨率高、視野大、景深長和立體感強等優(yōu)勢,SEM既可以在低放大倍數(shù)下觀察樣品整體的三維結(jié)構,也可以通過高倍放大研究樣品表面超微形貌特點,因此SEM是研究組織細胞表面微細結(jié)構研究的一種必不可少的工具[1]。中耳(聽泡)解剖位置深邃,位于顳骨巖部,中耳黏膜上皮起源于內(nèi)胚層,附于周圍骨或軟骨組織表面,腔內(nèi)的立體結(jié)構錯綜復雜[2][3]。由于黏膜層薄而骨組織較厚且細胞的含水量不同,樣品制備過程中組織收縮性不同,骨組織脫水變脆,極易發(fā)生形變損毀,從而導致附著黏膜層斷裂和細胞表面的變形失真[3]。因此,對中耳黏膜組織進行大視野、立體結(jié)構觀察時,保持組織完整性是困擾SEM工作者的棘手問題。本研究嘗試在樣品制備環(huán)節(jié)引入脫鈣處理,取得了比較理想的效果,現(xiàn)介紹如下。
1.1 標本取材 3只健康SD大鼠(體重250~300g),稱重后腹腔內(nèi)注射6%水合氯醛(30mg/kg)麻醉,經(jīng)鼓膜注入2.5%戊二醛1~2ml后斷頭處死動物,取出聽泡。
1.2 掃描電鏡標本的制備 分別用兩種方法處理組織塊:①正常對照組:樣品用緩沖液沖洗黏液和血跡后,2.5%戊二醛固定6h,在解剖鏡下分離得到咽鼓管和鼓室部位組織,入1%四氧化鋨固定1h,然后依次經(jīng)50%、70%、80%、90%、95%和100%乙醇梯度脫水,每次5min;最后放入臨界點干燥儀中,處理1.5h;干燥后的樣品粘于樣品臺上,經(jīng)離子濺射儀鍍膜,于掃描電子顯微鏡下觀察并記錄。②脫鈣處理組:樣品用緩沖液沖洗黏液和血跡后,首先2.5%戊二醛固定6h,在解剖鏡下分離得到咽鼓管和鼓室部位組織,置10%EDTA溶液中(4℃)脫鈣處理12h,后續(xù)處理同對照組。
掃描電鏡下觀察顯示:中耳黏膜中主要有纖毛細胞、無纖毛細胞、杯狀細胞及扁平細胞組成。纖毛細胞表面分布豐富的纖毛;無纖毛細胞表面具有短的微絨毛;杯狀細胞表面附有分泌黏液滴。扁平細胞呈現(xiàn)多角形,表面分布有短微絨毛。在中耳腔的不同部位,各種細胞的比例有顯著不同。纖毛細胞主要分布在咽鼓管下壁,而鼓呷部和后鼓室相對較少。鼓室口下壁分布叢狀纖毛細胞,纖毛上皮間可見無纖毛細胞,無纖毛細胞表面可見大量微絨毛,但幾乎看不到扁平細胞(附圖1)。咽鼓管峽部,纖毛分布致密,纖毛密而長,形成纖毛毯,纖毛細胞間有一些分泌黏液的杯狀細胞分布。扁平細胞多為六邊形,表面平坦有微絨毛,細胞邊界清晰,呈鑲嵌排列(附圖2),多分布于后鼓室、鼓岬后部及鼓膜松弛部。此外,鏡下可見常規(guī)處理樣品,黏膜表面可見明顯龜裂紋(附圖1B,附圖2B);EDTA脫鈣處理組樣品,隨著脫鈣時間的延長,黏膜表面龜裂紋明顯減少,黏膜中纖毛細胞、無纖毛細胞表面形貌特征與對照組無明顯差異(附圖1A,附圖2A)。
附圖1 中耳咽鼓管鼓室口處黏膜掃描電鏡觀察。A脫鈣處理組;B正常對照組。bar=10um
附圖2 乳突氣房黏膜掃描電鏡觀察。A脫鈣處理組;B正常對照組。bar=10um
中耳黏膜結(jié)構復雜精巧,且深埋于顳骨巖部,聽泡周圍骨質(zhì)精細脆弱,在制備過程中極易損毀變形,因此中耳黏膜掃描電鏡樣品制備不易成功[2][3]。本研究借鑒骨組織切片中脫鈣處理原理,利用脫鈣液使骨組織充分脫鈣,以保證樣品結(jié)構的完整性。骨組織一種堅硬且有韌性的結(jié)締組織,它由鈣化的細胞外基質(zhì)即骨基質(zhì)和骨細胞構成。傳統(tǒng)的骨組織脫鈣處理采用強酸溶液脫鈣,雖然脫鈣速度快,但造成組織細胞腫脹或碎裂等問題,影響觀察結(jié)果的準確性和真實性[4][5]。以乙二胺四乙酸二鈉(ethylenediaminetetraacetic acid,EDTA)為代表的螯合劑類脫鈣液可以通過與骨組織中鈣離子的結(jié)合達到脫鈣目的,雖對細胞結(jié)構及抗原免疫活性影響最小,但其脫鈣時間明顯長于酸類脫鈣液[4][5]。
本研究首先用2.5%戊二醛前固定,再入EDTA脫鈣液中脫鈣處理。固定是整個組織處理過程的關鍵,電鏡樣品制備一般多用戊二醛固定。戊二醛一方面可對組織完全徹底的固定,可以使樣品在脫鈣過程中組織結(jié)構免受破壞。另一方面,有研究表明戊二醛可以加大脫鈣液的穿透力而加快脫鈣速度[5]。所以,在前固定后立即進行EDTA脫鈣處理,既有保護組織的結(jié)構又能縮短脫鈣時間,從而使樣品制備既快又好,節(jié)約時間和成本。掃描電鏡下觀察,EDTA脫鈣處理后黏膜細胞超微形貌特征無變化,且樣品碎裂現(xiàn)象有明顯改善。此方法也對其他骨性組織樣品制備均有一定的借鑒意義。