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编号:10215883
恒河猴多部位不脱钙骨组织学观察
http://www.100md.com 《广东医学院学报》 2000年第2期
     作者:李青南 胡彬 程树军 黄连芳 陈艳 金勋杰 黄韧

    单位:李青南(广东医学院骨生物学研究室,湛江 524023);胡彬(广东医学院骨生物学研究室,湛江 524023);程树军(广东医学院骨生物学研究室,湛江 524023);黄连芳(广东医学院骨生物学研究室,湛江 524023);陈艳(广东医学院骨生物学研究室,湛江 524023);金勋杰(广东医学院骨生物学研究室,湛江 524023);黄韧(广东省 实验动物检测所,广州 510000)

    关键词:恒河猴;不脱钙骨切片;骨组织学

    广东医学院学报000207 摘要 目的:观察恒河 猴骨不同部位不脱钙骨制片的骨组织学。方法:采 用健康成年雄性恒河猴,进行骨荧光双标记后取材,对桡骨远端、中段和跟骨、肋骨及腰椎 行不脱钙骨包埋,分别行切片、磨片及染色和观察。结果:不脱钙 骨片显示了 多部位松质骨小梁结构、类骨质、骨细胞系、粘合线及双荧光标记,皮质骨骨单位、间骨板 和环骨板、佛克曼管和哈佛氏管及内外膜面的荧光标记、类骨质、皮质骨内小孔。 结论:本实验对恒河猴动物模型的骨组织 学作了补充。
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    【中图分类号】 【文献标识码】 A

    文章编号:1005-4057 (2000) 02-0135-03

    Histomorphological study of Rhes us Monkey bones with undecalcified bone section

    Li Qingnan,Hu Bin,Chen Shujun ,et al.

    (Bone Biology Laboratory of Guan gdong Medical College Zhanjiang 524023)

    Abstract Objective:To ma ke histomorphological study of Rhesus mo nkey bones with undecalcified bone secti ons.Methods:A male Rhesu s monkey,12 years of age was given a bone fluorochrom e label before sacrifice.Distal and shift of radius,calcaneus,iliac piec e.ribs and lumbar spine in undecalci fied sections of 4-10 μ m thickness o r ground section of 25 μ m were proces sed for histomorphological study.Sec tions of 4 μ m thickness were stained with AgNO3,Goldner and Toluidne blu e.Results:Tisssues,cells ,and flu orochrome label in the skeleton of the d ifferent parts of the monkey were ex hibited.Conclusion:Observed items we re a supplement to the histomorpholo gy of normal bones of the Rhesus Mon key model.
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    Key words:Rhesus Monkey;undecalc ified bone section;bone histology.

    非人灵长类动物与人类的遗传物质有 75~98.5% 的同 源性[1],有较高的生物学相似的特征,由此实验恒河猴可作为人类代谢性骨疾病 的基础和临床前 研究的理想的动物模型。传统的骨脱钙切片难以观察骨组织代谢状况,目前已有少 量报道对猴的跟骨等作不脱钙骨片,但大都研究的部位单一,本文对恒河猴进行骨 荧光双标记后对其多部位骨骼应用不脱钙骨包埋技术制片多种染色后观察骨细胞、 骨结构和骨动力学,以较全面了解恒河猴动物模型骨组织学。现将结果报道如下。

    1 材料和方法

    1.1 实验动物

    选取健康雄性实验恒河猴1只,12岁,体重 6 kg,广东省顺德市实验动物中 心提供,动物在实验期间在适宜的环境中饲养,自由摄水摄食,饲料由实验动物中 心提供。
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    1.2 药物

    (1) 盐酸四环素(上海新亚制药厂生产,批号:891024-18),(2) 钙黄绿素(SIGMA Lot:61F-0527) (3) 氯氨酮 (4) 甲基丙烯酸甲酯(北京化工厂 批号:940117), (5) Dibut yl Phthalate (SIGMA Lot:106 H1217) (6) METHOXYETHYL ACETATE (SIGMA Lot:TR1 2676 KR,(7)Villanueva (美国犹他大学放射骨生物学实验 室赠送) (8) 甲苯胺蓝(Toludine Blue 上海化学试剂 8 70102)

    1.3 仪器

    (1) 荧光显微镜(Nikon,日本)。(2) LEICA 2155 硬 组织切片机(德国)。 (3) 低速锯(Buehler LTD.USA) (4) 内径ф 7mm骨活检钻(Gauthier Medical,Inc. USA).
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    1.4 骨荧光标记

    处死前第14、13天和第3、2天分别皮下注射盐酸四环素 25 mg/kg 和钙黄绿素(Calcein)5 mg/kg,进行荧光双标。

    1.5 标本取材及不脱钙骨片制备

    用氯氨酮麻醉实验猴,并股动脉放血处死,取下的骨骼将肌肉剥离,注意尽量避免 损坏骨外层,用 10%中性福尔马林磷酸缓冲液固定 48 h,换用 70%乙 醇脱水。用低速锯将其分段剖解暴露骨髓腔,取材部位:(1) 桡骨远端,长 2. 5~3 cm,沿纵轴作冠状面剖开;(2) 桡骨中段,桡骨中点处上下各 0. 7 cm 作横断剖开;(3) 第六腰椎,椎体中点处作矢状面剖开;(4) 第 12肋,肋软骨外 1cm处横断剖开截取 1.5 cm骨块;(5) 左侧跟骨, 与纵轴垂直从中线冠状面剖开;(6) 髂骨取样,用ф 7mm 骨活检钻,在 新鲜髂骨嵴内下 1cm处垂直取材。置于 体积分数为0.70的酒精中固定 24 h, 由于大动物骨骼,如桡骨、腰椎等,较大,皮质骨较厚,切片困难,采取磨片的方法,经 0.5% Villanueva 预染 72 h后,经酒精脱水,骨标本行 甲基丙烯酸甲酯不脱钙骨包埋(不脱钙 MMA包埋)[2],手工磨片得 25 μm的骨片。跟骨和髂骨块不预染色,经脱水后,采用加入一定量的软化剂邻苯二甲 酸二丁酯的甲基丙烯酸甲酯不脱钙骨包埋[3],由于猴骨骼标本较大,在常规脱水 和包埋液渗透过程中较常规增加一倍时间,包埋块凝固后,用 Leica 硬组织 切片机切片得 5 μm 的薄骨片和 10 μm 的厚骨片,置于 40℃干燥箱 中烘烤 3 h至完全干燥。厚片直接透明后封片,为使骨薄片再染色,必须将包 埋材料溶去,用 METHOXYETHYL ACETATE 脱塑,切片行 AgNO3 染(方法参照 von Kossa 染色[3]),甲苯氨蓝染色 [4],Goldner染色[3]。脱塑后的骨片也适用于其它染色,如 HE染色。
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    2 结果

    2.1松质骨组织学观察

    猴跟骨骨小染 Goldner’s 染色低倍镜观察,骨组织小梁结构清晰,呈 绿色,类骨质呈环绕在小梁边缘的局部紫红色。高倍镜下骨小梁绿色基质间可见有 呈椭圆的暗红色骨细胞。骨小梁表面覆盖的骨细胞系多呈粉红色,成骨细胞因处于 不同的功能状态而呈现出矮柱到扁平状;扁平的骨衬细胞;破骨细胞呈大小不一多 核巨细胞。骨小梁 AgNO3染色低倍镜下骨小梁呈黑色,反差较大,结构十分清 晰而周围其它组织不显色。

    骨小梁 Toludine blue 染色,骨小梁呈淡蓝色,类骨质呈环绕在 小梁边缘的局部浅紫蓝色带,高倍镜观察,骨细胞系胞核呈蓝色覆盖在骨小梁表面, 并显示骨小梁的微结构骨小梁袋的边界粘合线(Cement line)(图1)。

    腰椎和桡骨远端的骨磨片及跟骨的厚切片,在荧光显微镜下骨小梁呈暗绿色,外周, 观察到单、双荧光标记等反映骨代谢的动态信息。腰椎和桡骨远端 Villanu eva染色后的骨磨片在荧光镜下类骨质呈紫红色带紧附于骨小梁上。
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    1 骨小梁,2 类骨质, 3 成骨细胞, 4 粘合线

    图1 跟骨骨小梁 Toludine blu e 染色,10×20

    2.2 密质骨组织学观察

    桡骨中段和肋骨,Villanueva染色后的骨磨片在普通电光源高倍锐下皮 质骨,可显示跨内外膜之间的较为微细的结构,如骨单位结构,间骨板和环骨板; 在荧光镜下,骨皮质呈暗绿色,骨皮质内的佛克曼管(Volkmann’s c anal)和哈佛氏管(Haversian’s canal)骨内膜面和外膜 面有单、双层荧光标记较为清晰,类骨质呈紫红色带紧附于骨内外膜面。桡骨中段 皮质骨内局部出现皮质骨内小孔(Porosity)(图2)。

    1. 皮质骨内小孔, 2. 哈佛氏管
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    图2 桡骨中段 Villanueva 染色 后的骨磨片荧光显微 10×10

    3 讨论

    恒河猴有骨生长和骨成熟两个时期,与人类在骨代谢系统等最为接近,雌猴具有和 人类女性相似的月经周期[1],去卵巢雌猴的骨丢失速率与绝经后妇女情况相似 [5],因此实验恒河猴可作为人类疾病的基础研究和临床前研究的理想的动物 模型。传统的骨标本脱钙骨观察[6],不能充分观察骨组织代谢状况,目前已有 不多报道对用于骨病模型的猴的跟骨、髂骨等作不脱钙骨片[7,8],但大都所 用部位局限和方法单一,用骨组织形态计量学对恒河猴研究的文献不多。本文对实 验恒河猴进行骨荧光双标记后对多个部位不同处理,应用不脱钙骨包埋技术进行对 比观察、研究,实验结果显示同时获得皮质骨和松质骨的骨组织结构和骨动力学信 息,可以作为人骨骼的对照。

, 百拇医药     本文在继承前人的工作积累上,采用多种方法对骨片组织学综合观察和对比,不脱 钙骨片的不同染色能较为全面地反映骨组织的信息。跟骨和髂骨的不脱钙骨切片的 薄片经简单的 AgNO3 染色后,矿化的骨组织与骨髓色彩反差极大,在反映 骨量和骨结构的指标上较通常用的 Goldner’s 染色和 Toluid ne blue 染色好[9],但Goldner’s 染色和 Tolui dne blue染色后,更可显示骨小杂的各种结构等。 Toluidne blu e 染色还将特别 将粘合线(Cement line)显示出来。粘合线是骨小梁结构单位骨小梁袋(Tr abecular packet)的边界,在骨再建过程中破骨细胞所达到的最 远范围,并由此计量出平均骨壁厚度,从而了解骨重建单位(BRU)活性。已有 文献报道,应用该染色对人活检骨标本进行 BRU 活性检测[10],而常规 对该指标检测用磨片后在偏正光下测量[11],因此对猴骨切片 Toluid ne blue 染色使之观测更为广范和方便。实验显示银染不能很好地显示矿化 骨和类骨质之间的界限,而用不脱钙骨切片 Goldner’s 染色和Tol udine blue 染色骨小梁外缘可以观察类骨质,并显示处于半矿化状态 的类骨质[4],通过骨组织形态计量学分析平均类骨质宽度具有重要诊断价值, 从而能对骨组织的矿化状态作较为真实地评价。
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    猴长骨骨端如桡骨远端和腰椎椎体 Villanueva 染色塑料包埋后磨成 的 25 μm 骨片与跟骨 10 μm 切片的厚片,除了可以与染色薄片一样 观察骨小梁组织形态结构外,可根据四环素及钙黄绿素的双荧光标记的长度和平均 间距及类骨质的长度和厚度,对新骨形成及矿化状况的各种活性指标如矿化沉积速 率 (Mineralization Apposotional Rate) 等进行分析,对临床上各类代谢性骨病如骨质疏松症、软骨病、肾性骨病等作出 诊断、分型和发病机理、药物治疗的分析有重要的意义。

    本文桡骨中段和肋骨 Villanueva 染色的骨磨片,骨皮质内结构及内 外膜面的单、双层荧光标记以及类骨质骨组织形态与国外研究[8]相似。桡骨中 段皮质骨内局部出现吸收孔(Porosity),并显示荧光标记,反映 Po rosity 的代谢状况,反映出皮质骨走向衰老,是骨丢失的一种形式,所见 也与文献一致[12,13]

, 百拇医药     本文发现猴的髂骨中部骨面横经较为狭窄,所含骨小梁十分 稀少,不适宜作骨活检 对骨代谢作动态观察。已有文献报道用猴髂骨嵴作为活检观测部位,骨小梁结构相 对较为丰富[14],我们将对此作进一步研究。

    由于猴骨标本较大,皮质骨较厚的长骨骨端及其中段直接切片其刀损坏较大,制片 的质量也不高,宜采用磨片。本文对荧光双标记方法采用连续皮下注射的方式, 较一些文献[15]使用的口服给药途径避开因消化系统即时和个体差异所带来的 吸收差异。

    基金项目:广东省科学技术委员会重点攻关课题,编号:96-A-23-06-06

    作者简介:李青南,女,1956年9月出生,学士,副研究员

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    收稿日期:2000-02-10;修订日期:2000-03-25, 百拇医药