趙晶晶,莊寶祥,李如江*
(1濰坊醫(yī)學(xué)院組織學(xué)與胚胎學(xué)教研室,山東省高校重點實驗室;2濰坊醫(yī)學(xué)院形態(tài)學(xué)實驗室,濰坊261053)
石蠟切片是組織學(xué)常規(guī)制片最廣泛應(yīng)用的方法,經(jīng)取材、固定、脫水、透明、浸蠟、包埋、切片、攤片、貼片和烤片等一系列步驟而成[1,2]。因小鼠胰腺為非實體器官,外分泌部腺泡呈散在分布,故其石蠟切片常常碎裂不完整,組織褶皺,免疫組織化學(xué)染色時易脫片,嚴(yán)重影響后續(xù)研究;筆者在以1型糖尿病小鼠進(jìn)行研究時發(fā)現(xiàn),胰腺組織免疫熒光染色易致假陽性結(jié)果。對此,筆者通過系統(tǒng)實驗,探索1型糖尿病小鼠胰腺石蠟切片及其免疫熒光染色的優(yōu)化策略,以制備優(yōu)質(zhì)的石蠟切片和規(guī)避免疫熒光假陽性染色,以期為后續(xù)胰腺相關(guān)研究提供技術(shù)保障。
3月齡雄性C57BL/6J小鼠,購自濟南動物實驗中心。
鼠抗高血糖素抗體(BOSTER)、兔抗高血糖素抗體(BOSTER)、FITC-山羊抗兔二抗(ZSGBBIO)、FITC-山羊抗小鼠二抗(ZSGB-BIO)。石蠟包埋機、切片機(LEICA RM2235輪轉(zhuǎn)切片機)、攤烤片機(科迪KD-T電腦生物組織攤烤片機)。
鏈脲佐菌素 40mg/(kg·d)連續(xù)5d腹腔注射,誘導(dǎo)小鼠1型糖尿病。頸椎脫臼處死,取胰腺,于濾紙上堆積成型,浸于4%多聚甲醛固定48h。
脫水:將固定的胰腺梯度酒精脫水,依次為70%乙醇30 min、80%乙醇20 min、95%乙醇5/10/15/20 min×2次、100%乙醇4/6/8/10 min×2次,即95%、100%乙醇脫水分別嘗試4個不同的時間。
透明:分別選用二甲苯、氯仿、苯3種透明試劑,各嘗試3個時間段。苯10/15/20 min×2次,或氯仿10/15/20 min×2次,或二甲苯透明時間為6/8/10 min×2次。
浸蠟:浸蠟時僅一次硬蠟,65℃,分別浸蠟60、90、120 min。
包埋:石蠟包埋,凝固備用。
切片后進(jìn)行如下常規(guī)處理:47℃攤片、貼片后61℃烤箱1 h、37℃烤箱1周。
常規(guī)免疫熒光染色[3],其中一抗為小鼠抗高血糖素抗體(1:100)、兔抗高血糖素抗體(1:100),二抗為FITC-山羊抗小鼠抗體(1:100)、FITC-山羊抗兔抗體(1:100)。
95%、100%乙醇脫水,時間過短致透明不全,時間過長致組織變脆,過短、過長皆導(dǎo)致切片時組織碎裂不能成型。如95%乙醇5/10min×2次、100%乙醇4min×2次時小鼠胰腺透明不全;95%乙醇20min×2次、100%乙醇10min×2次時小鼠胰腺組織脆,難以切片成型。
二甲苯透明速度快,但8/10min×2次時已使胰腺組織變脆,嚴(yán)重影響切片質(zhì)量;氯仿、苯透明速度較二甲苯慢,但15/20min×2次時已完全透明,且組織脆性尚可,切片成型、皺褶較少,不過氯仿透明的石蠟切片顯微鏡下可見許多蜂窩狀空洞(圖1A)。
表1 不同時間對小鼠胰腺石蠟切片質(zhì)量的影響Tab. 1 The effect of different time on the quality of paraf fin sections of pancreas from mice
95%乙醇15min×2次、100%乙醇6min×2次、苯15min×2次、浸蠟90min后石蠟包埋,切片時未出現(xiàn)組織過脆、破碎等現(xiàn)象,其切片質(zhì)量較好、組織完整、皺褶較少,鏡下胰腺結(jié)構(gòu)清晰(表1,圖1A)。
為進(jìn)一步優(yōu)化切片質(zhì)量,在上述實驗基礎(chǔ)上對各時間稍作微調(diào),其結(jié)果顯示95%乙醇15min×2次、100%乙醇Ⅰ6min、100%乙醇Ⅱ7min、苯Ⅰ15min、苯Ⅱ18min、浸蠟90min時其切片質(zhì)量最優(yōu)(表1)。
1型糖尿病小鼠胰腺石蠟包埋時以氯仿透明,致使胰腺組織內(nèi)出現(xiàn)許多空洞(圖1A)。以小鼠抗高血糖素抗體或PBS代替一抗+FITC-山羊抗小鼠抗體進(jìn)行免疫熒光染色時,胰島周圍或胰腺淋巴組織內(nèi)易出現(xiàn)假陽性的熒光染色(圖1B、1C);以兔抗高血糖素抗體進(jìn)行免疫熒光染色時胰島呈陽性反應(yīng)(圖1A),但鑒于1型糖尿病胰島常有淋巴細(xì)胞浸潤,為除外上述淋巴細(xì)胞假陽性染色的可能,以兔抗高血糖素抗體行胰腺(含淋巴組織)免疫熒光染色,胰腺淋巴組織內(nèi)未見陽性熒光(圖1D)。
圖1 1型糖尿病小鼠胰腺高血糖素免疫熒光染色。A,石蠟包埋時以氯仿透明,致使胰腺組織內(nèi)出現(xiàn)許多空洞(一抗為兔抗高血糖素抗體);B,胰島周圍或胰腺淋巴組織內(nèi)的假陽性染色(箭頭):無一抗(以PBS替代),二抗為FITC-山羊抗小鼠抗體;C,胰島周圍或胰腺淋巴組織內(nèi)的假陽性染色(箭頭):一抗為小鼠抗高血糖抗體;D,無假陽性染色:一抗為兔抗高血糖素抗體;標(biāo)尺,20μmFig. 1 Immuno fluorescent staining for glucagon in the pancreas from type 1 diabetic mice. A, transparency by chloroform during paraf fin embedding caused many cavities in the pancreatic tissue, rabbit anti-glucagon antibody as primay antibody; B, false-positive immuno fluorescent staining around pancreatic islets or inside pancreatic lymphoid tissue (arrows): without primay antibody (replaced by PBS), FITC-conjugated goat-anti-mouse antibody as secondary antibody; C, false-positive immuno fluorescent staining around pancreatic islets or inside pancreatic lymphoid tissue (arrows); mouse anti-glucagon antibody as first antibody; D, no false-positive immuno fluorescent staining; rabbit anti-glucagon antibody as first antibody; scale bar, 20μm
脫水,即用脫水劑除去組織水分,并使組織進(jìn)一步固化,為后續(xù)透明及浸蠟創(chuàng)造條件[3]。脫水不足,影響透明浸蠟效果;脫水過度,組織易脆,切片時組織難以成型,易碎裂。高濃度乙醇脫水效果強,但需嚴(yán)格控制時間,故本實驗探索了95%、100%乙醇脫水時間,尤其是100%乙醇脫水,以免脫水過度。諸多文獻(xiàn)表明[4,5],動物器官(切成0.5×0.5×0.5 cm3左右)石蠟包埋時,95%乙醇、100%乙醇梯度脫水分別超過1h、甚至3h以上。本實驗中小鼠胰腺為非實體性器官,其梯度乙醇脫水時間與前述文獻(xiàn)不同,室溫下95%乙醇15 min×2次、100%乙醇Ⅰ6 min、100%乙醇Ⅱ7 min時效果最佳。
苯、二甲苯以及氯仿等因混溶于乙醇及石蠟,故可應(yīng)用于組織浸蠟前的透明。研究發(fā)現(xiàn),透明可導(dǎo)致組織收縮、變硬、變脆,故須嚴(yán)格控制透明時間[6]。本實驗發(fā)現(xiàn):二甲苯透明速度快,但8/10 min×2次時已使胰腺組織變脆,嚴(yán)重影響切片質(zhì)量。故二甲苯透明作用雖強,但胰腺透明時不易控制時間,極易透明過度。已有實驗表明:苯在透明心、肝、肺和腦等器官(厚約0.3 cm)時,透明時間可達(dá)8 h左右,且透明效果好[7],故本實驗為更好把控透明時間,選用了苯或氯仿作為透明試劑,發(fā)現(xiàn)兩者透明效果較為緩和,時間可控,又能明顯減輕組織過脆的現(xiàn)象,但氯仿?lián)]發(fā)性較強,透明組織內(nèi)氯仿易揮發(fā),致使組織浸蠟常常不充分,其切片染色后呈現(xiàn)諸多空洞。綜上,胰腺組織透明時應(yīng)將苯作為首選透明劑。
浸蠟是使石蠟逐漸置換透明劑,以達(dá)到支持組織的目的。浸蠟進(jìn)一步提高了組織的硬度和脆性,同時浸蠟時間不足,組織內(nèi)可留有孔洞,無法切出完整切片,故浸蠟時間仍需探索。本實驗中浸蠟時間1.5h為最優(yōu),以避免浸蠟不足,切片不完整,或浸蠟過度,組織過度收縮、變硬和變脆。
以1型糖尿病小鼠胰腺進(jìn)行研究時發(fā)現(xiàn),利用小鼠抗高血糖素抗體進(jìn)行免疫熒光染色時在胰島周圍或胰腺淋巴組織內(nèi)呈現(xiàn)明顯的免疫熒光染色,為求進(jìn)一步確認(rèn),本實驗又以兔抗高血糖素抗體進(jìn)行免疫熒光染色,并未呈現(xiàn)前者的熒光,同時又以PBS替代一抗進(jìn)行免疫染色時,也呈現(xiàn)了如小鼠抗高血糖素抗體免疫熒光染色時相似的染色結(jié)果,故推測在胰島周圍或胰腺淋巴組織內(nèi)的陽性熒光染色為假陽性熒光染色。
胰島炎癥,即胰島周圍和內(nèi)部免疫細(xì)胞浸潤,為1型糖尿病病理標(biāo)志。1型糖尿病小鼠胰腺組織中單核巨噬細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞、部分T細(xì)胞等可含IgG[8],本實驗中FITC-山羊抗小鼠二抗便可與之特異性結(jié)合,導(dǎo)致假陽性染色。所以,1型糖尿病或胰腺炎時,為避免胰腺免疫組化染色的假陽性,應(yīng)盡量避免選擇同種動物源的一抗等,同時實驗過程中常規(guī)做陽性、陰性對照,以明確陽性結(jié)果。