石蜡与JB-4包埋技术在光镜下的比较分析:肝脏与长骨组织形态学细节的优化策略

时间:2025年11月8日
来源:Biology Methods and Protocols

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本研究针对传统石蜡包埋技术在组织形态学细节保存上的不足,系统比较了石蜡与JB-4(乙二醇甲基丙烯酸酯树脂)两种包埋技术对肝脏和长骨组织在光镜下的观察效果。研究发现,JB-4技术能够实现更薄的切片(0.5–1 μm),显著提升细胞核、胞内结构(如糖原)及骨组织微结构(如骨细胞陷窝、破骨细胞膜)的显示分辨率,且与多种染色方法(如PAS、银浸染)兼容性良好。该研究为高分辨率形态学分析提供了方法学优化依据,尤其适用于骨组织及细胞超微结构研究。

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在组织学研究中,如何清晰、真实地展示细胞与组织的微细结构一直是科学家们关注的核心问题。传统的石蜡包埋技术自19世纪由Edwin Klebs引入以来,因其操作简便、成本较低且兼容多种染色方法,成为光镜观察的“金标准”。然而,这一技术也存在明显的短板:高温脱水和有机溶剂(如二甲苯)处理易导致组织收缩、脆化,并损失部分生物大分子(如糖原),使得细胞内的精细结构难以充分保留。尤其是在处理像骨组织这样坚硬或复杂的样本时,石蜡切片往往难以呈现完整的骨细胞陷窝、软骨细胞层次以及骨髓细胞的形态细节。因此,寻求一种能够兼顾结构保存与高分辨率的包埋方法,成为提升形态学研究质量的关键。
为此,来自土耳其Sivas-Cumhuriyet大学的研究团队在《Biology Methods and Protocols》上发表论文,系统比较了石蜡与JB-4(一种乙二醇甲基丙烯酸酯基的水溶性树脂)两种包埋技术在肝脏和长骨组织光镜观察中的表现。JB-4技术诞生于20世纪70年代,其最大特点是能够在室温或4°C条件下聚合,避免热损伤,并实现0.5–1 μm的超薄切片,从而显著提升细胞分辨率。尽管以往认为JB-4与部分特殊染色方法存在兼容性问题,但本研究通过实验证明,该技术不仅适用于常规染色,还能与酸性品红、甲苯胺蓝等染料配合,呈现高对比度的细胞结构。
为了客观评估两种技术的优劣,研究人员选取成年雌性Wistar大鼠的肝脏和长骨组织作为样本,分别采用石蜡和JB-4进行包埋处理。石蜡包埋组经过梯度酒精脱水、二甲苯透明和石蜡浸润后,切片厚度为3–4 μm,并采用H&E(苏木精-伊红)、PAS(过碘酸-雪夫)和银浸染法进行染色;JB-4组则通过乙二醇甲基丙烯酸酯树脂浸润和低温聚合,制备1–1.5 μm的半薄切片,以酸性品红-甲苯胺蓝双染为主,同时也进行了PAS和银浸染。所有切片均在光镜下进行形态学对比。
关键技术方法包括:使用自动组织处理器进行标准化脱水与浸润;石蜡包埋采用旋转式切片机,JB-4包埋需配合专用切片机与玻璃刀;染色方法覆盖常规形态学(H&E)、多糖显示(PAS)和纤维结构显示(银浸染);图像采集通过奥林巴斯BX51显微镜完成。实验样本为大鼠肝脏与长骨组织,所有操作均遵循动物伦理规范。

肝脏组织形态学比较

在H&E染色的石蜡切片中,肝脏基本结构如肝小叶、中央静脉、门管区尚可辨识,但肝血窦内的Kupffer细胞(库普弗细胞)难以区分,肝细胞核细节模糊。相反,JB-4切片中,酸性品红-甲苯胺蓝染色清晰显示出肝细胞的核仁、双核肝细胞以及血窦内皮细胞和Kupffer细胞的完整形态,细胞边界和胞质颗粒均更加分明。

银浸染与PAS染色效果

银浸染显示,两种包埋技术均能良好展示网状纤维在中央静脉和门管区的分布,但JB-4切片中肝细胞核结构仍可辨,石蜡切片中核细节几乎消失。PAS染色进一步证实,JB-4技术能更好地保存糖原颗粒,其颗粒呈粗大聚集状,而石蜡切片中糖原呈现为细小颗粒,且核因苏木精复染呈蓝色,JB-4组核未着色,凸显其亲水性树脂对水溶性成分的保护作用。

长骨组织结构显示

在长骨样本中,石蜡包埋的切片经常出现结构模糊,软骨细胞陷窝、骨细胞核等细节难以辨认。而JB-4技术清晰显示出骨骺板软骨细胞的分层(静止层、增殖层、肥大层),骨单位中的骨细胞核、骨小梁结构以及骨髓中的巨核细胞 demarcation membrane(分界膜),这些细节在石蜡切片中均未能有效保留。
研究结论明确指出,石蜡包埋仍适用于软组织的大体结构观察,而JB-4技术在细胞分辨率、结构保存和切片厚度方面具有显著优势,尤其适合骨组织、小样本或需要高精度形态学分析的场景。尽管JB-4需要专用设备(如玻璃刀制作器、硬质切片机)且成本较高,但其能避免有毒溶剂使用,并支持多种染色方法,为组织学研究提供了重要技术补充。
该研究不仅澄清了JB-4技术与多种染色方法的兼容性,还为其在病理诊断、发育生物学和骨微结构研究中的应用提供了实验依据。未来,若能在更多组织类型和免疫组化检测中验证JB-4的适应性,这一技术有望成为高分辨率形态学分析的重要工具。

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