金屬柵欄式腭器官培養模型的建立

盧勝軍 何葦 石冰 蒙田 李承浩 封興華

（1.第四軍醫大學口腔醫院 頜面外科，西安 710032；2.口腔疾病研究國家重點實驗室，四川大學，成都 610041）

腭器官體外培養是研究腭裂發病機制的一條重要途徑，相比單一的腭胚突上皮細胞或腭間充質細胞的培養，它避免了單一細胞培養的缺陷，可從立體結構上研究腭的發生、發展以及調控機制，而且其排除了體內實驗的復雜環境以及諸多干擾因素，成為目前研究腭裂發病機制的重要手段。

與細胞培養相比，腭器官培養需要消耗大量氧氣，因而腭器官不能完全浸沒在液體里面。本實驗采用妊娠14 d的孕鼠，獲取胚胎，解剖腭器官，采用金屬隔柵式培養法，觀察腭器官在體外的發育過程，以期為研究腭裂發病機制提供了一個良好模型。

1 材料和方法

1.1 實驗動物

20只成年C57BL/6J小鼠購自四川大學華西實驗動物中心，SPF飼養，室溫控制在20～25℃，充足食物，自由飲水。按雌雄比例2∶1交配，次日發現有陰道栓者定為妊娠0 d。

1.2 實驗試劑

DMEM/F12培養基和胎牛血清FBS（Hyclone公司，美國），35mm培養皿（Falcon公司，法國）。

1.3 金屬支架的制備

用不銹鋼網自備支架，支架高約1.5 cm，上覆蓋一微孔濾膜，孔徑0.8μm，置于金屬網上。最后將此裝置放入培養皿內，加入培養基，剛好浸沒過濾膜。

1.4 胚胎的獲取以及腭器官的解剖分離

于妊娠14 d，即小鼠雙側腭板相互接觸期，無菌條件下處死孕鼠，將胚胎獲取后，置于PBS液里面，充分沖洗，去除血漬。在體視顯微鏡下沿一側口角入路，去除舌體以及下頜后，獲取腭器官，置于微孔濾膜上，腭面朝上，鼻面朝下，雙側腭突緊密接觸，這樣使得腭突在得到充足的氧氣供給的同時，也可以獲得足夠的營養液的支持。將放有腭器官的金屬柵欄，置于35mm的培養皿里面，加入含有10%胎牛血清的DMEM/F12培養基（含鏈霉素100U·mL-1，青霉素100U·mL-1）。最后將整個裝置放置于37℃，5%CO2孵箱里面進行培養。每隔12 h換液1次,分別培養24 h或是48 h。

1.5 蘇木精-伊紅染色以及光鏡觀察

分別在培養過程中24和48 h取出樣本，用4%的中性多聚甲醛固定，常規脫水，包埋，5μm切片，蘇木精-伊紅染色后光鏡下觀察。

2 結果

腭器官培養24 h以及48 h后，培養基液體澄清，器官濕潤，有光澤，外觀呈現粉紅色。蘇木精-伊紅染色后發現：培養24h后兩側中脊上皮連續完整，并未消失，上皮細胞著色較深。間充質細胞未見細胞壞死，輪廓分明，相比成體細胞，間充質細胞核較多，細胞分裂旺盛，可見分裂的細胞核（圖1）。培養48 h后，中脊上皮消失，雙側腭板完全融合（圖2）。

3 討論

雙側腭突的融合包含了2個階段：第一是腭突從垂直向上升至水平相，第二是水平相的雙側腭突相互接觸并最終融合形成繼發腭。腭胚突在體外融合的能力因胚胎的年齡及種屬來源而異[1-2]。腭器官體外培養模型的建立一方面排除了體內實驗的復雜性，便于單一觀察某個因子對于腭發育的影響[3]。而目前為止，國內尚未見到金屬柵欄式腭器官培養模型的建立。

腭器官體外培養模型能夠模擬體內腭器官的整個發生發展過程[4-5]。與細胞培養以及成體器官的培養相比，胚胎腭器官培養需要特殊的培養條件。如果器官完全浸沒于液體里面，器官將會因缺氧而壞死；如果完全放置在空氣里，其會因為缺乏足夠的營養液而無法存活。因此，如何將腭器官放置在一個液—氣象的交界面是腭器官培養成功與否的關鍵。諸多學者為此嘗試了許多方法，比如腭器官的旋轉培養法及瓊脂小島培養法等，但是上述方法所需過程復雜，并且腭器官的存活率不高。另外胚胎器官來源的細胞生長活躍，遷移能力強，組織尚未完全分化，容易受外界的誘導而向其他方向分化生長，導致培養的失敗。因此，為了維持器官的基本形態及結構，需要添加某種抑制物來防止細胞的遷移以及組織的分化，因此，本實驗將腭器官放在附有微孔濾膜的金屬絲網上，不僅可以抑制細胞遷移，同時可防止腭器官的下沉，這樣腭器官在獲得充足氧氣的同時，也得到了足夠的營養液。該方法簡單可行，為研究腭裂的發病機制建立了一種很好的模型。

本實驗結果顯示：經過24 h培養的腭突，中脊上皮連續性完好，間充質細胞增生活躍，細胞輪廓清楚，活力好。經過48h培養后，中脊上皮消失，雙側腭突間充質細胞完全融合。目前，腭器官培養方法在不斷的改進，其應用也在不斷的深入，相信，其必將為腭裂發病機制的研究起到積極的作用。

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