豚鼠耳蜗毛细胞静纤毛的扫描电镜观察
作者：孙建和 姜泗长 方耀云 朱光明 张曙光
单位：孙建和 姜泗长 方耀云(解放军总医院耳鼻咽喉科)；朱光明 张曙光(电镜室，北京 100853)
关键词：毛细胞；静纤毛；变异；扫描电镜；豚鼠
解剖学报000123 摘 要：目的 了解耳蜗毛细胞正常和变异静纤毛的形态特征。 方法 用扫描电镜观察了254只豚鼠的耳蜗。 结果 豚鼠耳蜗毛细胞静纤毛正常和几种变异的形态特征为：1.外毛细胞静纤毛排列不规则及静纤毛的自然缺失；2.外毛细胞静纤毛束转位；3.外毛细胞静纤毛副毛与列外内毛细胞。 结论 外毛细胞静纤毛排列不规则和静纤毛的自然缺失不是病理变化。外毛细胞静纤毛束转位，静纤毛副毛与列外内毛细胞是遗传变异引起的。
分类号：Q954.5 文献标识码：A
文章编号：0529-1356(2000)01-92
, http://www.100md.com
SCANNING ELECTRON MICROSCOPIC OBSERVATION OF THE
STEREOCILIA IN GUINEA PIG COCHLEA
SUN Jian-he
(Department of Otorhinolaryngology)
JIANG Si-chang
(Department of Otorhinolaryngology)
FANG Yao-yun
(Department of Otorhinolaryngology)
, http://www.100md.com
ZHU Guang-ming
(Department of Electron Microscopy, PLA General Hospital, Beijing 100853,China)
ZHANG Shu-guang
(Department of Electron Microscopy, PLA General Hospital, Beijing 100853,China)
Abstrac：Objective To observe the morphological features of the normal and anomalous stereocilia of cochlea hair cells. Methods The cochleas from 254 guinea pigs were observed under scanning electron microscope. Results There are several features of hair cell stereocilia with either normal or anomalous morphologies, including 1.irregular arrangement and natural loss of stereociliary bundles of outer hair cells; 2.rotation of stereociliary bundles of outer hair cell; 3.extra stereocilia on outer hair cell and extra inner hair cell. Conclusions The irregular arrangement and natural loss of stereociliary bundles of the outer hair cells are not pathological changes. The rotation of stereociliary bundles and extra stereocilia on the outer hair cell as well as the extra inner hair cell are induced by genetic variation.
, http://www.100md.com
Key words：Hair cell; Stereocilia; Variation; Scanning electron microscopy; Guinea pig▲
哺乳动物耳蜗毛细胞静纤毛的排列方式报道甚多。但是，有关耳蜗毛细胞静纤毛的排列规律和变异的报道较少。甚至有时把正常毛细胞静纤毛不规则排列和变异视为病理变化。为加深对耳蜗毛细胞静纤毛不规则排列、变异和病理变化的认识，本研究就过去10多年以扫描电镜观察的254只豚鼠耳蜗毛细胞静纤毛的几种特征报道如下。
材料和方法
正常对照豚鼠28只，受噪声刺激者183只，给予耳毒性药物(奈替米星)实验者20只，给予负压和超压者6只，受次声者17只。快速断头处死豚鼠，取出双侧颞骨，挑破圆窗膜，取出镫骨，打开卵圆窗，用针在耳蜗尖挑一小孔，用2.5%戊二醛做蜗管内灌注固定，随后置冰箱连续固定8h。0.1mol/L磷酸缓冲液漂洗后，1%四氧化锇固定2h。然后在0.1mol/L磷酸缓冲液中去除耳蜗骨壳，去除螺旋韧带、前庭膜，充分暴露Corti器。单宁酸导电染色，梯度酒精脱水，HCP-2型临界点干燥仪干燥，E-102型离子溅射仪镀金。Hitachi S-800扫描电镜观察。
, 百拇医药
结果和讨论
1.正常静纤毛排列规律
内毛细胞为1排，静纤毛呈弧形排列，约30～60根，靠近内柱细胞的毛细胞静纤毛最长，基底圈内毛细胞的静纤毛比外毛细胞的长，顶圈的则比外毛细胞的短。各圈外毛细胞一般有3排，在第1、2圈常观察到间断分布的4排外毛细胞(图1，4)。基底圈外毛细胞静纤毛呈W形排列，顶圈的则呈V形或丛状排列。外毛细胞静纤毛的长度由耳蜗轴向耳蜗侧壁、由蜗底到蜗顶逐渐变长，静纤毛的数目由蜗底到顶逐渐减少(图1，2)。外毛细胞和静纤毛常排列不规则，而且可见少数静纤毛自然缺失(图3)。内毛细胞和静纤毛一直排列到耳蜗顶盲端，毛细胞和静纤毛数目均不减少。而外毛细胞和静纤毛的数目在第4圈上半圈由第3排开始逐渐减少，外毛细胞分布到第4圈上半圈，不到耳蜗顶盲端。外毛细胞排列的不规则和静纤毛自然缺失[1]并非属于病理变化。因此，正确认识外毛细胞静纤毛的正常排列规律，才能正确评价噪声、药物等各种理化因素引起的毛细胞静纤毛改变。以免将正常变化规律范围内的静纤毛排列形态视为病变，造成误诊。
, 百拇医药
图1 正常耳蜗第1圈1排内毛细胞和4排外毛细胞的静纤毛 ×2000
Fig.1 Normal stereocilia of one row of the inner hair cells and four rows of the outer hair cells in the first turn of cohlea. ×2000
图2 正常耳蜗第3圈1排内毛细胞(IH)，3排外毛细胞(OH)，内柱细胞头板(IPH)，内沟细胞(inner sulcus cells, IC)和Hensen细胞(HC) ×1 700
Fig.2 One row of inner hairs (IH),three rows of outer hairs (OH),the head plates of inner pillar cells(IPH),inner sulcus cells (IC)and HENSEN CELLS (HC)in the third turn of normal cochlea. ×1 700
, 百拇医药
图3 第1圈第2排外毛细胞自然缺失(↓) ×3 000
Fig.3 Natural loss of the outer hair cell in the second row in the first turn of cochlea(↓) ×3 000
2.外毛细胞静纤毛束的转位
本研究观察正常和几种实验的254只豚鼠中，只有两只豚鼠耳蜗出现外毛细胞静纤毛的转位，由蜗底到蜗顶均可观察到，以第1排外毛细胞最多，第2、3排外毛细胞次之。静纤毛束的转位以不同程度分别向两侧旋转至180度，可见各种程度静纤毛束的转位(图4，5)。据Furness等[2]报道，23只正常豚鼠只有11只豚鼠有外毛细胞转位，顾之平[3]报道6只白色豚鼠中有3只有外毛细胞静纤毛转位。本研究观察的外毛细胞静纤毛转位发生率低，杂色和白色豚鼠均能看到，支持Furness等报道的皮肤色素与静纤毛转位之间没有差异。本研究观察噪声刺激实验的183只豚鼠中，均未见到外毛细胞静纤毛的转位，可以证明外毛细胞静纤毛的转位与噪声刺激无关。虽然1只杂色豚鼠注射奈替米星28d后观察到外毛细胞静纤毛转位，但不能排除豚鼠原本就存在外毛细胞静纤毛转位的可能，也不能确定与耳毒性药物有无关系。虽然只有1只白色豚鼠右耳进行人工外淋巴灌注2h后，观察到外毛细胞静纤毛转位，但是左耳未进行人工外淋巴灌注作为正常对照，也观察到外毛细胞静纤毛的转位，这说明外毛细胞静纤毛转位与动物的遗传变异有关，与人工外淋巴灌注无直接关系。本研究的结果支持顾之平和Wenngren等[4]关于静纤毛变异是由于遗传变异引起的观点。
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图4 耳蜗第1圈1排内毛细胞，4排外毛细胞，第1排外毛细胞静纤毛转位(↑)，第2排有1个外毛细胞有1束副毛(↑) ×1 200
Fig.4 One row of inner hair cells and four rows of outer hairs in the first turn,rotated stereocilia(↑)of outer hair cells in the first turn and a gundle of extra stereocilia(↑)of a outer hair cell in the second turn of cochlea/. ×1 200
图5 第3圈第1排外毛细胞静纤毛不同程度的转位(↑) ×1 700
Fig.5 The varied rotation(↑)of outer hair cell stereocilia of the first row in the third turn of cochlea. ×1 700
, 百拇医药
3.外毛细胞静纤毛副毛与列外内毛细胞
254只豚鼠中只观察到1只耳蜗第2排1个外毛细胞上长有两束静纤毛，位于正常静纤毛束W型的外侧，长短和形态同正常静纤毛一样。我们把这小的额外一束静纤毛称为“副毛”。由于副毛的出现，这个毛细胞正常静纤毛束的W型开角变宽趋向弧型，但正常静纤毛阶梯状排列并未改变(图4，6)。254只豚鼠中也仅见1只耳蜗有1个列外的内毛细胞，列外的内毛细胞位于内沟细胞侧，紧靠正常的内毛细胞，内指细胞的指突向内沟细胞侧内移，内指细胞的位置被列外的内毛细胞占据，列外内毛细胞的静纤毛排列不规律(图7)。本研究观察的254只豚鼠只有1只耳蜗见到外毛细胞静纤毛副毛，而且这只耳蜗伴有广泛的外毛细胞静纤毛转位，可能是极为少见的静纤毛遗传变异。列外内毛细胞在豚鼠也很少见，只在1只耳蜗中观察到。外毛细胞静纤毛副毛和列外的内毛细胞发生率极低，对听力的影响可能不大。
, http://www.100md.com 图6 第1圈第2排有1个外毛细胞可见1束副毛(↑) ×6 000
Fig.6 A bundle of exra stereocilia(↑)of the second row in the first turn of cochlea. ×6 000
图7 第1圈靠内沟细胞侧一束列外的内毛细胞静纤毛(↑) ×3 500
Fig.7 A bundle of extra stereocilia(↑)of inner hair cell near to inner sulcus cells in the first turn of cochlea ×3 500■
作者简介：孙建和(1951—)，男，河南鄢陵县人，主任技师
, http://www.100md.com
参考文献：
[1]孙建和，郗昕，姜泗长.豚鼠耳蜗毛细胞的定量观察.中国体视学与图像分析，1996，1(1～2):68～70.
[2]Furness DN, Hackney CM, Hynd AN. Ralated stereociliary bundles and their ralationship with the tectorial membrane in the guinea pig cochlea. Acta Otolaryngol, 1990,109(1-2):66-75.
[3]顾之平，Goodwin J.豚鼠耳蜗毛细胞静纤毛束变异.中华耳鼻咽喉科杂志，1993，28(2)：82～83.
[4]Wenngren BI, Anniko M. Aberrant frequency tunning and early sterociliary derangement in genetic inner ear disease. Acta Otolarygol, 1990,109(1-2):202-212.
收稿日期：1998-08-07
修回日期：1999-03-30, 百拇医药
单位：孙建和 姜泗长 方耀云(解放军总医院耳鼻咽喉科)；朱光明 张曙光(电镜室，北京 100853)
关键词：毛细胞；静纤毛；变异；扫描电镜；豚鼠
解剖学报000123 摘 要：目的 了解耳蜗毛细胞正常和变异静纤毛的形态特征。 方法 用扫描电镜观察了254只豚鼠的耳蜗。 结果 豚鼠耳蜗毛细胞静纤毛正常和几种变异的形态特征为：1.外毛细胞静纤毛排列不规则及静纤毛的自然缺失；2.外毛细胞静纤毛束转位；3.外毛细胞静纤毛副毛与列外内毛细胞。 结论 外毛细胞静纤毛排列不规则和静纤毛的自然缺失不是病理变化。外毛细胞静纤毛束转位，静纤毛副毛与列外内毛细胞是遗传变异引起的。
分类号：Q954.5 文献标识码：A
文章编号：0529-1356(2000)01-92
, http://www.100md.com
SCANNING ELECTRON MICROSCOPIC OBSERVATION OF THE
STEREOCILIA IN GUINEA PIG COCHLEA
SUN Jian-he
(Department of Otorhinolaryngology)
JIANG Si-chang
(Department of Otorhinolaryngology)
FANG Yao-yun
(Department of Otorhinolaryngology)
, http://www.100md.com
ZHU Guang-ming
(Department of Electron Microscopy, PLA General Hospital, Beijing 100853,China)
ZHANG Shu-guang
(Department of Electron Microscopy, PLA General Hospital, Beijing 100853,China)
Abstrac：Objective To observe the morphological features of the normal and anomalous stereocilia of cochlea hair cells. Methods The cochleas from 254 guinea pigs were observed under scanning electron microscope. Results There are several features of hair cell stereocilia with either normal or anomalous morphologies, including 1.irregular arrangement and natural loss of stereociliary bundles of outer hair cells; 2.rotation of stereociliary bundles of outer hair cell; 3.extra stereocilia on outer hair cell and extra inner hair cell. Conclusions The irregular arrangement and natural loss of stereociliary bundles of the outer hair cells are not pathological changes. The rotation of stereociliary bundles and extra stereocilia on the outer hair cell as well as the extra inner hair cell are induced by genetic variation.
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Key words：Hair cell; Stereocilia; Variation; Scanning electron microscopy; Guinea pig▲
哺乳动物耳蜗毛细胞静纤毛的排列方式报道甚多。但是，有关耳蜗毛细胞静纤毛的排列规律和变异的报道较少。甚至有时把正常毛细胞静纤毛不规则排列和变异视为病理变化。为加深对耳蜗毛细胞静纤毛不规则排列、变异和病理变化的认识，本研究就过去10多年以扫描电镜观察的254只豚鼠耳蜗毛细胞静纤毛的几种特征报道如下。
材料和方法
正常对照豚鼠28只，受噪声刺激者183只，给予耳毒性药物(奈替米星)实验者20只，给予负压和超压者6只，受次声者17只。快速断头处死豚鼠，取出双侧颞骨，挑破圆窗膜，取出镫骨，打开卵圆窗，用针在耳蜗尖挑一小孔，用2.5%戊二醛做蜗管内灌注固定，随后置冰箱连续固定8h。0.1mol/L磷酸缓冲液漂洗后，1%四氧化锇固定2h。然后在0.1mol/L磷酸缓冲液中去除耳蜗骨壳，去除螺旋韧带、前庭膜，充分暴露Corti器。单宁酸导电染色，梯度酒精脱水，HCP-2型临界点干燥仪干燥，E-102型离子溅射仪镀金。Hitachi S-800扫描电镜观察。
, 百拇医药
结果和讨论
1.正常静纤毛排列规律
内毛细胞为1排，静纤毛呈弧形排列，约30～60根，靠近内柱细胞的毛细胞静纤毛最长，基底圈内毛细胞的静纤毛比外毛细胞的长，顶圈的则比外毛细胞的短。各圈外毛细胞一般有3排，在第1、2圈常观察到间断分布的4排外毛细胞(图1，4)。基底圈外毛细胞静纤毛呈W形排列，顶圈的则呈V形或丛状排列。外毛细胞静纤毛的长度由耳蜗轴向耳蜗侧壁、由蜗底到蜗顶逐渐变长，静纤毛的数目由蜗底到顶逐渐减少(图1，2)。外毛细胞和静纤毛常排列不规则，而且可见少数静纤毛自然缺失(图3)。内毛细胞和静纤毛一直排列到耳蜗顶盲端，毛细胞和静纤毛数目均不减少。而外毛细胞和静纤毛的数目在第4圈上半圈由第3排开始逐渐减少，外毛细胞分布到第4圈上半圈，不到耳蜗顶盲端。外毛细胞排列的不规则和静纤毛自然缺失[1]并非属于病理变化。因此，正确认识外毛细胞静纤毛的正常排列规律，才能正确评价噪声、药物等各种理化因素引起的毛细胞静纤毛改变。以免将正常变化规律范围内的静纤毛排列形态视为病变，造成误诊。
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图1 正常耳蜗第1圈1排内毛细胞和4排外毛细胞的静纤毛 ×2000
Fig.1 Normal stereocilia of one row of the inner hair cells and four rows of the outer hair cells in the first turn of cohlea. ×2000
图2 正常耳蜗第3圈1排内毛细胞(IH)，3排外毛细胞(OH)，内柱细胞头板(IPH)，内沟细胞(inner sulcus cells, IC)和Hensen细胞(HC) ×1 700
Fig.2 One row of inner hairs (IH),three rows of outer hairs (OH),the head plates of inner pillar cells(IPH),inner sulcus cells (IC)and HENSEN CELLS (HC)in the third turn of normal cochlea. ×1 700
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图3 第1圈第2排外毛细胞自然缺失(↓) ×3 000
Fig.3 Natural loss of the outer hair cell in the second row in the first turn of cochlea(↓) ×3 000
2.外毛细胞静纤毛束的转位
本研究观察正常和几种实验的254只豚鼠中，只有两只豚鼠耳蜗出现外毛细胞静纤毛的转位，由蜗底到蜗顶均可观察到，以第1排外毛细胞最多，第2、3排外毛细胞次之。静纤毛束的转位以不同程度分别向两侧旋转至180度，可见各种程度静纤毛束的转位(图4，5)。据Furness等[2]报道，23只正常豚鼠只有11只豚鼠有外毛细胞转位，顾之平[3]报道6只白色豚鼠中有3只有外毛细胞静纤毛转位。本研究观察的外毛细胞静纤毛转位发生率低，杂色和白色豚鼠均能看到，支持Furness等报道的皮肤色素与静纤毛转位之间没有差异。本研究观察噪声刺激实验的183只豚鼠中，均未见到外毛细胞静纤毛的转位，可以证明外毛细胞静纤毛的转位与噪声刺激无关。虽然1只杂色豚鼠注射奈替米星28d后观察到外毛细胞静纤毛转位，但不能排除豚鼠原本就存在外毛细胞静纤毛转位的可能，也不能确定与耳毒性药物有无关系。虽然只有1只白色豚鼠右耳进行人工外淋巴灌注2h后，观察到外毛细胞静纤毛转位，但是左耳未进行人工外淋巴灌注作为正常对照，也观察到外毛细胞静纤毛的转位，这说明外毛细胞静纤毛转位与动物的遗传变异有关，与人工外淋巴灌注无直接关系。本研究的结果支持顾之平和Wenngren等[4]关于静纤毛变异是由于遗传变异引起的观点。
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图4 耳蜗第1圈1排内毛细胞，4排外毛细胞，第1排外毛细胞静纤毛转位(↑)，第2排有1个外毛细胞有1束副毛(↑) ×1 200
Fig.4 One row of inner hair cells and four rows of outer hairs in the first turn,rotated stereocilia(↑)of outer hair cells in the first turn and a gundle of extra stereocilia(↑)of a outer hair cell in the second turn of cochlea/. ×1 200
图5 第3圈第1排外毛细胞静纤毛不同程度的转位(↑) ×1 700
Fig.5 The varied rotation(↑)of outer hair cell stereocilia of the first row in the third turn of cochlea. ×1 700
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3.外毛细胞静纤毛副毛与列外内毛细胞
254只豚鼠中只观察到1只耳蜗第2排1个外毛细胞上长有两束静纤毛，位于正常静纤毛束W型的外侧，长短和形态同正常静纤毛一样。我们把这小的额外一束静纤毛称为“副毛”。由于副毛的出现，这个毛细胞正常静纤毛束的W型开角变宽趋向弧型，但正常静纤毛阶梯状排列并未改变(图4，6)。254只豚鼠中也仅见1只耳蜗有1个列外的内毛细胞，列外的内毛细胞位于内沟细胞侧，紧靠正常的内毛细胞，内指细胞的指突向内沟细胞侧内移，内指细胞的位置被列外的内毛细胞占据，列外内毛细胞的静纤毛排列不规律(图7)。本研究观察的254只豚鼠只有1只耳蜗见到外毛细胞静纤毛副毛，而且这只耳蜗伴有广泛的外毛细胞静纤毛转位，可能是极为少见的静纤毛遗传变异。列外内毛细胞在豚鼠也很少见，只在1只耳蜗中观察到。外毛细胞静纤毛副毛和列外的内毛细胞发生率极低，对听力的影响可能不大。
, http://www.100md.com 图6 第1圈第2排有1个外毛细胞可见1束副毛(↑) ×6 000
Fig.6 A bundle of exra stereocilia(↑)of the second row in the first turn of cochlea. ×6 000
图7 第1圈靠内沟细胞侧一束列外的内毛细胞静纤毛(↑) ×3 500
Fig.7 A bundle of extra stereocilia(↑)of inner hair cell near to inner sulcus cells in the first turn of cochlea ×3 500■
作者简介：孙建和(1951—)，男，河南鄢陵县人，主任技师
, http://www.100md.com
参考文献：
[1]孙建和，郗昕，姜泗长.豚鼠耳蜗毛细胞的定量观察.中国体视学与图像分析，1996，1(1～2):68～70.
[2]Furness DN, Hackney CM, Hynd AN. Ralated stereociliary bundles and their ralationship with the tectorial membrane in the guinea pig cochlea. Acta Otolaryngol, 1990,109(1-2):66-75.
[3]顾之平，Goodwin J.豚鼠耳蜗毛细胞静纤毛束变异.中华耳鼻咽喉科杂志，1993，28(2)：82～83.
[4]Wenngren BI, Anniko M. Aberrant frequency tunning and early sterociliary derangement in genetic inner ear disease. Acta Otolarygol, 1990,109(1-2):202-212.
收稿日期：1998-08-07
修回日期：1999-03-30, 百拇医药