胎儿及早期婴儿鼻中隔软骨的细胞与细胞外基质奥秘:为儿童面部重建指引新方向

【字体: 时间:2025年03月09日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为改善儿童面部重建,研究人员对胎儿和 2 岁内婴儿鼻中隔软骨(NSC)研究,发现其前 2/3 代谢活性高,意义重大。

  在儿童的成长过程中,面部的正常发育至关重要。然而,一些孩子可能会因为先天性的面部畸形,比如唇腭裂,又或者是后天的外伤,导致面部外观受损,甚至影响到呼吸等正常生理功能。在这些问题中,鼻中隔软骨(Nasal Septal Cartilage,NSC)的发育和状况起着关键作用。早期修复鼻中隔畸形,不仅关乎孩子面部的正常生长,能让他们拥有正常的面容,还对牙齿的正常咬合以及减少儿童时期呼吸道感染的风险有着重要意义。
但令人头疼的是,鼻中隔的发育会对面部结构的生长产生影响。目前,关于不同年龄阶段 NSC 的细胞分布和代谢活动情况,人们了解得还很少。而且,虽然知道 NSC 对脸部发育意义重大,但在孩子成长早期,对其进行手术干预可能会干扰正常的面部生长,这让医生们在面对需要手术的患儿时犹豫不决。如果能清楚地知道 NSC 在不同年龄段的特点,就能帮助医生确定在哪个区域进行手术,对孩子面部发育的风险最小,从而提高儿童面部重建手术的安全性和有效性。

为了解开这些谜团,来自巴西圣保罗大学里贝朗普雷图医学院以及巴西塞阿拉联邦大学医学院骨关节炎研究实验室的研究人员 Rodolfo Borsaro、Guilherme Ferreira Maciel da Silva 等人展开了深入研究。他们的研究成果发表在了《Scientific Reports》上。

研究人员为了深入了解 NSC 的奥秘,采用了一系列专业的技术方法。他们从胎儿和 2 岁以内的婴儿尸体上获取 NSC 标本(这些标本均在获得法定监护人签署的知情同意后采集,并且研究方案经过了伦理审查委员会的批准),将其固定在 10% 缓冲福尔马林溶液中,然后进行石蜡包埋,切成 5μm 的薄片。通过苏木精 - 伊红(HE)染色和番红 O 染色,在光学显微镜下观察分析。他们还将切片数字化,沿着前后轴和上下轴划分为 9 个区域,分别计算细胞密度、同源细胞群数量,并对硫酸化糖胺聚糖(sGAG)的产生进行半定量评估。最后,运用统计学方法对数据进行分析处理。

研究结果


  1. 人口统计学数据:研究期间,研究人员接触到 34 具 2 岁以下儿童尸体,但由于家属拒绝签署知情同意书或胎儿浸软等原因,最终只收集到 12 例 NSC 样本,其中胎儿 5 例、新生儿 4 例、早期婴儿 3 例。样本中男性 7 例,女性 5 例,中位年龄 0 天 12 小时,样本采集时间平均为 19.9(± 11.4)小时1
  2. 细胞成分:在胎儿样本中,NSC 前中部区域的细胞密度显著高于后部区域;新生儿组同样如此,且前中部联合区域的细胞密度明显高于后部;婴儿组虽然后部细胞密度有降低趋势,但未达统计学意义。在上下轴方向上,各年龄组不同区域的细胞密度均无显著差异234
  3. 同源细胞群:研究发现,无论哪个年龄组,NSC 前中部区域的同源细胞群数量都显著高于后部区域。而且,婴儿组前中部的同源细胞群数量比胎儿和新生儿组更多,胎儿组的又比新生儿组多56
  4. 硫酸化糖胺聚糖(sGAG)产生:对细胞外基质番红 O 染色的半定量评估显示,虽然 NSC 前中部区域的番红 O 染色有随个体成长而增加的趋势,但各年龄组不同区域之间的差异均未达统计学意义。在高倍镜下,可以看到细胞周围有染色较深的区域,这表明存在新合成的 sGAG78

研究结论与讨论


这项研究首次揭示了胎儿、新生儿和早期婴儿 NSC 不同区域的软骨细胞分布和 sGAG 含量情况。研究发现,该年龄段的 NSC 细胞分布呈现出一定规律,沿前后轴方向,胎儿和新生儿样本的细胞密度显著降低,婴儿组也有类似趋势;而沿上下轴方向,细胞密度无明显变化。同时,NSC 前 2/3 区域的代谢活性更高,表现为同源细胞群数量更多,且 sGAG 产生也有增加趋势。这意味着在这个年龄段,NSC 的前 2/3 区域细胞分裂等代谢活动更为活跃。

基于这些结果,研究人员提出,在进行鼻中隔手术时,应尽量保留前 2/3 区域,因为这部分对鼻中隔的发育至关重要。而后部区域细胞密度较低,同源细胞群数量少,即使在年幼个体中进行切除,对鼻中隔发育的潜在影响可能较小。此外,前 2/3 区域较高的增殖率可能意味着其具有更强的愈合能力,对这一区域的保护有助于术后恢复。

不过,目前的研究也存在一定的局限性。例如,研究仅针对 2 岁以内的个体,对于 2 岁以上直至青少年阶段的 NSC 细胞组成和生物学活性,还需要进一步研究。而且,性别因素对儿童和青少年鼻软骨代谢的影响也尚不明确,有待后续探索。

总的来说,这项研究为儿童面部重建和鼻中隔手术提供了重要的理论依据,让医生在面对相关手术时,有了更科学的参考,有望降低手术对儿童面部发育的不良影响,提高手术效果,为孩子们的健康成长保驾护航。
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