姚德冬,柴毅,王毅,郭坤,黃俊 (長(zhǎng)江大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院,湖北荊州434025)
血細(xì)胞是魚(yú)類機(jī)體免疫的重要組成部分,對(duì)維持魚(yú)類機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定有重要作用,其部分參數(shù)可反映魚(yú)類的健康狀況[1]。國(guó)內(nèi)外有很多關(guān)于魚(yú)類血細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的研究[2~9]。
中華鱘 (Acipenser sinensis)隸屬鱘形目 (Acipenseriformes)鱘科 (Acipenseridae)鱘屬 (Acipenser),主要分布在長(zhǎng)江流域,是典型的溯河洄游魚(yú)類。由于過(guò)度捕撈、葛洲壩等水利工程建設(shè)、江上作業(yè)和水域污染等原因,中華鱘野生種群數(shù)量急劇下降,1988年中華鱘被列為國(guó)家一級(jí)保護(hù)動(dòng)物[10]。目前有關(guān)中華鱘的研究報(bào)道主要集中在人工繁殖、行為學(xué)、生理生化等方面的研究[11~13],但是專門對(duì)中華鱘外周血細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的研究比較少。本研究對(duì)中華鱘血細(xì)胞的顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察,旨在為中華鱘血液學(xué)、疾病診斷的研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
選取4尾養(yǎng)殖中華鱘進(jìn)行血液樣品采集。實(shí)驗(yàn)魚(yú)健康狀況良好,均為雌性,體長(zhǎng)162~182cm,體重20.7~36.7kg。
1.2.1 采血方法
用帆布擔(dān)架撈取實(shí)驗(yàn)魚(yú)后,腹部朝上,鰓部供水。擦去臀鰭后的水分,用5mL 一次性注射器自尾鰭基部下方的尾靜脈抽取靜脈血2mL,迅速將血液注入附有EDTA-K2的抗凝管中,顛倒180度5~8次混勻后,放入4℃冷藏箱中,帶回實(shí)驗(yàn)室待測(cè)。
1.2.2 紅細(xì)胞密度統(tǒng)計(jì)
按林浩然[14]的方法進(jìn)行。
1.2.3 白細(xì)胞分類計(jì)數(shù)和各類血細(xì)胞大小測(cè)量
抗凝血在干凈載玻片上涂片,晾干,用瑞氏-吉姆薩染液聯(lián)合染色。在Leica顯微鏡油鏡下進(jìn)行血細(xì)胞觀察、測(cè)量細(xì)胞大小,用南京倍寧醫(yī)學(xué)病理成像系統(tǒng)進(jìn)行觀察、拍照。每尾實(shí)驗(yàn)魚(yú)制作2張血涂片,每張涂片上計(jì)數(shù)200個(gè)白細(xì)胞,對(duì)1600個(gè)白細(xì)胞進(jìn)行分類計(jì)數(shù)。在測(cè)量細(xì)胞大小時(shí),除數(shù)量極少的嗜酸性粒細(xì)胞外,其余各種血細(xì)胞大小取50次測(cè)量平均值。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel軟件進(jìn)行處理,結(jié)果均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差 (Mean±SD)表示;照片用Photoshop 7.0進(jìn)行處理,同比例縮放圖像和標(biāo)尺。
通過(guò)顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn),中華鱘血涂片中紅細(xì)胞的數(shù)量最多,白細(xì)胞數(shù)量較少且單個(gè)或少數(shù)幾個(gè)聚集分散在紅細(xì)胞之間。白細(xì)胞包括淋巴細(xì)胞、血栓細(xì)胞、單核細(xì)胞、嗜中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞,未觀察到嗜堿性粒細(xì)胞。
2.1.1 紅細(xì)胞 (erythrocyte)
紅細(xì)胞呈橢圓或卵圓形,表面光滑;細(xì)胞核形狀與細(xì)胞形狀相似,位于細(xì)胞中央,少數(shù)略偏位,細(xì)胞質(zhì)豐富。細(xì)胞核內(nèi)染色質(zhì)疏松,被染成紫紅色,無(wú)核仁,細(xì)胞質(zhì)被染成粉紅色。部分血涂片染色過(guò)程中環(huán)境偏堿性,細(xì)胞呈灰藍(lán)色。此外,還觀察到紅細(xì)胞裂解后形成的 “核影”,被染成粉紅色 (圖1(a))。
2.1.2 淋巴細(xì)胞 (lymphocyte)
淋巴細(xì)胞呈圓形、橢圓形或不規(guī)則形,占據(jù)多半細(xì)胞空間。細(xì)胞質(zhì)較少,有的呈一薄層包裹細(xì)胞核,有的向外伸出形成明顯的偽足突起 (圖1 (b)),有的不可見(jiàn),細(xì)胞近似裸核 (圖1 (b))。細(xì)胞核內(nèi)染色質(zhì)致密呈塊狀,被染成深紫色,細(xì)胞質(zhì)被染成淺藍(lán)色。
2.1.3 血栓細(xì)胞 (thrombocyte)
血栓細(xì)胞呈長(zhǎng)桿形 (圖1 (c)、(d)、(e))、圓形 (圖1 (c))或橢圓形,表面光滑。細(xì)胞核呈長(zhǎng)桿形、橢圓形或腎形等,位于細(xì)胞中央,少數(shù)偏位,細(xì)胞質(zhì)較少,僅一薄層包裹細(xì)胞核;細(xì)胞核內(nèi)染色質(zhì)致密,被染成紫紅色,細(xì)胞質(zhì)染色較淡,呈粉紅色,血栓細(xì)胞在血涂片中常見(jiàn)到單個(gè)或數(shù)個(gè)聚集在一起出現(xiàn)(圖1 (d))。
2.1.4 單核細(xì)胞 (monocyte)
單核細(xì)胞呈橢圓形、圓形或不規(guī)則形。細(xì)胞核形狀多種多樣,包括圓形、橢圓形、腎形或馬蹄形等,常偏于細(xì)胞一側(cè),細(xì)胞質(zhì)較豐富;細(xì)胞核內(nèi)染色質(zhì)疏松,被染成紫紅色,無(wú)核仁,細(xì)胞質(zhì)被染成灰藍(lán)色,染色不均勻且含有空泡 (圖1 (e)、(f))。在顯微鏡下,單核細(xì)胞和淋巴細(xì)胞有時(shí)難以區(qū)分,前者染色質(zhì)疏松不勻,細(xì)胞質(zhì)染色灰藍(lán)色,朦朧模糊,而后者染色質(zhì)致密呈塊,染色質(zhì)淺藍(lán)色,清晰透明(圖1 (f))。
2.1.5 嗜中性粒細(xì)胞 (neutrophil)
嗜中性粒細(xì)胞呈圓形、卵圓形 (圖1 (g))或不規(guī)則形 (圖1 (h))等,細(xì)胞核為腎形、馬蹄形或分葉形等,常偏于細(xì)胞一側(cè)與細(xì)胞膜相切,細(xì)胞質(zhì)豐富。細(xì)胞核內(nèi)染色質(zhì)疏松,被染成紫紅色,無(wú)核仁,細(xì)胞質(zhì)染色較淺,呈淡粉紅色,有的甚至是無(wú)色。
2.1.6 嗜酸性粒細(xì)胞 (eosinophil)
嗜酸性粒細(xì)胞呈圓形或卵圓形,細(xì)胞核為腎形或分葉形等,常偏于細(xì)胞一側(cè),細(xì)胞質(zhì)豐富。細(xì)胞核內(nèi)染色質(zhì)致密,被染成紫紅色,細(xì)胞質(zhì)中充滿了均勻飽滿的嗜酸性顆粒,被染成橘紅色。在血涂片中偶爾見(jiàn)到,數(shù)量極少。
圖1 中華鱘外周血細(xì)胞的顯微結(jié)構(gòu)
中華鱘白細(xì)胞分類計(jì)數(shù)和各類血細(xì)胞大小測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。從表1中可以看出,在細(xì)胞數(shù)量上,中華鱘白細(xì)胞中以血栓細(xì)胞數(shù)量最多,占白細(xì)胞總數(shù)48.56%;其次是淋巴細(xì)胞,占白細(xì)胞總數(shù)32.44%;嗜中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞分別占10.25%和8.38%;嗜酸性粒細(xì)胞數(shù)量最少,僅占白細(xì)胞總數(shù)0.37%,極為少見(jiàn)。在細(xì)胞大小上,中華鱘白細(xì)胞中嗜中性粒細(xì)胞的體積最大,其細(xì)胞大小為 (20.29±1.62)μm× (16.07±2.89)μm;細(xì)胞核大小為 (16.32±1.54)μm× (12.34±2.27)μm;淋巴細(xì)胞的體積最小,其細(xì)胞大小為 (9.74±2.65)μm× (7.20±0.97)μm;細(xì)胞核大小為 (8.34±1.24)μm×(6.83±0.74)μm。紅細(xì)胞計(jì)數(shù)結(jié)果為 (4.82±0.15)×1011個(gè)/L。
表1 中華鱘各類血細(xì)胞大小和白細(xì)胞分類計(jì)數(shù)值
中華鱘外周血中紅細(xì)胞數(shù)量占大多數(shù),白細(xì)胞數(shù)量較少。林光華等[15]認(rèn)為淡水養(yǎng)殖魚(yú)類血液白細(xì)胞以淋巴細(xì)胞為主,但在中華鱘白細(xì)胞中,血栓細(xì)胞數(shù)量最多,這與美國(guó)紅魚(yú) (Sciaenops ocellatus)[16]、淡水石斑 (Cichlasoma managuense)[17]、軍曹魚(yú) (Rachycentron canadum)[2]、長(zhǎng)鰭裸頰鯛(Lethrinus erythropterus)[5]、切尾擬鲿 (Pseudobagrus truncatus)[4]、小點(diǎn)貓鯊 (Scyliorhinus canicula)[8]、澳洲黑鯛 (Acanthopagrus australis)[7]等相同。嗜酸性粒細(xì)胞最少,這與稀有白甲魚(yú) (Onychostoma rara)[6]、淡水石斑[17]、切尾擬鲿[4]等情況相似。粒細(xì)胞中,嗜中性粒細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞均存在,但并未發(fā)現(xiàn)嗜堿性粒細(xì)胞,這與稀有白甲魚(yú)[6]、淡水石斑[17]、華鯪 (Sinilabeo rendahli)[18]、切尾擬鲿[4]等結(jié)果一致;但美國(guó)紅魚(yú)[16]、犬牙韁蝦虎魚(yú) (Amoya caninus)[3]、斑點(diǎn)叉尾鮰 (Ietalurus punetaus)[19]、長(zhǎng)鰭裸頰鯛[5]的外周血液中均發(fā)現(xiàn)嗜堿性粒細(xì)胞。Watson等[20]認(rèn)為嗜堿性粒細(xì)胞在制片過(guò)程中極易解體,很難觀察到。林光華等[21]則發(fā)現(xiàn)草魚(yú) (Ctenopharyngodon idellus)嗜堿性粒細(xì)胞只在幼齡魚(yú)魚(yú)種出現(xiàn),在成年魚(yú)外周血液中沒(méi)有。周玉等[22]指出魚(yú)類白細(xì)胞分類存在種間差異。本研究中未發(fā)現(xiàn)嗜酸性粒細(xì)胞,可能是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中導(dǎo)致嗜堿性粒細(xì)胞解體,也可能是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)魚(yú)不是幼魚(yú),或者中華鱘血液中沒(méi)有嗜堿性粒細(xì)胞,具體原因需進(jìn)一步研究。
中華鱘的外周血液中發(fā)現(xiàn)了嗜酸性粒細(xì)胞,并未發(fā)現(xiàn)嗜堿性粒細(xì)胞,這與達(dá)氏鰉 (Huso dauricus)[23]、高 首 鱘 (Acipenser transmontanus)[19]研 究 結(jié) 果 一 致;但 是 在 史 氏 鱘 (Acipenser schrenckii)[24]研究中,發(fā)現(xiàn)其血細(xì)胞中有嗜堿性粒細(xì)胞,沒(méi)有嗜酸性粒細(xì)胞。中華鱘血細(xì)胞中,嗜中性粒細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞細(xì)胞體積較大,淋巴細(xì)胞和血栓細(xì)胞較小,與達(dá)氏鰉研究結(jié)果一致,但是中華鱘外周血細(xì)胞數(shù)量少于達(dá)氏鰉,中華鱘血細(xì)胞體積大于達(dá)氏鰉,這可能跟2種鱘魚(yú)的年齡、生活環(huán)境等有關(guān)。
本研究在白細(xì)胞分類計(jì)數(shù)時(shí)將血栓細(xì)胞歸為白細(xì)胞,而在達(dá)氏鰉[23]、史氏鱘[24]的研究中并未將血栓細(xì)胞歸為白細(xì)胞;作者在光鏡下發(fā)現(xiàn)中華鱘淋巴細(xì)胞大小、著色及形態(tài)特征均無(wú)明顯差異,將其歸為一類細(xì)胞;章龍珍等[24]也沒(méi)有對(duì)史氏鱘的淋巴細(xì)胞進(jìn)行分類,但是周玉等[23]通過(guò)電鏡對(duì)淋巴細(xì)胞內(nèi)的線粒體、粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核孔和核周隙的觀察,將達(dá)氏鰉的淋巴細(xì)胞分為大小2類。因此,中華鱘和達(dá)氏鰉、史氏鱘的白細(xì)胞分類計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果不便比較。
魚(yú)類白細(xì)胞分類仍然有很大爭(zhēng)議。在軍曹魚(yú)[2]、犬牙韁蝦虎魚(yú)[3]、切尾擬鲿[4]等魚(yú)類研究中,血栓細(xì)胞都?xì)w為白細(xì)胞一類;而林光華等[15]將鰱 (Hypophthalmichthys molitrix)、鳙 (Aristichthys nobilis)的血栓細(xì)胞劃分到白細(xì)胞系以外。除血栓細(xì)胞的歸屬,淋巴細(xì)胞的分類也不相同。很多學(xué)者[3~5]將淋巴細(xì)胞分成大小2類;Barber等[25]認(rèn)為淋巴細(xì)胞體積是連續(xù)變化的,不能用 “大”、 “小”來(lái)界定;Ellis[26]也認(rèn)為不同大小的淋巴細(xì)胞可能是同一種細(xì)胞的不同功能狀態(tài)。作者認(rèn)同周玉等的觀點(diǎn),對(duì)于魚(yú)類白細(xì)胞的分類應(yīng)采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),便于學(xué)術(shù)交流。
紅細(xì)胞是魚(yú)體內(nèi)運(yùn)輸氧氣的主要媒介。林浩然[27]指出魚(yú)類運(yùn)動(dòng)能力強(qiáng)弱與其紅細(xì)胞數(shù)量和大小有關(guān);楊嚴(yán)鷗等[28]也認(rèn)為紅細(xì)胞數(shù)量由大到小的順序與魚(yú)類運(yùn)動(dòng)水平由高到底的順序是一致的。中華鱘紅細(xì)胞與常見(jiàn)的白鰱、鳙、草魚(yú)、鯉魚(yú) (Cyprinus carpio)等鯉科魚(yú)類紅細(xì)胞相比,數(shù)量要少,體積要大,說(shuō)明中華鱘游泳能力比上述鯉科魚(yú)類要弱;這與蔡露[29]在研究4種鱘科魚(yú)類游泳能力時(shí)得出的結(jié)果一致。中華鱘的紅細(xì)胞特征可能是其適宜在水流速度較慢的水底生活,以一些行動(dòng)遲緩的底棲動(dòng)物為食的原因。
魚(yú)類血栓細(xì)胞具有凝血功能,淋巴細(xì)胞是魚(yú)類機(jī)體免疫的重要組成部分。中華鱘的白細(xì)胞是以血栓細(xì)胞和淋巴細(xì)胞為主體的系統(tǒng),兩者占白細(xì)胞總數(shù)的81%;這也可能與中華鱘是大型溯河洄游性魚(yú)類,在礫石底質(zhì)的江段產(chǎn)卵有關(guān)。遠(yuǎn)距離運(yùn)動(dòng)和產(chǎn)卵過(guò)程中容易受傷,白細(xì)胞以血栓細(xì)胞和淋巴細(xì)胞為主體的系統(tǒng),能夠使得中華鱘在受傷后快速凝血,并將侵入體內(nèi)的病原殺死,形成免疫保護(hù)。
[1]趙維信.魚(yú)類生理學(xué) [M].北京:高等教育出版社,1999.
[2]陳剛,周暉,張建東,等.軍曹魚(yú)血液指標(biāo)及血細(xì)胞發(fā)生的觀察 [J].水生生物學(xué)報(bào),2005,29 (5):564~570.
[3]葉寧,羅杰,曹伏君,等.犬牙韁蝦虎魚(yú)外周血細(xì)胞的顯微結(jié)構(gòu) [J].水產(chǎn)養(yǎng)殖,2013,34 (1):32~36.
[4]鄒遠(yuǎn)超,岳靜,岳興建,等.切尾擬鲿外周血細(xì)胞的顯微結(jié)構(gòu) [J].四川動(dòng)物,2014,33 (2):234~238.
[5]師尚麗,曹伏君,陳思,等.長(zhǎng)鰭裸頰鯛外周血細(xì)胞的顯微結(jié)構(gòu) [J].海洋漁業(yè),2014,36 (5):418~423.
[6]代應(yīng)貴,岳曉烔,尹邦一.瀕危魚(yú)類稀有白甲魚(yú)外周血細(xì)胞特征 [J].動(dòng)物學(xué)雜志,2014,49 (6):875~885.
[7]Roubal F R.Blood and other possible inflammatory cells in the sparid Acanthopagrus australis (Günther)[J].Fish Biology,1986,28:573~593.
[8]Parish N,Wrathmell A,Hart S,et al.The leucocytes of the elasmobranch Scyliorhinus canicula L-a morphological study [J].Fish Biology,1986,28:545~561.
[9]Fujimaki Y,Isoda M.Fine-structural study of leucocytes in the goldfish,Carassius auratus [J].Fish Biology,1990,36:821~831.
[10]常劍波,曹文宣.中華鱘物種保護(hù)的歷史與前景 [J].水生生物學(xué)報(bào),1999,23 (6):712~720.
[11]危起偉,李羅新,杜浩,等.中華鱘全人工繁殖技術(shù)研究 [J].中國(guó)水產(chǎn)科學(xué),2013,20 (1):1~11.
[12]張建明,郭柏福,高勇.中華鱘幼魚(yú)對(duì)慢性擁擠脅迫的生長(zhǎng)、攝食及行為反應(yīng) [J].中國(guó)水產(chǎn)科學(xué),2013,20 (3):592~598.
[13]劉濤,陳細(xì)華,李羅新,等.埋植雌二醇對(duì)養(yǎng)殖中華鱘雌性幼魚(yú)血清生理指標(biāo)的影響 [J].動(dòng)物學(xué)雜志,2012,47 (4):82~88.
[14]林浩然.魚(yú)類生理學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法 [M].廣州:廣東高等教育出版社,2006.
[15]林光華,張豐旺,洪一江,等.二齡鰱和鳙血液的比較研究 [J].水生生物學(xué)報(bào),1998,22 (1):9~16.
[16]陳剛,周暉,葉富良,等.美國(guó)紅魚(yú)血細(xì)胞觀察 [J].熱帶海洋學(xué)報(bào),2006,25 (2):59~65.
[17]顧曙余,杜寅,丁力,等.淡水石斑外周血細(xì)胞顯微結(jié)構(gòu)觀察 [J].動(dòng)物學(xué)雜志,2007,42 (6):115~119.
[18]趙海鵬,趙海濤,金麗,等.華鯪外周血細(xì)胞顯微結(jié)構(gòu)觀察 [J].水產(chǎn)科學(xué),2005,24 (6):24~27.
[19]Zinkl J G,Cox W T,Kono C S.Morphology and Cytochemistry of Leucocytes and Thrombocytes of Six Species of Fish [J].Comparative Haematology International,1991,1:187~195.
[20]Watson L J,Shechmeister I L,Jackson L L.The Hematology of Gdldfish,Carassius auratus [J].Cytologia,1962,28:118~130.
[21]林光華,張豐旺,翁世聰.草魚(yú)血液的研究 [J].動(dòng)物學(xué)報(bào),1985,31 (4):336~343.
[22]周玉,郭文場(chǎng),楊振國(guó),等.魚(yú)類血液學(xué)指標(biāo)研究的進(jìn)展 [J].上海水產(chǎn)大學(xué)學(xué)報(bào),2001,10 (2):163~165.
[23]周玉,潘風(fēng)光,李巖松,等.達(dá)氏鰉外周血細(xì)胞的形態(tài)學(xué)研究 [J].中國(guó)水產(chǎn)科學(xué),2006,13 (3):480~484.
[24]章龍珍,莊平,張濤,等.人工養(yǎng)殖不同年齡史氏鱘的血液學(xué)參數(shù) [J].水產(chǎn)學(xué)報(bào),2006,30 (1):36~41.
[25]Barber D L,Millis Westermann J E,White M G.The blood cells of the antarcitic icefish Chaenocephalus aceratus Lonnberg:light and electron microscopic abservations[J].Fish Biology,1981,19:11~28.
[26]Ellis A E.The leucocytes of fish:a review [J].Fish Biology,1977:453~491.
[27]林浩然.魚(yú)類生理學(xué) [M].廣州:廣東高等教育出版社,1999.
[28]楊嚴(yán)鷗,余文斌,姚峰,等.5 種鯉科魚(yú)類血細(xì)胞數(shù)量、大小及血清生化成分的比較 [J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào) (自科版)農(nóng)學(xué)卷,2006,3 (2):159~160.
[29]蔡露.四種鱘科魚(yú)類幼魚(yú)游泳特性研究與評(píng)價(jià) [D].宜昌:三峽大學(xué),2014.