羅小春,梅景良,王全溪,鄧紅玉,溫亞萍
(福建農(nóng)林大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院,福建 福州 350002)
黑色素巨噬細(xì)胞中心(melano-macrophage centers,MMCs)又稱為巨噬細(xì)胞聚集體(macrophage aggregates)或黑色素巨噬細(xì)胞聚集體(melanoma- crophage aggregations),是含色素細(xì)胞的不連續(xù)聚集,主要存在于硬骨魚的造血組織和肝組織中[1–2]。黑色素巨噬細(xì)胞中心含有的不同色素,如鐵血黃素、黑色素、脂褐質(zhì)(或蠟樣色素)等,經(jīng)蘇木精–伊紅染色后可呈現(xiàn)金黃色、棕色、黑色等不同顏色[3–4]。這些特征性的色素使得MMCs 易于與其他細(xì)胞聚集體相區(qū)別[1]。MMCs 所含的各種色素可以通過普魯士藍染色法等組織化學(xué)染色進行鑒別[5–6]。國外關(guān)于黑色素巨噬細(xì)胞中心的來源、結(jié)構(gòu)、功能和分布等方面的研究已有較多報道[7–12],國內(nèi)這方面的報道相對較少[13–14]。鑒于目前國內(nèi)尚無有關(guān)歐鰻黑色素巨噬細(xì)胞中心方面的研究報道,筆者對歐鰻脾臟、腎臟黑色素巨噬細(xì)胞中心的組織化學(xué)和形態(tài)學(xué)進行了探討,現(xiàn)將結(jié)果報道如下。
歐鰻于2014年4月購自福州某歐鰻養(yǎng)殖場,雌雄兼有,其體表健康無病,個體大小接近,體重為(452.50±44.36)g,體長為( 52.80±3.19) cm。
迅速解剖歐鰻,取出脾臟、體腎組織,在相同部位取小塊組織,用多聚甲醛固定液固定24 h 后,用流水沖洗1 d,逐級乙醇脫水,二甲苯透明,石蠟包埋,切成厚5 μm 的片。分別進行HE 染色(蘇木精–伊紅染色)、Perls 法染色(普魯士藍染色,核固紅法)、Long Ziehl–Neelsen 法染色、Masson–Fontana法染色,干燥后用中性樹膠封片,Motic BA210 數(shù)碼顯微鏡進行觀察。同時取小塊脾臟組織參照文獻[13]中的方法制作電鏡切片,用JEM–1010 透射電鏡觀察并拍照。
歐鰻脾臟表面覆蓋著一層極薄的纖維結(jié)締組織性被膜,被膜向脾實質(zhì)內(nèi)延伸,形成的脾小梁不明顯。脾髓中紅髓、白髓相混合,二者間無明顯分界。白髓主要由密集的淋巴細(xì)胞聚集而成,未見脾小結(jié)、動脈周圍淋巴鞘。紅髓由脾索和脾竇構(gòu)成,歐鰻脾索不發(fā)達,基本不形成條索狀。
經(jīng)HE染色后,脾臟組織中聚集成團的MMCs呈棕黃色或淡黃色,其中散在分布一些棕褐色斑塊。MMCs大小不一,形狀為圓形、橢圓形或不規(guī)則形,常位于血管周圍,也有少數(shù)分布于紅髓(圖1–A)??梢姴糠諱MCs直接與血管內(nèi)皮細(xì)胞相聯(lián)系。MMCs周圍未見扁平細(xì)胞層包裹。高倍鏡下可見MMCs包含有衰老退化的細(xì)胞和細(xì)胞碎片,其中的細(xì)胞有的是結(jié)構(gòu)較為完整的紅細(xì)胞或淋巴細(xì)胞,有的細(xì)胞的結(jié)構(gòu)則模糊不清。在高倍鏡下尚可見MMCs中分布有黑色或褐色的斑塊狀物質(zhì)。這些斑塊狀物質(zhì)密度不同,有些比較厚密,有些則比較稀薄透亮。
用Perls法染色后,脾臟組織中的MMCs有的可見大量的藍色斑塊、黑色斑塊和較少量的黃褐色斑塊,有的則以黑色斑塊和黃褐色斑塊為主,藍色斑塊少見。脾臟組織中尚可見大量散在分布的單個黑色素巨噬細(xì)胞,絕大多數(shù)呈藍色,極個別為黃褐色(圖1–B)。
經(jīng)Long Ziehl–Neelsen法染色后,MMCs的顏色主要呈褐色或棕褐色,脾臟組織其他基質(zhì)細(xì)胞的細(xì)胞核大多呈藍色,細(xì)胞質(zhì)呈淡藍色(圖1–C)。此外,脾臟組織可見個別單個黑色素巨噬細(xì)胞,高倍鏡下呈現(xiàn)為一到兩塊棕褐色斑塊。
經(jīng)Masson–Fontana法染色后,MMCs呈大小不一的黑色斑塊,有的連續(xù)分布,有的彌散分布;脾臟組織的其他細(xì)胞則被染成為紅色(圖1–D)。高倍鏡下可見散在分布的黑色素巨噬細(xì)胞呈現(xiàn)為大小不同的黑色斑塊。
歐鰻體腎主要由腎單位和擬淋巴組織構(gòu)成。腎單位由腎小體和腎小管組成;擬淋巴組織分布于腎單位間,主要由淋巴細(xì)胞和粒細(xì)胞構(gòu)成。
體腎組織中MMCs的形狀主要為圓形或橢圓形,HE染色后呈棕褐色(圖1–E)。MMCs大小不一,其周圍一般無扁平細(xì)胞層包裹,極少數(shù)情況下可見被扁平細(xì)胞層部分包裹。MMCs主要分布在腎臟擬淋巴組織之間。腎臟邊緣面積較大的擬淋巴組織中MMCs分布尤為密集,但體積相對較小。高倍鏡下可見MMCs含有大量的色素斑塊沉著和少量衰老、退化的淋巴細(xì)胞。
經(jīng)Perls 法染色后,有的MMCs 中黑色斑塊豐富且大小不一,黃褐色斑塊和藍色斑塊較少(圖1–F);有的MMCs 中黃色、棕褐色斑塊較多,藍色斑塊未見或極少見;有的MMCs 包含有豐富的深褐色斑塊和黑色斑塊,還有少量的灰黃色斑塊和藍色斑塊。腎臟組織中單個散在的黑色素巨噬細(xì)胞呈藍色,但極少見。
圖1 歐鰻脾臟黑色素巨噬細(xì)胞中心的顯微觀察結(jié)果 Fig.1 Micrographs from the melano-macrophage centers of Anguilla anguilla
Long Ziehl–Neelsen 法染色時,MMCs 呈現(xiàn)為褐色、棕褐色的色素斑塊,其他腎臟組織細(xì)胞的細(xì)胞核染為藍色,細(xì)胞質(zhì)呈淡紅紫色(圖2–A)。高倍鏡下可見個別單個散在的黑色素巨噬細(xì)胞呈深褐色斑塊。
經(jīng)Masson–Fontana 法染色后,MMCs 呈大小不一的黑色色素沉著斑塊,有的聚集成團分布,有的為不連續(xù)的的彌散分布。腎臟組織細(xì)胞核為紅色(圖2–B)。高倍鏡下單個黑色素巨噬細(xì)胞呈黑色斑塊。
圖2 歐鰻腎臟黑色素巨噬細(xì)胞中心的顯微觀察結(jié)果 Fig.2 Micrographs and ultramicrographs from the melano-macrophage centers of Anguilla anguilla
未經(jīng)染色的脾臟和腎臟組織切片亦均可觀察到暗棕色的MMCs,但2 種組織中MMCs 所含色素斑塊的結(jié)構(gòu)不一樣,脾臟MMCs 中色素斑塊較為松散,大部分顏色較淡,少部分顏色較暗,而腎臟MMCs 中的色素斑塊結(jié)構(gòu)較為密實,顏色較深。在脾臟組織中尚可見散在分布的單個淡棕色黑色素巨噬細(xì)胞,腎臟中極少見。2 種組織的其他基質(zhì)細(xì)胞未見有色素沉著(圖2–C,D)。
在電鏡下觀察,歐鰻脾臟中單個散在黑色素巨噬細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)與MMCs 中黑色素巨噬細(xì)胞的基本相似,胞體均較大,呈圓形、橢圓形或不規(guī)則形;胞核大多偏位,呈橢圓形或不規(guī)則形狀,有的胞核因受到嗜染顆粒的擠壓而呈鋸齒狀,異染色質(zhì)主要沿核膜內(nèi)側(cè)周邊分布,核中央的異染色質(zhì)呈斑塊狀分布,未見核仁;胞質(zhì)淡染,胞質(zhì)中圓形或不規(guī)則形的大型溶酶體較多,且在這些溶酶體中可見各種處于不同降解階段的細(xì)胞碎片。此外,在胞質(zhì)中尚可見2 種不同類型的嗜染顆粒,一種顆粒基質(zhì)電子濃密,個體大小不一,呈圓形或長橢圓形,數(shù)量較少(圖2–E);另一種顆粒極度濃染,個體大小較均一,呈圓形或橢圓形,數(shù)量較多,往往可充斥整個細(xì)胞胞質(zhì)(圖2–F)。胞質(zhì)中還分布有少量線粒體,其他細(xì)胞器少見。
MMCs主要存在于變溫脊椎動物的脾、腎和肝組織中,在鰓、腦和性腺組織中也有發(fā)現(xiàn)[15]。關(guān)于一些硬骨魚的MMCs已有較多研究[1–4,16]。HE染色時,MMCs呈棕黃色。MMCs的形態(tài)結(jié)構(gòu)主要有2種類型:一種是結(jié)構(gòu)較為松散,分布面積較大,包含的細(xì)胞數(shù)量多少不一;另一種是結(jié)構(gòu)較為密實,細(xì)胞常聚集成團分布,其外形多呈球形,其中央是一些已衰老退化的細(xì)胞,細(xì)胞輪廓較模糊,有的細(xì)胞核已降解[17]。普遍認(rèn)為MMCs在體內(nèi)各種外源性和內(nèi)源性物質(zhì)的降解和再循環(huán)中發(fā)揮重要作用,如吸收性腺中的閉鎖卵泡細(xì)胞、退化精子和非特異性組織[9],儲藏來自細(xì)胞本身的磷脂,吞噬紅細(xì)胞作用所產(chǎn)生的鐵[18–20],免疫反應(yīng)遞呈抗原[1]及作為生發(fā)中心的進化前體物[21]等。MMCs的數(shù)量、大小、分布因魚種類[5]、器官[22]、年齡[23]或者營養(yǎng)及健康狀態(tài)[24]不同而不同。水體環(huán)境的改變, 尤其是水體中甲基汞[25]、銅[26]、鎳和鉻[27]、鎘[28–29]、除草劑特丁津[30]、汞[31]等的含量增加,也可導(dǎo)致MMCs數(shù)量和大小發(fā)生變化,因此,魚體MMCs的變化,不僅可作為魚體本身健康狀況的良好指標(biāo),也可作為水域環(huán)境應(yīng)激狀態(tài)的敏感指標(biāo)[11,32]。
本課題組在前期研究中發(fā)現(xiàn),歐鰻肝臟中MMCs 的分布極少,故本研究中僅針對脾臟和腎臟中MMCs 的形態(tài)學(xué)和組織化學(xué)進行初步研究。研究中發(fā)現(xiàn)歐鰻MMCs 的形態(tài)結(jié)構(gòu)主要有2 種類型:一種是結(jié)構(gòu)較為松散;另一種是結(jié)構(gòu)較為密實、緊湊,呈圓形或橢圓形。歐鰻脾臟中的MMCs 較常分布在血管旁,而體腎中的MMCs 很少靠近血管分布,這一現(xiàn)象表明,脾臟MMCs 的形成及其清除異物功能的發(fā)揮很可能與它們和血管系統(tǒng)在空間上的聯(lián)系密切相關(guān),而體腎MMCs 則與外來物質(zhì)的捕獲和遷移似乎沒有直接關(guān)系[1,7–9]。脾臟的MMCs 周圍未見被膜層包裹,這與 Leknes[8]報道的劍尾魚脾臟MMCs 周圍沒有細(xì)胞層包裹相似。腎臟MMCs 多為聚集成團分布,有的MMCs 則為不連續(xù)的彌散性分布,其周圍一般無扁平細(xì)胞層包裹,極少數(shù)情況下可見被扁平細(xì)胞層部分包裹。該現(xiàn)象與Leknes[8]報道的劍尾魚腎臟MMCs 周圍沒有細(xì)胞層包裹不一樣,但與Meseguer 等[7]的研究結(jié)果一致。
歐鰻脾臟和腎臟MMCs中所含色素在未經(jīng)任何染色處理時呈現(xiàn)為暗棕色,這與Meseguer等[7]的報道相符,且他們認(rèn)為這種暗棕色物質(zhì)是黑色素,因為當(dāng)他們用過氧化氫處理這種物質(zhì)后發(fā)現(xiàn)褪色。MMCs中所含各種色素經(jīng)Perls法普魯士藍染色后,含鐵血黃素呈現(xiàn)亮藍色,黑色素為黑色,脂褐質(zhì)則為棕黃色[5–6,33];Long Ziehl–Neelsen法僅對脂褐質(zhì)和蠟樣色素進行特異性染色[15],使其呈現(xiàn)棕黑色;Masson–Fontana法僅對黑色素進行染色[7,15],使其呈現(xiàn)為黑色,因此,通過Perls染色法再輔以其他特殊組織化學(xué)方法,可以較好地對MMCs中存在的各種色素進行鑒別。本研究中對歐鰻脾臟和腎臟的組織切片分別進行如上3種組織化學(xué)方法的染色,從顯色結(jié)果可知,歐鰻脾臟和腎臟MMCs均含有血鐵黃素、黑色素和脂褐質(zhì),但在不同的MMCs中,這些色素的含量是不同的。脾臟MMCs所含色素成分可分為2種情況,即絕大部分MMCs含有大量的血鐵黃素、中等量的黑色素和少量的脂褐質(zhì),少數(shù)MMCs的黑色素和脂褐質(zhì)含量較多,血鐵黃素含量較少。同時,在脾臟觀察到的大量散在分布的單個黑色素巨噬細(xì)胞的主要成分是血鐵黃素,極個別為脂褐質(zhì)。腎臟MMCs中所含色素成分可分為3種情況:第1種是MMCs含有大量的黑色素,而含血鐵黃素和脂褐質(zhì)較少;第2種是MMCs主要含有脂褐質(zhì),而含血鐵黃素和黑色素極少;第3種情況是MMCs含有大量的脂褐質(zhì)、中等量的黑色素和少量的血鐵黃素。
綜合分析后可知,歐鰻脾臟MMCs所含色素成分以血鐵黃素為主,同時也含有黑色素和脂褐質(zhì);腎臟MMCs則以含黑色素和脂褐質(zhì)為主。脾臟和腎臟MMCs中各種色素的分布特點不同,表明這2種臟器中MMCs的功能很可能是相異的。歐鰻肝臟MMCs的數(shù)量極少,而脾臟MMCs的數(shù)量較多,且黑色素巨噬細(xì)胞不論是聚集形成MMCs還是單個散在,其所含色素均以血鐵黃素為主,表明歐鰻脾臟MMCs在鐵代謝過程中發(fā)揮了主要作用。結(jié)合歐鰻脾臟MMCs的電鏡觀察結(jié)果可以推測,脾臟MMCs也參與了衰老細(xì)胞降解產(chǎn)物的處理過程。因為MMCs中的黑色素與魚體有氧呼吸期間NADPH的氧化有關(guān),并且在轉(zhuǎn)化成H2O2的過程中對機體起保護作用,脂褐質(zhì)則與組織細(xì)胞降解有關(guān),因此,由歐鰻腎臟MMCs所含色素以黑色素和脂褐質(zhì)為主可推測,歐鰻腎臟MMCs的功能是有異于脾臟MMCs 的功能的。
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