魏學(xué)盛,邵鵬陽,姚亞莉,姜芳霞,李明娜*,楊 耀
(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,甘肅 蘭州 730070;2.甘南州動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心,甘肅 合作 747000)
雌性動(dòng)物生殖器官包含卵巢、輸卵管、子宮、陰道及外陰部。卵巢能夠排出卵子,決定卵子的質(zhì)量及數(shù)量。因此很多學(xué)者集中于卵巢的結(jié)構(gòu)及生理功能進(jìn)行研究。然而,子宮與輸卵管的作用也至關(guān)重要。子宮與輸卵管相連,為中空的管道,是卵子和精子運(yùn)行、受精、早期胚胎發(fā)育、附植及胎兒妊娠的主要場(chǎng)所[1];同時(shí)子宮上皮也能夠分泌激素,調(diào)控卵巢周期性活動(dòng)。因此研究子宮與輸卵管的結(jié)構(gòu)有助于更深入了解雌性動(dòng)物繁殖機(jī)理。
隨著生物學(xué)研究由體外實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)向體內(nèi),小鼠目前成為廣泛使用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,這與小鼠體積小、生長(zhǎng)周期短、易于飼養(yǎng)、成本低等優(yōu)勢(shì)息息相關(guān)。因此通常選擇小鼠作為研究人和哺乳動(dòng)物生理、繁殖和病理現(xiàn)象的理想模型[2]。
本實(shí)驗(yàn)選取幼齡和成年小鼠的子宮和輸卵管為研究對(duì)象,制作石蠟切片,HE方法染色,比較幼鼠和成鼠子宮和輸卵管的形態(tài)學(xué)差異,以期闡明子宮和輸卵管的發(fā)育規(guī)律,為深入了解小鼠生殖器官的生理功能提供理論參考。
本研究選取10只4周齡和10只8周齡SPF清潔級(jí)雌性小鼠,均購(gòu)自蘭州獸醫(yī)研究所。飼養(yǎng)3 d無異常后用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
伊紅、蘇木精、中性樹膠購(gòu)自索萊寶生物公司;甲醛、乙醇、二甲苯購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;石蠟購(gòu)自上海華靈康復(fù)器械廠。
脫水機(jī) KEDEE KD-TS3A,攤片機(jī) KEDEE KD-P,烘片機(jī) KEDEE KD-H,普通光學(xué)顯微鏡,切片機(jī) LEICA RM2235等。
1.4.1 組織固定 飼養(yǎng)3 d后,選取體重相近的成年小鼠(32.42±2.75 g)和幼年小鼠(24.45±2.65 g)各6只,做好標(biāo)記。斷頸法處死小鼠,分離出小鼠子宮和輸卵管,浸入4%甲醛固定液中,使組織蛋白質(zhì)變性并防止胞死亡后自溶或細(xì)菌分解。
1.4.2 流水 將組織從固定液中取出,放在微水流中流水沖洗12 h。
1.4.3 脫水透明 用不同濃度酒精(從低到高)作為脫水劑,逐步脫去組織中的水分,再將組織置于二甲苯中透明,以二甲苯替換組織中的酒精。本步驟借助自動(dòng)KEDEE KD-TS3A脫水機(jī)進(jìn)行脫水透明,具體濃度與時(shí)間如下:酒精(75%)45 min,酒精(85%)45 min,酒精(95%)45 min,酒精(95%)45 min,酒精(100%)45 min,酒精(100%)30 min,二甲苯酒精30 min,二甲苯7 min,二甲苯7 min,二甲苯石蠟45 min,石蠟45 min,石蠟45 min。
1.4.4 浸蠟與包埋 將自動(dòng)脫水機(jī)內(nèi)的組織取出,按合適的方位置于模具中,緩慢倒入已經(jīng)融化好的石蠟。整個(gè)過程要求迅速、平穩(wěn)。
1.4.5 切片與貼片 將包埋好的蠟塊固定于切片機(jī)上,切成5 um薄片。將切下的薄片放至25℃的水中攤平,再貼至載玻片上(此過程要求動(dòng)作輕緩,不產(chǎn)生氣泡為宜)。最后將載玻片置于45℃的烘片機(jī)上烘干。
1.4.6 脫蠟染色 將烘干的切片進(jìn)行脫蠟,采用蘇木精-伊紅(HE)方法進(jìn)行染色,具體操作過程如下:二甲苯5 min,二甲苯5 min,苯乙醇3 min,100%乙醇2 min,100%乙醇2 min,80%乙醇2 min,蒸餾水2 min,蘇木精染色液30 s,蒸餾水1 min,分化液(1%鹽酸+99%乙醇)2 s,蒸餾水30 s,0.5%伊紅染色液30 s,80%乙醇2 s,95%乙醇2 s,95%乙醇2 s,100%乙醇2 s,100%乙醇2 s,二甲苯2 mi n,二甲苯2 min,最后用玻璃棒蘸取適量中性樹膠于載玻片上,蓋上蓋玻片待凝固后觀察結(jié)果。
1.4.7 鏡檢 將制作好的切片置于顯微鏡下觀察、拍照。
家畜子宮分為子宮角、子宮體和子宮頸三部分組成。從子宮頸前端到子宮基部為子宮體。子宮頸前端與子宮體內(nèi)相通,后端突入陰道內(nèi)稱為子宮頸陰道部。從組織結(jié)構(gòu)由外向內(nèi)依次為漿膜、肌層及黏膜。子宮漿膜與子宮闊韌帶的漿膜相連接。子宮黏膜由上皮和固有膜構(gòu)成,上皮陷入固有膜構(gòu)成子宮腺。小鼠與家畜不同,為雙子宮,呈“Y”型。左右子宮角匯合至子宮體,形成兩個(gè)獨(dú)立的子宮,再向外匯合形成子宮頸。如圖1所示,小鼠的子宮內(nèi)膜腔上皮由單層柱狀上皮細(xì)胞構(gòu)成,被大量的基質(zhì)細(xì)胞所包圍[3]。固有膜又稱為基質(zhì)膜,含有大量的淋巴、血管及子宮腺。子宮腺為簡(jiǎn)單、分支、盤區(qū)的管狀腺,其中子宮腺以子宮角最為發(fā)達(dá),子宮體較少。子宮內(nèi)膜被平滑肌所構(gòu)成的子宮肌層所包圍,形成子宮邊界。肌層外層薄,為縱行肌纖維,內(nèi)層厚,為螺旋形的環(huán)狀肌纖維。
圖1 小鼠子宮組織切片圖
幼鼠與成鼠子宮切片進(jìn)行比較,可以看出子宮結(jié)構(gòu),形態(tài)存在很大差異(見圖2)。成年小鼠子宮內(nèi)膜褶皺多于幼年小鼠,子宮黏膜面積也較幼鼠大。內(nèi)膜中子宮腺的數(shù)量也是成年小鼠多于幼年小鼠,這可能與成鼠完善的生殖功能有關(guān)。
圖2 成年與幼年小鼠子宮角切片圖
輸卵管是卵子進(jìn)入子宮的必經(jīng)之道,包在輸卵管系膜內(nèi),形狀彎曲。輸卵管的管壁從外向內(nèi)由漿膜、肌層和黏膜構(gòu)成(見圖3)。肌層可分為內(nèi)層的環(huán)形或螺旋形肌束和外層的縱行肌束(見圖4),其中有斜行纖維,使整個(gè)管壁能協(xié)調(diào)地收縮。肌層從卵巢端到子宮端逐漸增厚,黏膜形成若干縱璧。黏膜上分布有柱狀纖毛細(xì)胞和無纖毛的楔形細(xì)胞[4](見圖4)。纖毛細(xì)胞在輸卵管的卵巢端,特別是在輸卵管的傘部,較普遍,子宮端較少。無纖毛楔形細(xì)胞為分泌細(xì)胞,含有特殊的分泌顆粒,其大小和數(shù)量在不同種間和發(fā)情的不同時(shí)期有著很大的變化。分泌的黏蛋白和黏多糖,可供給早期胚胎營(yíng)養(yǎng),且結(jié)構(gòu)和分泌機(jī)能也受卵巢激素的調(diào)節(jié)。
圖3 成年小鼠輸卵管組織切片圖
圖4 成年小鼠輸卵管組織切片局部圖
幼鼠與成鼠輸卵管切片比較,成鼠黏膜較發(fā)達(dá)。幼鼠輸卵管縱壁較成鼠少,且直;相反成鼠輸卵管中縱壁多而彎,還有不同程度的分支現(xiàn)象。成鼠每個(gè)縱壁黏膜上皮的纖毛細(xì)胞和分泌細(xì)胞較多,細(xì)胞小而密,同時(shí)纖毛分布較多;幼鼠中這兩類細(xì)胞較大,細(xì)胞核明顯,分布疏松(見圖5)。
圖5 成年與幼年小鼠輸卵管切片圖
動(dòng)物到達(dá)初情期后,能夠排出有受精能力的精子或卵子,然而生殖器官還未成熟[5],因此不能作種用。本研究中比較幼鼠和成鼠的子宮和輸卵管形態(tài)結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)子宮黏膜和輸卵管黏膜都存在很大差異,包括腺體的數(shù)量、子宮內(nèi)膜褶皺及輸卵管縱壁等,表明幼鼠至成鼠生長(zhǎng)過程中,生殖器官也持續(xù)發(fā)育,結(jié)構(gòu)趨于成熟,功能趨于完善。因此在生產(chǎn)實(shí)踐中常見對(duì)幼畜實(shí)施超數(shù)排卵,以得到一定量的具有受精能力的卵子,后通過體外成熟、體外受精,將質(zhì)量較好的胚胎移植入成年雌性動(dòng)物體內(nèi)妊娠,縮短世代間隔,加快育種進(jìn)程。
成鼠子宮腔上皮較幼鼠發(fā)達(dá),一方面向子宮腔延伸,另一方面向子宮內(nèi)膜延伸形成更多腺體;整體看來子宮內(nèi)膜褶皺增多。同時(shí)成鼠輸卵管縱襞也較幼鼠發(fā)達(dá),纖毛細(xì)胞和分析細(xì)胞數(shù)量增多。以上結(jié)構(gòu)均為卵子的運(yùn)行提供方便。卵子排出后在輸卵管中運(yùn)行,依靠輸卵管黏膜的纖毛擺動(dòng)及輸卵管管壁的收縮將卵子輸送向前;受精后的受精卵到達(dá)子宮后,同樣依靠子宮內(nèi)膜褶皺的蠕動(dòng)及子宮壁的收縮運(yùn)動(dòng)。因此,成年小鼠的子宮和輸卵管結(jié)構(gòu)完善,具備卵子受精及妊娠的生理環(huán)境。
本研究初步對(duì)成年和幼年小鼠子宮和輸卵管進(jìn)行組織形態(tài)學(xué)觀察,發(fā)現(xiàn)成鼠子宮腔上皮較幼鼠發(fā)達(dá),內(nèi)膜結(jié)構(gòu)完善;輸卵管縱壁結(jié)構(gòu)分支明顯,細(xì)胞分布緊密,纖毛數(shù)量多。