小鼠空肠肥大细胞组织化学及超微结构研究

姚红艳,李秀富,李诗举,王群辉,欧德渊

(贵州大学动物科学学院,贵州贵阳 550025)

肥大细胞(mast cell,MC)是机体重要的免疫细胞,能分泌多种生物活性物质,在人类及动物某些速发变态反应性疾病、寄生虫感染、生殖、免疫、炎症反应和肿瘤性疾病中具有重要的作用[1]。有研究表明,肥大细胞与胃肠感觉关系密切,其中,MC释放组胺和5-羟色胺(5-HT)能改变神经膜电位,使神经的兴奋性发生改变;MC释放的生物活性物质如组胺、脑肠肽、前列腺素、细胞因子和肝素等具有致痛作用[2]。另外,MC脱颗粒释放的一系列贮存的膜衍生递质(如组胺和5-HT)和新合成的膜衍生递质(如白三烯和前列腺素等)及一些细胞因子(如IL-6和TNF-α)直接或间接作用于肠道平滑肌来改变肠道运动[3]。结构是功能的基础,基于MC的多种生物学功能,其在小肠中的组织化学研究具有重要的意义,本试验拟对小鼠小肠MC的组织化学及超微结构进行研究,以期为MC对小肠的调节功能提供基础资料。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 实验动物 从贵阳医学院实验动物中心购进昆明系雌性小鼠20只,体重35 g±3 g。

1.1.2 主要试剂 二甲苯,重庆川东化工(集团)有限公司,UN NO:1307;Toluidine Blue,Sino-American Biotec,NO:bs1091;无水乙醇,成都金山化学试剂有限公司,UN NO:1170;三氯甲烷,重庆川东化工(集团)有限公司,UN NO:1888。

1.1.3 主要仪器 自动组织脱水处理机,德国LEICA TP1020;光学显微镜,日本 OLYMPUS CX 31;M ias图像采集系统,四川大学计算机系图像图形研究所;旋转式切片机,德国LEICA RM 2125;H 7500透射电子显微镜,日本HITACH I公司。

1.2 方法

小鼠颈静脉放血致死,剖开腹腔,迅速取出空肠中断,按以下方法操作。

1.2.1 肥大细胞染色 Carnoy's液固定,常规包埋,5μm切片,甲苯胺蓝染色,脱水、透明、封片,光镜观察并拍照[4]。

1.2.2 透射电镜研究 100 mL/L多聚甲醛20 mL,25 mL/L戊二醛4 mL,pH 7.4的1mol/L二甲胂酸盐缓冲液76mL,4℃,1 h。取出切成1mm3的小块,再用10mL/L戊二醛固定1 h,常规环氧树脂包埋,超薄切片,透射电镜观察并拍照。

2 结果

2.1 组织化学

在光镜下,MC主要存在于小肠黏膜、黏膜下、肌层和浆膜,在小肠绒毛上皮细胞间亦见较多MC存在。MC形态不规则,呈圆形、椭圆形及不规则形等,细胞大小不一,核位于细胞中心或偏于一侧,核不着色呈空泡样。高倍镜下(物镜40倍或100),胞质内颗粒清晰可见,染色较深,胞浆淡紫红色,边界较清(图1和图2)。

图1 箭头所指为MC(TB×100)Fig.1 Arrow show s the MC(TB×100)

图2 箭头所指为MC(TB×400)Fig.2 Arrow show s the MC(TB×400)

2.2 超微结构观察

电镜下,MC主要分布于小肠黏膜层、黏膜下层、肌层和浆膜层,绒毛上皮细胞间亦见有MC分布。MC细胞形态各异,胞质丰富,充满大量颗粒,颗粒内有大量深染物质,颗粒有膜包裹,染色较杯状细胞深,胞质内还有空泡状的结构。核呈椭圆形或略微不规则形,核仁明显,异染色质贴附于核膜下,核中央有时可见块状异染色质,核质比大小不一,胞浆颗粒未见特殊结构(图3和图4)。

图3 MC超微结构(×7 500)Fig.3 The ultrastructure of MC ultrastructure

图4 MC超微结构(×10 000)Fig.4 The ultrastructure of MC ultrastru cture

3 讨论

许多研究表明,MC在调节胃肠功能上具有重要的作用。有研究认为MC对血管活性肠肽、一氧化氮合成酶呈免疫反应阳性[1]。且对调节回肠肌肉运动起重要作用。MC是免疫-神经-内分泌网络调节中的一种关键细胞,也是胃肠道功能调节的关键细胞,参与机体的多种生理和病理功能调节[3]。谢华等[5]认为MC的免疫调节功能主要通过其释放的组胺含量来调节的,并以神经递质和旁递质的方式参与消化系统和免疫系统的的调节。有研究表明,MC与胃肠感觉和蠕动关系密切[2]。研究者前期的研究表明,不同粉碎情况或不同粒度饲料可通过小肠中肥大细胞释放组胺而对营养吸收有不同的影响,而营养物质硫酸锌可通过调控肥大细胞生成和释放组胺同样具有防止断奶仔猪腹泻的作用[6-7]。这均表明肥大细胞及其介质在小肠功能中具有重要的作用。本研究发现,小肠壁内MC主要存在于黏膜层、黏膜下层,肌层和浆膜层中均有分布。其接近平滑肌或肠腔,可通过自分泌或旁分泌的途径调节小肠的运动或免疫功能。本研究从形态学上证实了MC具有调节小肠功能的组织结构基础。

近年来,人们对MC细微结构进行了一系列的研究,并取得了一定的进展。据高登慧等[8]报道,山羊空肠黏膜固有膜中MC多沿黏膜上皮下分布,显微结构形态多样,超微结构胞浆颗粒外包单位膜不甚清晰,发现MC胞浆颗粒有蜂窝状、空泡状、绳索状和旋涡状结构。人MC胞浆颗粒有旋涡状、颗粒状和结晶状特殊结构[9],猪和鸭等却未发现有特殊结构的存在[10]。本研究发现,透射电镜下,MC呈圆形、椭圆形或不规则,表面绒毛状突起不清,核仁明显。胞质丰富,内充满大量特殊的电子密度很大的分泌颗粒,大小均匀较一致,此分泌颗粒有膜包裹,多数颗粒内含有电子密度比较均匀的无定形基质,染色较杯状细胞颗粒深,还可见一些MC因脱颗粒而出现边缘空隙或遗留空白现象,这些结构的意义还不甚清楚,可能与MC成熟或活化等有关,也可能是脱颗粒不同阶段出现的胞浆颗粒形态学变化。本研究对小鼠小肠MC超微结构研究中并未发现小肠MC胞浆颗粒有特殊结构。与光镜的结果一样,MC不仅大量的分布于黏膜层和黏膜下层等,而且在上皮细胞间亦可见有MC分布,这种分布使MC更容易与肠道中的病原接触而发挥免疫调节作用。本研究从超微结构上同样证实,MC在小肠中具有调节免疫功能和生理功能的结构基础。

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