常年长绒型辽宁绒山羊兴盛期皮肤次级毛囊结构分析
2015-01-07孙丽敏姜怀志李景玉
孙丽敏,姜怀志*,李景玉,陈 洋,郭 丹
(1.吉林农业大学 动 物科学技术学院,吉林 长 春130118;2.白城市畜牧总站,吉林 白 城137000;3.辽宁省畜牧科学研究院,辽宁 辽 阳111000)
山羊皮肤中的毛囊是山羊绒生长的物质基础,毛囊的结构特性及发育状况对山羊绒的产量和绒纤维的品质起到决定性作用。绒山羊皮肤中的毛囊是呈群分布的,且毛囊分为初级毛囊和次级毛囊两类,每个毛囊群是由几个初级毛囊和若干个次级毛囊组成的。中国的产绒山羊的毛囊群虽然大多数为1-5毛囊群,但仍以三毛群为主,即每个毛囊群由3个初级毛囊与其周围若干个次级毛囊组成[1-3]。
绒山羊毛囊在其整个生命过程中是一个具有自我更新和周期性生长的再生组织,不断的经历生长期(兴盛期)、退行期(衰退期)和休止期3个时期。山羊绒伴随毛囊3个时期呈现出生长-停止-脱落的规律性变化,因此,毛囊3个发育时期对于调控山羊绒产量和绒毛品质具有重要的意义[4]。常年长绒型辽宁绒山羊是具有常年长绒特性的绒山羊新遗传资源,具有产绒量高、绒毛生长周期长的特性[5],其常年长绒特性是否与其次级毛囊兴盛期特性有关,尚未有明确定论。因此,本研究以常年长绒型辽宁绒山羊为试验对象,探究其次级毛囊在兴盛期的组织形态和结构特点,旨在为揭示辽宁绒山羊绒毛常年生长及其调控机制提供组织学依据。
1 材料与方法
1.1 试验动物
试验动物选自辽宁绒山羊育种中心的常年长绒型育种核心群,选取1.5岁健康母羊,于其体侧肩胛骨后缘3 cm处用皮肤活检采样器钻取1 cm2的皮肤组织,立即浸入现用现配的4%多聚甲醛溶液中固定24 h。
1.2 仪器与试剂
所用试剂均为分析纯。二甲苯、无水乙醇、冰醋酸、甘油、重铬酸钾、浓盐酸、多聚甲醛,以上试剂均为分析纯;中性树胶、切片石蜡、靛蓝洋红、天青石兰、苦味酸、臧红T;转轮式石蜡切片机(Microm HM 340E,Thermo公司);生物组织摊烤片机(XH-1003,Premiere公司);生物组织包埋机(Thermo公司);三目生物显微镜(Leica DM 1000,德国徕卡仪器公司);显微数码摄像系统(Pixera pro150ES,美国Pixera公司);体视显微镜(PXS-1020,上海巴拓仪器有限公司)。
1.3 方 法
皮肤组织修整后,梯度酒精脱水,二甲苯透明,石蜡包埋,切片(厚度4μm),Sacpic法染色,中性树脂封片,干燥后进行观察统计。测量时显微镜放大倍数为100倍和400倍,视野面积为2.9225 mm2,皮肤缩率为0.64。
1.4 统计分析
利用Image-Pro Plus 6.0软件,测定纵切片的次级毛囊深度、毛球宽度和横切片的次级毛囊密度;按照毛囊活性计算公式[毛囊活性(%)=有红色内根鞘毛囊数/总毛囊数×100],计算出次级毛囊活性。
将所得试验数据,利用SPSS 17.0软件进行统计分析,试验数据采用平均数±标准差表示,并进行单因子方差分析和多重比较。
2 结果与分析
2.1 兴盛期皮肤次级毛囊结构变化
常年长绒型辽宁绒山羊兴盛期次级毛囊结构见图1-2。由图1-2可见,从7月份开始次级毛囊开始活动,次级毛囊逐渐发展成为环形,且有部分毛囊外根鞘向内凹陷,分离形成单个毛囊。自此之后,次级毛囊迅速生长,外根鞘逐渐增厚,细胞增大,内根鞘和毛干出现并逐步表现出活性,直至9月,次级毛囊全部分离为单个毛囊,新生的次级毛囊出现,如图1所示,毛囊的重建完成,这个时期为次级毛囊的兴盛前期。10月份至次年2月份,是辽宁绒山羊皮肤次级毛囊生长最旺盛的时期,该时期次级毛囊具有完整的毛囊结构,如图2所示,次级毛囊由4层同心圆组成,次级毛囊最外层由绿色的结缔组织鞘(connective tissue sheath,CTS,又名真皮鞘)包裹,使次级毛囊游离于周围组织之外;稍向内是由圆柱形细胞组成的灰绿色的外根鞘(outer root sheath,ORS),再向内是红色较薄的内根鞘(inner root sheath,IRS),位于最中间的为黄色的次级毛囊毛干(hair shaft,HF)的皮质部(cortex CTX)。
图1 箭头所示为新生的毛囊(100×)Fig.1 The newborn hair follicles(arrows)
2.2 常年长绒型辽宁绒山羊兴盛期次级毛囊性状变化
常年长绒型辽宁绒山羊兴盛期次级毛囊性状变化见表1和图3。由表1、图3可知,常年长绒型辽宁绒山羊在每年7月份,次级毛囊的深度为1270.78μm,毛球宽度为84.16μm,8~9月份,次级毛囊深度及毛球宽度显著增加,直至9月份,大部分毛囊重建完成,大部分绒毛伸出体外,毛球底部圆形,毛乳头呈梨状,细胞致密呈颗粒状,毛母质(matrix)细胞致密,红色内根鞘最长,这时毛囊结构最为完整,次级毛囊深度为1382.84μm,毛球宽度为96.37 μm,均达到最大值,显著高于其它月份统计数值(P<0.05);从10月份至次年2月份,虽然次级毛囊毛囊深度和毛球宽度随月龄开始逐渐下降,但月份间差异不显著(P>0.05),且毛囊结构维持不变。由以上结果可知,次级毛囊深度及毛球宽度随月龄变化情况呈现出基本相同的趋势,经Pearson相关分析得出,兴盛期次级毛囊深度与毛球宽度呈极强正相关(r=0.995,P=0.00003)。
图2 兴盛期次级毛囊(400×)Fig.2 Secondary follicles structure during anagen
7月份,次级毛囊活性为63.68%,显著低于其它月份统计数字(P<0.05),8月份,毛囊活性显著增加(P<0.05),且8月至次年2月份间,次级毛囊活性差异不显著(P>0.05);次级毛囊密度在7月至次年2月份间,差异不显著。由图3可知,兴盛期次级毛囊密度及活性变化幅度不大,且变化趋势与次级毛囊深度及宽度的变化趋势不一致,10月至次年2月份,随着绒毛的不断生长,次级毛囊的密度及活性总体上呈现出一定的增长趋势,而次级毛囊深度及密度则呈现出随月龄下降的趋势。
表1 辽宁绒山羊兴盛期次级毛囊性状的统计分析Table 1 Statistical analysis of secondary follicles traits of Liaoning Cashmere Goats during anagen
图3 辽宁绒山羊兴盛期次级毛囊性状变化趋势Fig.3 Change of secondary follicles traits of Liaoning Cashmere Goats during anagen
3 讨 论
毛囊为哺乳动物皮肤的附属器官,控制着其被毛的生长及被毛的品质产量,具有再生的功能[6-7]。毛囊由上皮和真皮两大部分组成,在这其中包括了20余种细胞,上皮细胞和真细胞经过复杂的相互作用,共同促使次级毛囊反复经历生长期、退行期和休止期的过程。在兴盛期,毛囊的上皮部分开始增殖分化,上皮部分向真皮延伸,形成毛基质、内根鞘、毛乳头和毛干[8-10]。对绒山羊的次级毛囊兴盛期发育规律的研究,对调控绒山羊产绒量和绒品质具有重要的意义[11-13]。
贺延玉等[14]对河西绒山羊次级毛囊兴盛期的超显微结构研究表明,5-8月为河西绒山羊次级毛囊兴盛期,在此期间,首先CTS形成了了明显的分层,ORS细胞变成长梭形,IRS为3-4层未完全角化的扁长形细胞,之后毛囊迅速生长,ORS进一步增厚,细胞增大,IRS结构层次清晰,毛囊结构较完整。李玉荣等[15]对内蒙古绒山羊次级毛囊组织形态进行了研究,结果表明,8-9月为内蒙古绒山羊次级毛囊的兴盛期,在此阶段,大部分毛囊重建完成,毛囊结构最为完全,毛囊深达1 611μm,毛球宽59.33μm,次级毛囊形态从上到下逐渐变宽,弯曲较少,生长方向一致,次级毛囊最外层由染成蓝色的纤维状结构连结组织鞘包裹,使毛囊游离于周围组织之外,稍向内是由厚厚的圆柱形细胞组成的外根鞘和由几层扁平细胞组成的较薄的内根鞘,内根鞘在Sacpic法染色下呈红色。吕雪峰等[16]对新疆山羊毛囊的周期性变化进行了研究,结果发现,新疆山羊次级毛囊的兴盛期在9-11月份,此时次级毛囊大量发育,毛球变宽变深。本研究对辽宁绒山羊兴盛期次级毛囊组织结构的观察结果与上述研究结果基本一致,其次级毛囊都是由连接组织鞘、外根鞘、内根鞘、毛干、毛球等结构组成,且毛乳头在次级毛囊发育过程中起到重要的作用。同时,本研究还发现辽宁绒山羊次级毛囊的兴盛前期为7-8月份,兴盛期为9月至次年2月份,其兴盛期要远远地长于其它绒山羊品种,因此辽宁绒山羊在产绒量上较其它绒山羊品种而言,具有一定的优势。
绒山羊皮肤次级毛囊的发育状况与周期性变化规律是一个极其复杂的的生理过程,受到遗传、营养、环境几大要素的共同作用。不同动物毛囊发生发育情况存在着不同程度的差异,本研究对辽宁绒山羊兴盛期次级毛囊的组织形态及相关性状进行了观察和统计研究,为辽宁绒山羊绒毛生长过程的研究提供组织学依据,其具体调控机制有待进一步研究。
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