兔胎儿后肾发育的组织学观察

李田田，周　婧，刘京霞，宋学雄（.青岛农业大学动物科技学院，山东青岛26609；2.湖北省孝感市安陆市畜牧兽医局，湖北安陆432600）



兔胎儿后肾发育的组织学观察

李田田1，2，周婧1，刘京霞1，宋学雄1
（1.青岛农业大学动物科技学院，山东青岛266109；2.湖北省孝感市安陆市畜牧兽医局，湖北安陆432600）

摘要：为阐明兔胎儿肾脏发育的组织学特征，采集四组比利时兔胎儿（平均体长1.9、2.75、4.7 cm和10.35 cm）肾脏，经石蜡切片，显微镜观察肾脏发育变化。结果显示：胎儿体长1.9 cm组肾脏呈果蝇卵型，在肾脏中央可见积聚的5个初级肾小体，远端小管位于其背后方，近端小管位于肾周边；胎儿体长2.75 cm组皮髓质已分化，皮质深层含第1代肾小体，皮质浅层含有分支的输尿管芽及不同发育阶段的肾小体；胎儿体长4.7 cm组皮质增厚，含第1～3代肾小体，浅层皮质类似2.75 cm组；胎儿体长10.35 cm组皮质进一步增厚，含1～7代肾小体，皮质浅层已无输尿管芽及不同发育阶段的肾小体，肾椎体和髓放线明显，肾乳头细长。这些结果表明，兔胎儿肾单位的发育是经输尿管芽的分支，从后肾中央起始向外推移，在皮质浅层大量形成肾单位，到临近出生时肾单位生成停止。

关键词：兔；胎儿；肾脏；发育；组织学

肾脏是机体重要的排泄器官，具有复杂的结构和多种生理功能。急慢性肾脏疾病，尤其是肾功能衰竭严重影响人类健康。肾脏移植是一种重症肾病的有效治疗手段，但因供体肾脏匮乏、异种移植失败和需要长期使用免疫抑制剂等方面的制约，在实际临床治疗中受到很大的限制（Held等[1]，1995；Hancock[2]，1997；Samstein等[3]，2001）。近年来，对肾脏损伤后细胞再生及组织修复观察发现，成体肾脏的再生与修复过程类似于胚胎后肾发育过程的重演（Horster等[4]，1997；Yu等[5]，2002），这为肾病治疗带来新的思路。De⁃kel等[6]（2002）证实，用人和猪来源早期胎儿肾前体细胞移植小鼠肾脏，可分化为功能性肾单位，说明胎儿肾脏的肾前体细胞有望成为肾移植治疗的细胞来源，因此有必要对肾脏的发育进行更加深入的研究。Osathanondh等[7]（1963）描述了肾脏发生的基本过程，他将肾单位的发育分为肾小泡期、逗号体期或S型小体期、毛细血管袢期和成熟肾小球期。Saxen[8]（1987）阐述哺乳动物的永久肾脏由3个不同起源的细胞系组成，即输尿管上皮细胞、肾芽基间充质细胞和毛细血管内皮细胞。肾脏发生必然涉及这些细胞之间的相互作用，这些相互作用促使细胞分化和分化细胞的空间集合，最终构成具有一定形态结构和一定生理功能的特征性的器官。因此，进一步深入了解这些相互作用在各个发育阶段构建的形态特征，有利于探索肾脏的正常发育及异常发育，以及筛选可用于临床治疗的肾前体细胞。兔作为重要的实验动物，在药理、毒理及疾病模型等方面具有重要地位，深入了解兔胎儿肾的发育，对相关的基础与临床研究都具有重要意义。因此，本文选择4组不同发育时期的兔胎儿，对后肾发育过程进行了组织形态学观察，为其他相关研究奠定基础。

1　材料与方法

1.1材料4只比利时妊娠母兔胎龄不详，只是最大一组胎儿在屠杀过程中产出3只仔兔，说明是处于临产期的胎儿。兔胎儿发育程度按不同妊娠母兔胎儿的平均体长分类。采集胎儿后，每组随机选择6个胎儿，用卡尺测量体长获平均值。4组胎儿的平均体长分别为1.90±0.00 cm、2.75±0.35 cm、4.70±0.00 cm和10.35±0.53 cm。

1.2组织切片制备与观察采集胎儿肾脏标本于4%甲醛溶液固定24 h，经脱水包埋，常规石蜡切片法连续切片，H.E.染色后树胶封片，显微镜下观察。

2　结果

2.11.9 cm胎儿肾脏此期胎儿肾脏呈长的椭圆形，似果蝇卵，皮质髓质尚未分化。在连续切片的边缘切片中，肾脏中心有排列成行的宽大管道系统，似远端小管；在两侧被膜下分布一些小管道，似近端小管；在肾脏的前后端有单独管道，似集合管（见中插彩版图1A）。在连续切片的中心切片中，可见肾脏的中心积聚有5个初级肾小体（见中插彩版图1B），已形成血管球，可见间质细胞、内皮细胞和有核幼红细胞，细胞排列比较疏松；肾小囊壁层细胞多为矮立方形，在初级肾小体的前端和两侧被膜周边分布小的近端小管，在背后端分布几个管腔较大的远端小管。

2.22.75 cm胎儿肾脏此期胎儿肾脏接近圆形，中心形成肾盂，在一侧形成肾门，在肾门的对侧，可看出非常短小的肾乳头雏形。肾实质已分别形成皮质和髓质。肾皮质厚，在靠近髓质的皮质部分可见已经分化的1-2代肾小体；髓质薄，围绕在肾盂周围（见中插彩版图2A）。靠近被膜的皮质区H.E.染色深染，这是肾脏结构后续发育的部分，可见输尿管芽的各级分支，终端可见由生肾间充质形成的各不同发育阶段的肾小体，即肾小泡期、逗号体期或S型小体期、毛细血管袢期（见中插彩版图2B）。

2.34.7 cm胎儿肾脏此期胎儿肾脏为长椭圆形，中心肾盂扩大，已形成7～8个肾椎体和肾乳头（见中插彩版图3A）。肾实质的皮质和髓质区加厚。靠近被膜的皮质仍构成肾单位生成区，仍可见输尿管芽的分支，在其终端仍见有不同发育时期的肾小体。皮质深层有发育较成熟的第一代肾小体，体积较大；向外可见第2代和第3代肾小体，体积逐渐变小。肾小体的发生是由皮质深层向浅层逐渐演化（见中插彩版图3B）。在肾髓质，每个肾椎体都可见由肾乳头向皮质延伸的由输尿管转变形成的集合管。

2.410.35 cm胎儿肾脏此期胎儿肾脏为规整的椭圆形，皮质和髓质进一步加厚。靠近被膜的肾单位生成区的皮质变窄，无明显的输尿管芽的分支，有间质细胞聚集，形成类似小泡期的肾小体，但很少有其他发育时期的肾小体，在皮质区可见5～7代肾小体（见中插彩版图4A）。肾盂变窄，有许多纤细的肾乳头深入到肾盂，髓放线和皮质迷路都明显（见中插彩版图4B）。

3　讨论

本研究表明，兔胎儿后肾发育经过肾单位的不断生成过程，从后肾的中央起始逐渐向外推移而完成。当肾脏分化出皮质髓质之后，由浅层皮质构成肾单位生成区，在这里不断形成肾单位，使肾单位的代数增加，深层皮质和髓质区加厚。到临近出生时，成体肾脏的雏形已经建立，浅层皮质肾单位生成区变薄，只有一些积聚的间质细胞，未见各不同发育时期的肾单位，说明肾单位生成能力处于停滞状态。

后肾的形态发育起始于肾脏的分枝形态发生，所谓的分枝形态是指后肾发育过程中输尿管芽及其仔代集合管的生长和分枝过程（Pavlova等[9]，1999）。输尿管芽在后肾间充质的诱导下侵入后肾间充质，它反复分枝衍生出仔代集合管，形成皮质和髓质集合管系统。输尿管芽是一个上皮性的盲管，其顶端称为壶腹，该部位细胞增殖较快，扩展延伸，以二叉分枝的形式形成两个新的输尿管芽分枝，其中一枝与其诱导形成肾小体连接，另一枝继续以二叉分枝的形式分枝。在人的肾脏发育过程中大约可以形成15级分枝，最初的2级分枝通过再吸收及扩张形成肾孟，3～4级分支形成肾盏和肾乳头，后续的小分枝形成集合管（Oliver[10]，1986）。3个月龄胎儿，后肾形成了皮髓质分区。早期的输尿管芽分枝主要位于内髓层，髓质输尿管芽分枝较少，集合管相对以无分枝的线形延长，而皮质集合管顶端细胞增殖率高，因此能够反复分枝，并诱导后肾间充质形成肾单位。在分化的初期，每一个输尿管芽的分枝和其仔代集合管诱导形成一个肾单位。本研究结果显示，1.9 cm胎儿期，肾脏还没分化形成皮质和髓质，但在肾的中央积聚有5个初级肾小体，这表明此期的肾脏应该进行了5级分支，尽管在组织切片标本上看不出典型的分支形态，但是在靠近肾小体周围和前端分布有管径较小的近端肾小管样结构，而在肾脏的外围和后端分布有管径较大的远端肾小管样结构，这些远端肾小管样结构可能是初级输尿管芽的分支，将来可能融合形成肾盂和肾盏；在2.75 cm和4.7 cm胎儿期，肾脏的皮质和髓质分化明显，初级输尿管芽已融合形成肾盂，浅层皮质已构成肾单位生成区，可见许多输尿管芽分支，终端壶腹部细胞增殖点突出明显，随胎龄增加深层皮质和髓质加厚，肾盂加大，形成短小的肾乳头，这说明这一时期是兔胎儿肾脏发育的旺盛时期；可是在10.35 cm胎儿期，浅层皮质肾单位生成区变薄，见不到明显的输尿管芽分支和细胞增殖区，说明此时已停止肾单位的生成。

肾脏的发育关键在于肾单位的发育，肾单位起源于后肾间充质。在后肾发育的早期，间充质被输尿管芽诱导分化为两部分，一部分为非上皮化的基质细胞，另一部分为肾单位。形态发育学研究显示，后肾间充质在形成肾单位过程中，输尿管芽的诱导经历了间充质上皮转分化、形成极性细胞、分化为肾单位的各个部分。首先是围绕输尿管芽末端的间充质细胞压缩成团，再延长转化为具有上皮样结构的肾囊泡，然后肾囊泡拉长、折叠成为逗号型小体，进一步变成S-型小体，其中S-型小体的上枝将分化为远端小管并与集合管融合，中间枝即成为未来的近端小管，下枝或远端部分形成勺状囊样结构，其外侧细胞将发育为肾小球的壁层上皮细胞，其内侧细胞将发育为肾小球的脏层上皮细胞，即足细胞。随之血管球突入勺状囊样结构的靠近中间枝的部位，形成不成熟的肾小球，即毛细血管拌期肾小球（C-期肾小球）形成，最终形成成熟的肾小球（Nigam[11]，1996）。在人类，9周龄胎儿形成第一个肾小球，直至36周龄胎儿集合管的壶腹停止生长并消失，新的肾单位也不再形成（Davies[12]，1999）。本研究表明，兔在1.9 cm胎儿期时已形成初级肾单位，在2.75 cm至4.7 cm胎儿期时处于肾单位形成旺盛期，到10.35 cm胎儿期肾单位发生已处于停滞期。

参考文献：

[1] Held P J，Port F K，Webb R L，et al.Excerpts from united states renal data system 1995 Annual data report[J] .Am J Kidney Dis，1995，26（4 Supp l2）：S1-186.

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[12] Davies J A . The kidney development database[J] . Dev Genet，1999，24：194.

Histological observation of metanephric kidney development in rabbit fetus

LI Tian-tian1，2，ZHOU Jin1，LIU Jing-xia1，SONG Xue-xiong1
（1.Qingdao Agricultural University，Qingdao 266106，China；2.Bureau of Animal Husbandy and Veterinary Medicine of xiaogan county of Hubei province，Anlu 432600，China）

Abstract：In order to clarify the histologic features of metanephric kidney development in rabbit fetus, we collected the kid⁃neys from four groups of Belgian hare fetus（average body length were 1.9，2.75，4.7，and 10.35 cm）and observed the histological changes of kidney development with microscope .The results showed that：A Drosophila melanogaster egg form of kidney was ob⁃served in 1.9 cm group，the five primary renal corpuscles were collected in the centre of kidney，the distal tubules were distributed in the backside and hindside of renal corpuscles，and the proximal tubule were distributed in the outside；In 2.75 cm group，it was already differentiated to cortex and medulla.The first generation of renal corpuscle was observed in the deep cortex，and the branch⁃es of the ureteric bud and the different developmental stages of renal corpuscles were observed in superficial cortex . In 4.7 cm group，the 1～3 generations of renal corpuscle were observed in thick deep cortical and the superficial cortex，which is similar to 2.75 cm group . In the 10.35 cm group，the 1～7 generations of renal corpuscle were observed in thickened deep cortex，but no branches of the ureteric bud and the different developmental stages of renal corpuscle in the superficial cortical，and the renal pyra⁃mid and medullary ray was obvious and the renal papilla was slender.These results indicate that the nephron development of rabbit fetus is via branches of the ureteric bud, and it starts in the centre expand to outward and fordizes the nephrone at superficial cor⁃tex and stops generation of the nephrone when the fetus is close to the birth.

Key words：rabbit；fetus；kidney；development；histology

中图分类号：Q954.61

文献标志码：A

文章编号：0529-6005（2016）05-0018-03

收稿日期：2014-12-31

基金项目：国家自然科学基金项目（31372392）

作者简介：李田田（1990-），女，助理兽医师，硕士，从事动物卫生监督工作，E-mail：495021473@qq.com

通讯作者：宋学雄，E-mail：sxx1959@163.com

Corresponding author：SONG Xue-xiong