不同月齡小型豬免疫器官組織形態學觀察

免疫器官包括中央免疫器官和周圍免疫器官。哺乳類動物中樞免疫器官包括胸腺和骨髓,分別是T、B淋巴細胞發生、分化和成熟的場所;外周免疫器官包括脾臟和淋巴結,是機體識別外來和自身發生異常抗原物質并產生免疫應答及免疫記憶的場所。免疫器官所處的功能狀態不同對機體的作用明顯不同,當其功能低下時,機體容易受外界致病因子的侵蝕而發生感染性疾病,但有利于器官移植物的存活;當其功能過度增強時,機體則容易發生自身免疫性疾病,因此,只有當免疫器官的功能處于正常情況下,才能對機體內外環境的穩定起到完善的調節作用。免疫器官正常的形態學是其發揮免疫防御功能的基礎,不同種屬、同一種屬動物的不同發育時期免疫器官的組織結構存在明顯的時空差異,研究動物不同發育階段免疫器官的組織形態學特點對于弄清免疫相關疾病發生的機理及建立其診斷與治療的動物模型具有重要的意義。隨著免疫學的發展,許多動物免疫器官的組織結構和生理功能已被深入研究,如鼠、雞、魚、羊、雙駝蜂等動物及人類等。豬免疫器官的相關研究也早有報道,1979年和1983年,郭樹譽等、金以豐等分別對豬胸腺提取物的制備及其對淋巴細胞DNA復制和轉錄的刺激作用進行了研究。后來,郁曉梅等、劉克琳等對豬的淋巴結組織結構進行了觀察研究。此后的一段時間內,有關豬免疫器官的研究報道較少。但近些年,由于器官移植的發展,豬免疫器官在器官移植中的作用再次受到關注,如2005年,瞿冀琛等研究了豬脾細胞注入猴胸腺內對豬心移植物存活時間的影響。但是,關于小型豬不同發育階段免疫器官比較組織形態學的研究國內至今還未見有報道。小型豬尤其是近交系小型豬由于其解剖學、生理學特性等方面與人的相似性被認為是人類相關疾病研究較為理想的動物模型。為了加快近交系小型豬的開發應用,本實驗室已經對近交系五指山小型豬消化系統、泌尿系統和心臟的解剖特點進行了觀察。在此基礎上,本實驗通過組織學的方法對我國近交系五指山小型豬不同發育月齡免疫器官的組織學特點進行比較研究,進一步為其實驗動物化和生物醫學的應用提供基礎資料。1材料和方法1.1小型豬性能好本實驗選用2、4和12月齡F16代近交系五指山小型豬各5頭,雌雄不限,平均體重分別為4.41、14.43和29.75kg,均由中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所提供。1.2石蠟切片的制備動物稱重后用20%的烏拉坦(urethane,1g/kg體重)深度麻醉,新鮮配制的4%多聚甲醛磷酸鹽緩沖固定液(pH7.4)灌流固定4h,然后打開胸腹腔及頸部分別取出各免疫器官放在相同的固定液中繼續固定,充分固定后,制作石蠟切片(厚6μm),進行HE染色。染色后觀察結果并進行顯微拍照。2結果2.1髓質內發生情況胸腺表面包有結締組織被膜,被膜內有豐富的毛細血管,被膜外側為厚厚的脂肪細胞。被膜向內伸入胸腺實質將胸腺分成許多小葉,每個胸腺小葉都可分為皮質和髓質兩部分,皮質在外,髓質在內(圖3)。皮質內以胸腺細胞為主,胸腺細胞呈圓形,胞核大而圓,幾乎沒有胞質,故著色較深,在胸腺細胞中分布有網狀上皮細胞,胞質淡染,胞核呈圓形或橢圓形,細胞輪廓不清晰(圖1、4)。胸腺細胞和上皮細胞之間有豐富的毛細血管,皮質和髓質交界處有高內皮靜脈。髓質內胸腺細胞相對較少,可見許多上皮樣網狀細胞,上皮細胞體積較皮質大,胞質較寬。在髓質內還分布有許多胸腺小體,大小不一,小體的中央為折光性較強的嗜酸性膠質,周圍為胸腺上皮細胞,兩者之夾有巨噬細胞,小體的外周常有嗜酸性粒細胞(圖2)。2.2白髓、紅髓和紅髓的組成五指山小型豬脾臟也由被膜和實質兩部分構成,被膜致密結締組織較厚,內含豐富的平滑肌和彈性纖維,被膜伸入實質形成發達的脾小梁(圖5)。脾實質包括白髓和紅髓構成,其中分布有許多橢球,兩者之間沒有明顯的界限(圖6)。白髓由脾小體、動脈周圍組織淋巴鞘和邊緣區構成,邊緣區位于白髓和紅髓的交界處,動脈周圍組織淋巴鞘由中央動脈和周圍密集的淋巴細胞構成,大多數只有一條中央動脈,少數可見兩條(圖7),動脈周圍的淋巴細胞多少不一,在同一切面上使淋巴鞘大小不等。脾小體位于動脈周圍組織淋巴鞘的一側,大部分為圓形,界限不清楚。邊緣區著色稍淡,其內有豐富的微小動脈。紅髓主要分布在被膜下和小梁的周圍,或填充于白髓之間,由脾索和脾竇構成,其間填充有大量的紅細胞(圖8),脾索由淋巴細胞、紅細胞和網狀纖維相互連接呈分支條索狀,條索狀的脾索再相互交錯構成網狀。脾竇分布于脾索中,形狀不一,有的呈圓形,有的呈索狀,脾竇的大小隨血液的充盈程度而變化。2.3竇的形態、組織形態五指山小型豬淋巴結與其它豬的淋巴結結構相同,由被膜和實質構成,被膜為一層較疏松的結締組織,向內深入到淋巴結的實質形成小梁(圖12),被膜下有被膜下淋巴竇(圖9),小梁周圍有小梁周竇(圖12),其內充有許多星形內皮細胞以及淋巴細胞和巨噬細胞。實質由皮質和髓質兩部分構成,皮質和髓質分界不明顯(圖9)。皮質著色較深,淋巴細胞較多,排列緊密呈球狀,又稱淋巴小結(圖11)。副皮質區位于皮質與髓質的交界處,著色較淡,細胞較少,排列稀疏,樹突狀細胞較多,細胞之間分布有豐富的毛細血管后尾靜脈,靜脈內皮細胞呈索狀,胞核著色較淡。髓質由髓索和髓竇構成,其內有豐富的毛細血管分布(圖10)。髓索主要是由B淋巴細胞排列成的索狀淋巴組織,從整體上看,髓索著色較淺,細胞排列疏松,有突起的細胞較多。髓竇分布髓索之間,其內可見較多巨噬細胞。3討論3.1分離株小鼠內臟組織結構的變化胸腺是中樞淋巴器官,產生和培育T淋巴細胞,在細胞免疫中起中樞作用。在個體發育過程中,胸腺是首先發育并起作用的淋巴器官,其結構隨著年齡的增長不斷發生變化,4月齡與2月齡近交系五指山小型豬胸腺相比,胸腺小體和胸腺上皮細胞的數量有所增多,處于分裂期的胸腺細胞和成熟胸腺細胞的數量也增多,細胞排列更加密集(圖1-2),這表明從2月到4月齡胸腺由于受外界抗原的刺激正處于旺盛的發育期。12月齡時,胸腺細胞數量減少,排列疏松,胸腺小體數量沒有明顯的變化,巨噬細胞及皮質外脂肪細胞增多(圖3-4)。胸腺的這種變化與陳擁彬、魏嵐等報道的小鼠胸腺隨年齡變化的結果相一致。另外,從切片上看,2月齡時胸腺小體周圍可見有許多空泡狀細胞、變形細胞碎片及嗜酸性粒細胞(圖1),4月齡較少,12月齡時幾乎觀察不到,提示這種結構可能與胸腺的功能發育有關。脾臟的組織結構隨年齡的變化與胸腺的不同,從2月齡到12月齡,脾被膜逐漸增厚,2月齡時僅有較少的平滑肌和彈性纖維夠成(圖5),12月齡時,被膜平滑肌增厚為內縱、外環兩層,彈性纖維排列緊密(圖6)。4月齡時脾內橢球樣結構較少,12月齡明顯增多。白髓內動脈周圍組織淋巴鞘和脾小結也隨年齡增長逐漸增多增大,但以4月齡時最多(圖7),這與大鼠和雞的脾臟變化基本一致,說明脾臟免疫力隨年齡的變化呈一定的不規則性。五指山小型豬淋巴結的結構與其他豬種的基本一致,2月齡淋巴結皮質在內,髓質在外(圖9),4月齡兩者分界不明顯(圖11)。從2月齡到4月齡,淋巴結內淋巴細胞數量逐漸增多,淋巴小結變大而明顯,副皮質區毛細血管逐漸增多(圖9-11),12月齡時,淋巴結髓質內淋巴細胞變少,毛細血管增多,淋巴結被膜增厚(圖12)。這表明隨著性成熟前淋巴結的免疫功能隨年齡的增長而逐漸增強,到成年后維持一定的水平并有所下降(圖1~12見彩插1,2)。3.2宿主的免疫能力胸腺內T細胞的分化和發育是從皮質向髓質的移動過程中完成的,T淋巴細胞的前體-原淋巴細胞進入胸腺,在分化過程中經歷胸腺選擇,凡能與機體自身抗原相結合或與自身MHC抗原不相容的胸腺細胞(約占95%)均被滅活或淘汰,僅少數細胞能繼續分化為成熟T細胞。在此過程中,胸腺小體對維持T淋巴細胞的培育和選擇環境起到非常重要的作用,胸腺小體的缺乏將導致胸腺不能完成其正常功能。許多研究證實,胸腺小體見于許多動物胸腺內,不同動物胸腺小體不同。爬行類、兩棲類和鳥類沒有完整的胸腺小體,僅有胸腺囊,但鴕鳥胸腺髓質內有囊狀胸腺小體,哺乳類有完整的胸腺小體。本研究顯示,近交系五指山小型豬胸腺小體與人和其他哺乳類動物基本相同,整個胸腺的結構與人沒有明顯的差異,是建立人類免疫相關疾病模型良好的實驗動物。脾臟和淋巴結都是機體外周淋巴器官,是免疫活性細胞受到抗原刺激發生免疫效應的場所,除具有免疫防御功能外,脾臟還具有造血、濾血、儲血等重要生理功能。所有脊椎動物中,除無頜類沒有脾臟外,其余均有脾臟,但哺乳類動物的脾臟進化程度最高,結構最完整。兩棲類和爬行類脾臟內含有許多充滿血液的陷窩樣結構。近交系五指山小型豬的脾臟內分布有許多橢球,