侯永革,王保芝,王金立,王俊峰,崔 芳,孟 麗 (.河北省石家莊市第一醫院神經內科,河北 石家莊 0500;.河北醫科大學基礎醫學院人體解剖學教研室,河北 石家莊05007;.河北醫科大學基礎醫學研究所電鏡實驗中心,河北 石家莊05007)
·論著·
大鼠側腦室脈絡叢及叢上細胞結構特點的電鏡觀察
侯永革1,王保芝2*,王金立2,王俊峰2,崔 芳3,孟 麗3
(1.河北省石家莊市第一醫院神經內科,河北 石家莊 050011;2.河北醫科大學基礎醫學院人體解剖學教研室,河北 石家莊050017;3.河北醫科大學基礎醫學研究所電鏡實驗中心,河北 石家莊050017)
目的探討大鼠側腦室脈絡叢及叢上細胞的結構特點。方法選用成年雄性SD大鼠5只,在深度麻醉下通過主動脈灌注醛類固定液,取側腦室脈絡叢組織制備樣品,進行掃描電鏡和透射電鏡觀察。結果掃描電鏡觀察顯示,側腦室脈絡叢表面由平行方式形成的皺襞或脊組成,上皮細胞游離面可見大量微絨毛;脈絡叢表面可見許多叢上細胞,其胞體帶有偽足樣突起。透射電鏡觀察顯示,脈絡叢上皮細胞下為有孔型毛細血管,上皮細胞之間為縫隙連接;脈絡叢上皮細胞內有豐富的線粒體和分泌囊泡;叢上細胞的細胞體和偽足狀突起內,可見次級溶酶體或吞噬體。結論大鼠側腦室脈絡叢及叢上細胞的細微和超微結構特點,為深入研究其生理和病理意義,提供了形態學基礎。
脈絡叢;側腦室;細胞結構;大鼠
10.3969/j.issn.1007-3205.2014.09.002
腦室內的脈絡叢,尤其是側腦室脈絡叢,是產生腦脊液(cerebrospinalfluid,CSF)的主要場所,也是血-腦屏障的部位所在。脈絡叢的結構改變,會直接影響腦脊液的產生,從而造成腦脊液循環障礙[1]。因此,研究脈絡叢的微觀結構特點,對于闡明脈絡叢在腦脊液的產生及循環中的作用具有重要意義。但是,有關脈絡叢微觀結構的報道目前尚少。本研究觀察大鼠側腦室脈絡叢及叢上細胞的細微和超微結構特點,以期為探討其功能提供形態學依據,報告如下。
1.1 實驗動物:選用成年雄性SD大鼠5只,10月齡,體質量250~300g,由河北省實驗動物中心提供。動物經主動脈插管灌注固定取材,用于電鏡組織樣品的制備。
1.2 方法
1.2.1 主動脈灌注組織內固定:用6%水合氯醛(0.5mL/100g,天津市永大化學試劑開發中心)腹腔注射深度麻醉后的大鼠,仰臥位固定于手術臺上,自劍突下沿胸骨兩側旁開1.0cm向上剪開胸腔及心包,充分暴露心臟及升主動脈,將灌注針插入左心室并送至升主動脈內,并用止血鉗固定;首先經升主動脈快速灌注溫生理鹽水約100mL,然后用3%多聚甲醛(天津市永大化學試劑開發中心)和1%戊二醛(天津市科密歐化學試劑有限公司)混合固定液(4℃,pH=7.4)200mL灌注,組織內灌注固定2h。
1.2.2 掃描電鏡樣品制備和觀察:血管灌注組織內固定后,開顱取腦,并從側腦室切取帶有脈絡叢的腦組織,置于2.5%戊二醛溶液中浸泡固定3h,放置于4℃冰箱內保存、備用。組織樣品經30%~100%梯度乙醇脫水,叔丁醇置換及凍結、升華干燥、金離子鍍膜后,將樣品黏貼于樣品托上,進行掃描電鏡(日本HitachiS-3500N型)觀察、攝像,加速電壓20kV。
1.2.3 透射電鏡樣品制備和觀察:經醛類固定液固定的標本,修切組織塊后置于1%鋨酸進行組織后固定,行30%~100%梯度丙酮脫水、丙酮-樹酯(Epon-812)置換和包埋;樹酯包埋的組織塊經半薄切片觀察,確定包含所需組織后,進行超薄切片;將超薄切片置于200目銅網上,經醋酸鈾和檸檬酸鉛重金屬電子染色后,進行透射電鏡(日本HitachiH-7500 型)觀察、攝像,加速電壓80kV。
2.1 掃描電鏡觀察:大鼠側腦室脈絡叢表面,呈現以前后平行方式排列的皺襞或嵴樣形態,這些皺襞或嵴的密度不一。脈絡叢上皮細胞輪廓清晰,大小基本一致,直徑7~11μm。各個脈絡叢上皮細胞之間排列緊密,其游離面(腦室面)形狀不規則,呈圓形、橢圓形或多角形(圖1)。在高倍鏡下觀察,可見大量微絨毛密布在脈絡叢上皮細胞的游離面,微絨毛的外形不規則,呈多樣化,有些脈絡叢上皮細胞的微絨毛中,可見到少量纖毛。脈絡叢表面(腦室面)可見散在分布的叢上細胞;這些叢上細胞匍匐在微絨毛表面,叢上細胞形似蜘蛛,胞體呈橢圓形,可見從胞體上發出的偽足樣突起(圖2)。
2.2 透射電鏡觀察:大鼠側腦室脈絡叢有3種成分清晰可見。一是位于中心部位的有孔型毛細血管,窗孔分布不均,孔徑大小不一,約50nm,孔上有一厚約6nm的隔膜封閉;毛細血管內皮細胞間連接松散,細胞間隙開放。內皮細胞的胞核呈橢圓形,異染色質豐富。非胞核的部分胞質很薄,含有少量的細胞器。二是毛細血管的周圍間隙(血管周隙),含有大量的疏松結締組織和散在的間質細胞。三是最外層的脈絡叢上皮細胞,上皮細胞為單層立方形,排列緊密,核呈圓形或橢圓形,常位于細胞基底部;核內常染色質豐富,少見異染色質,核仁明顯,呈偏位。上皮細胞的胞質內含有豐富的線粒體,形狀不規則,多圍繞胞核分布;粗面內質網和游離核糖體較多,還可見較多的分泌囊泡以及少量的初級及次級溶酶體。在上皮細胞的游離面,帶有密集而結構復雜的微絨毛,其頂端多膨大為球形和棒狀的小泡,內含均質狀物質。上皮細胞基底面的質膜,常折疊形成很多質膜內褶,細胞外有一層完整的基膜。相鄰上皮細胞之間有縫隙連接,近游離緣有緊密連接封閉(圖3)。透射電鏡觀察到脈絡叢上細胞,叢上細胞及伸出的偽足狀突起,匍匐于微絨毛上。叢上細胞的胞質電子密度較高,細胞核較大,常呈偏位。在叢上細胞內,常可見到初級溶酶體、次級溶酶體或吞噬體(圖4)。
腦室脈絡叢由富含血管的軟膜與室管膜直接相貼,突入腦室而形成皺襞或絨毛樣結構[2],是集腦脊液產生、分泌及轉運為一體的脈絡組織結構[3]。研究[4]表明,90%腦脊液由脈絡叢產生,是腦內非常有效的解毒系統。脈絡叢結構和功能的完整性,是維持中樞神經系統內環境相對穩定的關鍵。因此,積極研究脈絡叢的細微和超微結構特點,對于深入探討脈絡叢的功能,可提供形態學依據。
本研究透射電鏡觀察顯示,脈絡叢由3種結構成分組成。以有孔型毛細血管為中心,周圍包繞疏松的結締組織,外表襯覆脈絡叢上皮。脈絡叢上皮細胞游離面(腦室面)有許多微絨毛,具有活躍的分泌功能,是產生腦脊液的主要結構。相鄰上皮細胞頂部之間緊密連接,堵塞細胞間隙,被認為是血-腦屏障的主要結構基礎[5-7]。
大鼠脈絡叢毛細血管為有孔型毛細血管,孔徑大小不一,約50nm,孔上有一層菲薄的隔膜;脈絡叢上皮細胞間連接松散,可見較大的間隙,游離面可見大量微絨毛結構,均有助于小分子物質的轉運。有研究[8]表明,大部分水、電解質、葡萄糖等小分子物質,可通過脈絡叢細胞的皺褶樣基底膜和頂端密集的絨毛,從血液轉移到腦脊液。脈絡叢上皮細胞之間存在縫隙連接,通透性大,有助于大分子物質的轉運。另外,脈絡叢上皮細胞內存在豐富的線粒體。眾所周知,線粒體是為細胞提供能量的細胞器,線粒體豐富也提示這類細胞是高耗能的細胞,可能與大量的離子主動轉運,維持腦脊液內的環境穩定有密切關系。
脈絡叢上皮細胞和叢上細胞內,均有大量囊泡樣結構、豐富的溶酶體。由此推測,脈絡叢上皮細胞,尤其是叢上細胞,具有旺盛的吞噬作用。有研究[9]表明,循環中的單核細胞可通過脈絡叢血管進入結締組織間隙,變成巨噬細胞,這些巨噬細胞穿越脈絡叢上皮進入腦室,因匍匐于脈絡叢稱叢上細胞。因此有學者[10]認為,叢上細胞是由循環中的單核細胞在脈絡叢上皮細胞間滲出與變形遷移而成。本研究透射電鏡觀察顯示,叢上細胞內含有大量溶酶體甚至吞噬體,形態多變并伸出偽足樣突起,具有吞噬細胞的結構特征,可能吞噬腦室內的微粒、蛋白或其他代謝產物。
綜上所述,脈絡叢及叢上細胞的細微和超微結構特點提示,它們在腦脊液的產生和腦脊液內有害物質的清除中,發揮重要作用;這為進一步研究脈絡叢及叢上細胞在不同生理和病理狀態下的變化,提供了形態和結構基礎。(本文圖見封二)
[1]DINGY,MCALLISTERJP2ND,YAOB,etal.Axonaldamageassociatedwithenlargementofventriclesduringhydrocephalus:asilverimpregnationstudy[J].NeurolRes,2001,23(6):581-587.
[2] 郭艷蘇,吳淑玉,李春巖,等.大鼠側腦室脈絡叢的超微結構特征[J].基礎醫學與臨床,2004,24(5):591-592.
[3]SEROTJM,FOLIGUETB,BéNéMC,etal.Choroidplexusandageinginrats:amorphometricandultrastructuralstudy[J].EurJNeurosci,2001,14(5):794-798.
[4]GHERSI-EGEAJF,STRAZIELLEN.Braindrugdelivery,drugmetabolism,andmultidrugresistanceatthechoroidplexus[J].MicroscResTech,2001,52(1):83-88.
[5] 成令忠,鐘翠平,蔡文琴.現代組織學[M].上海:上海科學技術文獻出版社,2003:46-47.
[6]ENGELHARDTB,SOROKINL.Theblood-brainandtheblood-cerebrospinalfluidbarriers:functionanddysfunction[J].SeminImmunopathol,2009,31(4):497-511.
[7]REDZICZB.Studiesonthehumanchoroidplexusinvitro[J].FluidsBarriersCNS,2013,10(1):10.
[8]BAEHRC,REICHELV,FRICKERG.Choroidplexusepithelialmonolayers--acellculturemodelfromporcinebrain[J].CerebrospinalFluidRes,2006,3:13.
[9]DESPIEGELAEREW,CASTELEYNC,VANDENBROECKW,etal.Electronmicroscopicstudyoftheporcinechoroidplexusepithelium[J].AnatHistolEmbryol,2008,37(6):458-463.
[10]TAMEGAOJ,TIRAPELLILF,PETRONIS.Scanningelectronmicroscopystudyofthechoroidplexusinthemonkey(Cebusapellaapella)[J].ArqNeuropsiquiatr,2000,58(3B):820-825.
(本文編輯:趙麗潔)
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《河北醫科大學學報》編輯部
ELECTRONMICROSCOPICOBSERVATIONONSTRUCTURALFEATURESOFCHOROIDPLEXUSANDEPIPLEXUSCELLSINRATLATERALVENTRICLES
HOUYongge1,WANGBaozhi2*,WANGJinli2,WANGJunfeng2,CUIFang3,MENGLi3
(1.DepartmentofNeurology,theFirstHospitalofShijiazhuangCity,HebeiProvince,Shijiazhuang050011,China;2.DepartmentofHumanAnatomy,theSchoolofBasicMedicalSciences,HebeiMedicalUniversity,Shijiazhuang050017,China;3.LaboratoryCenterofElectronMicroscopy,theSchoolofBasicMedicalSciences,HebeiMedicalUniversity,Shijiazhuang050017,China)
ObjectiveThestudywastoexaminestructuralfeaturesofthechoroidplexusandepiplexuscellsoftheratlateralventricles.MethodsFiveadultmaleSDratswereanesthetizeddeeplywith6%chloralhydrateintra-peritonealcavityandaorticperfusionwith3%polyformaldehydeand1%glutaraldehyde,thesamplesofthechoroidplexuswerecollectedandobservedwithscanningelectronmicroscope(SEM)andtransmissionelectronmicroscope(TEM).ResultsSEMshowedthesurfaceofthechoroidplexusoftheratlateralventricleswasconstitutedbyfoldsorcrestsinakindofparallelway,thefreesurfaceofthecellspresentedmicrovilli.Therewerepseudopodialprojectionsonthesurfaceofepiplexuscells.TEMshowedthatfenestratedcapillariescanbeseeninchoroidplexussubepithelialcells,gapjunctionscanbeobservedbetweenepithelialcells,alotofmitochondriaandendocytosisbubblescanbeseenincytoplasmofepithelialcells.Therewerepseudopodialprojectionsonthesurfaceofepiplexuscells.Secondarylysosomecanbeseeninepiplexuscells.ConclusionThestudyshowedthatthefineandultra-structuralfeaturesofthechoroidplexusandepiplexuscellsoftheratlateralventriclesmayprovideamorphologicalbasisforfurtherresearchofthephysiologicalandpathologicalsignificance.
choroidplexus;lateralventricles;cellularstructures;rats
2014-04-02;
2014-05-09
河北省衛生廳重點科研項目(20120044)
侯永革(1966-),男,河北行唐人,河北省石家莊市第一醫院副主任醫師,醫學碩士,從事神經內科疾病診治研究。
*通訊作者
R322.811
A
1007-3205(2014)09-0997-03