魏學盛,邵鵬陽,姚亞莉,姜芳霞,李明娜*,楊 耀
(1.甘肅農業大學 動物科學技術學院,甘肅 蘭州 730070;2.甘南州動物疫病預防控制中心,甘肅 合作 747000)
雌性動物生殖器官包含卵巢、輸卵管、子宮、陰道及外陰部。卵巢能夠排出卵子,決定卵子的質量及數量。因此很多學者集中于卵巢的結構及生理功能進行研究。然而,子宮與輸卵管的作用也至關重要。子宮與輸卵管相連,為中空的管道,是卵子和精子運行、受精、早期胚胎發育、附植及胎兒妊娠的主要場所[1];同時子宮上皮也能夠分泌激素,調控卵巢周期性活動。因此研究子宮與輸卵管的結構有助于更深入了解雌性動物繁殖機理。
隨著生物學研究由體外實驗轉向體內,小鼠目前成為廣泛使用的實驗動物,這與小鼠體積小、生長周期短、易于飼養、成本低等優勢息息相關。因此通常選擇小鼠作為研究人和哺乳動物生理、繁殖和病理現象的理想模型[2]。
本實驗選取幼齡和成年小鼠的子宮和輸卵管為研究對象,制作石蠟切片,HE方法染色,比較幼鼠和成鼠子宮和輸卵管的形態學差異,以期闡明子宮和輸卵管的發育規律,為深入了解小鼠生殖器官的生理功能提供理論參考。
本研究選取10只4周齡和10只8周齡SPF清潔級雌性小鼠,均購自蘭州獸醫研究所。飼養3 d無異常后用于后續實驗。
伊紅、蘇木精、中性樹膠購自索萊寶生物公司;甲醛、乙醇、二甲苯購自國藥集團化學試劑有限公司;石蠟購自上海華靈康復器械廠。
脫水機 KEDEE KD-TS3A,攤片機 KEDEE KD-P,烘片機 KEDEE KD-H,普通光學顯微鏡,切片機 LEICA RM2235等。
1.4.1 組織固定 飼養3 d后,選取體重相近的成年小鼠(32.42±2.75 g)和幼年小鼠(24.45±2.65 g)各6只,做好標記。斷頸法處死小鼠,分離出小鼠子宮和輸卵管,浸入4%甲醛固定液中,使組織蛋白質變性并防止胞死亡后自溶或細菌分解。
1.4.2 流水 將組織從固定液中取出,放在微水流中流水沖洗12 h。
1.4.3 脫水透明 用不同濃度酒精(從低到高)作為脫水劑,逐步脫去組織中的水分,再將組織置于二甲苯中透明,以二甲苯替換組織中的酒精。本步驟借助自動KEDEE KD-TS3A脫水機進行脫水透明,具體濃度與時間如下:酒精(75%)45 min,酒精(85%)45 min,酒精(95%)45 min,酒精(95%)45 min,酒精(100%)45 min,酒精(100%)30 min,二甲苯酒精30 min,二甲苯7 min,二甲苯7 min,二甲苯石蠟45 min,石蠟45 min,石蠟45 min。
1.4.4 浸蠟與包埋 將自動脫水機內的組織取出,按合適的方位置于模具中,緩慢倒入已經融化好的石蠟。整個過程要求迅速、平穩。
1.4.5 切片與貼片 將包埋好的蠟塊固定于切片機上,切成5 um薄片。將切下的薄片放至25℃的水中攤平,再貼至載玻片上(此過程要求動作輕緩,不產生氣泡為宜)。最后將載玻片置于45℃的烘片機上烘干。
1.4.6 脫蠟染色 將烘干的切片進行脫蠟,采用蘇木精-伊紅(HE)方法進行染色,具體操作過程如下:二甲苯5 min,二甲苯5 min,苯乙醇3 min,100%乙醇2 min,100%乙醇2 min,80%乙醇2 min,蒸餾水2 min,蘇木精染色液30 s,蒸餾水1 min,分化液(1%鹽酸+99%乙醇)2 s,蒸餾水30 s,0.5%伊紅染色液30 s,80%乙醇2 s,95%乙醇2 s,95%乙醇2 s,100%乙醇2 s,100%乙醇2 s,二甲苯2 mi n,二甲苯2 min,最后用玻璃棒蘸取適量中性樹膠于載玻片上,蓋上蓋玻片待凝固后觀察結果。
1.4.7 鏡檢 將制作好的切片置于顯微鏡下觀察、拍照。
家畜子宮分為子宮角、子宮體和子宮頸三部分組成。從子宮頸前端到子宮基部為子宮體。子宮頸前端與子宮體內相通,后端突入陰道內稱為子宮頸陰道部。從組織結構由外向內依次為漿膜、肌層及黏膜。子宮漿膜與子宮闊韌帶的漿膜相連接。子宮黏膜由上皮和固有膜構成,上皮陷入固有膜構成子宮腺。小鼠與家畜不同,為雙子宮,呈“Y”型。左右子宮角匯合至子宮體,形成兩個獨立的子宮,再向外匯合形成子宮頸。如圖1所示,小鼠的子宮內膜腔上皮由單層柱狀上皮細胞構成,被大量的基質細胞所包圍[3]。固有膜又稱為基質膜,含有大量的淋巴、血管及子宮腺。子宮腺為簡單、分支、盤區的管狀腺,其中子宮腺以子宮角最為發達,子宮體較少。子宮內膜被平滑肌所構成的子宮肌層所包圍,形成子宮邊界。肌層外層薄,為縱行肌纖維,內層厚,為螺旋形的環狀肌纖維。

圖1 小鼠子宮組織切片圖
幼鼠與成鼠子宮切片進行比較,可以看出子宮結構,形態存在很大差異(見圖2)。成年小鼠子宮內膜褶皺多于幼年小鼠,子宮黏膜面積也較幼鼠大。內膜中子宮腺的數量也是成年小鼠多于幼年小鼠,這可能與成鼠完善的生殖功能有關。

圖2 成年與幼年小鼠子宮角切片圖
輸卵管是卵子進入子宮的必經之道,包在輸卵管系膜內,形狀彎曲。輸卵管的管壁從外向內由漿膜、肌層和黏膜構成(見圖3)。肌層可分為內層的環形或螺旋形肌束和外層的縱行肌束(見圖4),其中有斜行纖維,使整個管壁能協調地收縮。肌層從卵巢端到子宮端逐漸增厚,黏膜形成若干縱璧。黏膜上分布有柱狀纖毛細胞和無纖毛的楔形細胞[4](見圖4)。纖毛細胞在輸卵管的卵巢端,特別是在輸卵管的傘部,較普遍,子宮端較少。無纖毛楔形細胞為分泌細胞,含有特殊的分泌顆粒,其大小和數量在不同種間和發情的不同時期有著很大的變化。分泌的黏蛋白和黏多糖,可供給早期胚胎營養,且結構和分泌機能也受卵巢激素的調節。

圖3 成年小鼠輸卵管組織切片圖

圖4 成年小鼠輸卵管組織切片局部圖
幼鼠與成鼠輸卵管切片比較,成鼠黏膜較發達。幼鼠輸卵管縱壁較成鼠少,且直;相反成鼠輸卵管中縱壁多而彎,還有不同程度的分支現象。成鼠每個縱壁黏膜上皮的纖毛細胞和分泌細胞較多,細胞小而密,同時纖毛分布較多;幼鼠中這兩類細胞較大,細胞核明顯,分布疏松(見圖5)。

圖5 成年與幼年小鼠輸卵管切片圖
動物到達初情期后,能夠排出有受精能力的精子或卵子,然而生殖器官還未成熟[5],因此不能作種用。本研究中比較幼鼠和成鼠的子宮和輸卵管形態結構,發現子宮黏膜和輸卵管黏膜都存在很大差異,包括腺體的數量、子宮內膜褶皺及輸卵管縱壁等,表明幼鼠至成鼠生長過程中,生殖器官也持續發育,結構趨于成熟,功能趨于完善。因此在生產實踐中常見對幼畜實施超數排卵,以得到一定量的具有受精能力的卵子,后通過體外成熟、體外受精,將質量較好的胚胎移植入成年雌性動物體內妊娠,縮短世代間隔,加快育種進程。
成鼠子宮腔上皮較幼鼠發達,一方面向子宮腔延伸,另一方面向子宮內膜延伸形成更多腺體;整體看來子宮內膜褶皺增多。同時成鼠輸卵管縱襞也較幼鼠發達,纖毛細胞和分析細胞數量增多。以上結構均為卵子的運行提供方便。卵子排出后在輸卵管中運行,依靠輸卵管黏膜的纖毛擺動及輸卵管管壁的收縮將卵子輸送向前;受精后的受精卵到達子宮后,同樣依靠子宮內膜褶皺的蠕動及子宮壁的收縮運動。因此,成年小鼠的子宮和輸卵管結構完善,具備卵子受精及妊娠的生理環境。
本研究初步對成年和幼年小鼠子宮和輸卵管進行組織形態學觀察,發現成鼠子宮腔上皮較幼鼠發達,內膜結構完善;輸卵管縱壁結構分支明顯,細胞分布緊密,纖毛數量多。