巴馬小型豬胰腺解剖學特點*

趙玉瓊 戴 鑫 陳 華

(解放軍總醫院實驗動物中心，北京 100853)

豬與人類在解剖、代謝、生理和病理生理學方面十分相似，而且繁殖率高、倫理上可接受。在食品生理學、肥胖、代謝和心血管疾病的轉化研究方面，其應用也明顯增長。在開發新的治療措施方面，豬成為從經典的嚙齒類動物模型轉化到人類的橋梁[1-2]。應用豬測試藥物(如他汀類藥物)和設備(如血管支架)已經被認為對于此后轉化到人類應用具有很高的預測價值[3-4]。

胰腺是消化和代謝的重要器官，以往關于豬胰腺的解剖與結構的研究側重于胰腺移植和胰島移植方面的應用，為改善胰腺的迅速獲取和以灌注為基礎的體外保存技術，對于豬胰腺血管解剖和分布進行詳細的描述。此外，為獲得在胰島分離前導入蛋白酶荷載的最佳胰腺膨脹程度，對胰腺分泌導管的解剖結構和分布進行詳細的描述[5-7]。對于代謝研究方面的解剖學數據，如胰島的形態及其在胰腺中的占比等，還需要進一步補充和完善。本研究利用實驗室科研工作中的對照組動物，描述巴馬小型豬胰腺的解剖學特點和基礎數據，為小型豬在消化和代謝領域的研究和應用提供基礎資料。

1 材料和方法

雄性巴馬小型豬24頭，14～15月齡，體質量35.3～64.0 kg，實驗動物使用許可證號：SYXK(軍)2017-0017。所有動物研究(包括安樂死程序)均符合解放軍總醫院實驗動物福利倫理委員會規定和指南，并根據AAALAC和IACUC指南進行。 福利倫理審查批號：(ID：2018-D14-26)。動物麻醉后(以25 mg/kg鹽酸塞拉嗪+0.25 mg/kg咪達唑侖混合液肌肉注射誘導麻醉，以6 mg/kg戊巴比妥鈉靜脈注射維持麻醉)，股動脈放血致死。常規程序解剖檢查及取材。

小心剝離胰腺，照相后稱質量，計算胰腺系數(胰腺/體質量)。

將胰腺按照十二指腸葉、脾葉和連接葉切開，分別放入4%多聚甲醛溶液固定。復檢時，在每個葉的中央部位取組織各2塊(相距1 cm)，常規制作石蠟切片。分別進行HE染色和胰島素免疫組化染色。免疫組化所用胰島素抗體購自Abcam(小鼠抗人胰島素單克隆抗體，ab46707)，DAB顯色系統。

胰腺中胰島的占比計算方法：以HE染色的切片觀察并計算胰島的占比。每個葉計算2張切片(應用Image-Pro Plus 4.5軟件)，每只動物胰島占比按照6張切片獲得的平均值計算。

胰島β細胞體質量系數：以胰島素免疫組化染色陽性細胞為β細胞，觀察并計算胰腺組織中陽性細胞的占比。每個葉計算2張切片，每只動物胰島β細胞的占比按照6張切片獲得的平均值計算。利用β細胞的占比值和胰腺質量推測胰島β細胞的質量，并計算相對質量。

2 結果

2.1 胰腺大體形態

巴馬小型豬的胰腺呈粉紅色、質軟，表面呈結節狀，被覆薄層的疏松結締組織，邊緣不規則。大體結構可分為3個葉，即脾葉、十二指腸葉和連接葉。脾葉(對應人類胰腺的胰體和胰尾)位于后側，與脾臟和胃相連；十二指腸葉(對應人類胰腺的胰頭)與十二指腸毗連，而連接葉(對應人類胰腺的鉤突)是胰腺的延伸，與門靜脈前面相連。通常在胰腺還有一個纖細的“橋”，用于連接脾葉和連接葉(圖1)。

圖1 巴馬小型豬胰腺大體解剖圖片

胰腺的大體形態變異較大，總體上還能分出3個葉的結構。胰腺占比體質量的0.09%～0.15%，對于本研究的24例胰腺，我們初步分為標準型、纖細型和粗壯型，在24頭小型豬中，分別占比16/24、6/24和2/24，個體變異較大(SD=0.023)。

2.2 胰腺的組織形態

胰腺表面的結締組織伸入腺體內，將其分隔成許多小葉。胰小葉主要由腺泡和導管組成。胰腺的血管、淋巴管和神經均經結締組織隔進出胰腺。胰腺是重要的消化器官，它由外分泌部和內分泌部組成。外分泌部是由腺泡和導管構成的漿液性復管泡狀腺，組成胰腺的大部分。內分泌部是由上皮細胞組成的許多細胞索或團，稱為胰島。

光學顯微鏡下，小型豬的胰島在胰腺中散在分布，大小不一，普遍較小，以幾個、十幾個內分泌細胞組成的細胞叢樣超小胰島居多。HE染色條件下，胰島細胞相對淡染(圖2“→”處)，與外分泌腺分辨比較清晰，胰島的邊界規整。胰島素免疫組化染色發現，胰島中胰島素陽性細胞(β細胞，染色呈棕色)占絕大多數(圖2)。

圖2 巴馬小型豬胰腺組織學圖片

2.3 胰島/胰腺和胰島β細胞體質量指數

在HE染色的切片，胰島與外分泌腺能夠明確區分。每個胰腺選擇6個代表性切面，以這6個切面的平均值推測計算了胰腺中胰島的占比。結果表明，巴馬小型豬胰島占比胰腺的1.52%～4.98%(3.15%±1.42%)。

在胰島素免疫組化染色的切片，胰島素陽性細胞呈棕色(DAB顯色)，與藍色襯染的其他細胞區分明顯，以胰島素陽性細胞為β細胞，計算β細胞的占比，再以胰腺的質量計算β細胞質量，從而得出β細胞的質量指數。結果表明，巴馬小型豬胰島β細胞相對質量為0.548～1.023 g(0.827±0.200 g)，β細胞占體質量的比例為0.012‰～0.024‰(0.020‰±0.006‰)。

3 討論

隨著社會經濟的發展和人們生活水平的提高，肥胖、脂肪肝、糖尿病、代謝綜合征、動脈粥樣硬化等代謝相關性疾病快速增長。動物模型是探討疾病發病機制、測試新藥的功效和安全性的重要手段。目前，代謝相關性疾病的實驗研究仍然主要應用嚙齒類動物模型，這是由于它們具備維持費用低廉，標準化的飼養環境，倫理上的易于接受，快速繁殖的生物學特性，高效和成熟的遺傳修飾技術，大規模的標準化表型分析計劃，以及方便應用的大規模的參考信息數據庫[8]。利用這些動物模型，獲得了關于嚙齒類動物代謝相關的豐富知識，包括從基因調控到維持動物整體代謝穩態。然而，由于嚙齒類動物在代謝方面與人類的差異較大，很多研究成果，包括新藥和治療手段，向臨床的轉化效力低下[9-10]。

近年來，小型豬在肥胖、糖尿病和動脈粥樣硬化等代謝相關疾病研究領域受到廣泛重視，相關研究也快速增加[11-12]。胰腺由于在消化和代謝中的重要性，對于小型豬胰腺解剖學基礎數據的建立十分必要。在人類、小鼠和非人靈長類動物，胰腺呈L型，包括胰頭、胰體(十二指腸部)和胰尾(脾部)，而豬的胰腺是環形的，包括脾葉、十二指腸葉和連接葉。豬胰腺的脾葉是最大的部分，占比胰腺質量的約50%。豬胰腺在大小、位置和質量上與人類相似[13-14]。總的胰島β細胞質量，作為胰島素分泌能力和胰島素分泌儲存池，不同種類動物之間變異很大。研究顯示, 在成年人類和豬/小型豬，總的胰島β細胞質量估計分別為0.5～1.5 g[15-16]和0.5～1.9 g[13,17]。我們的研究結果也與之相似。臨床研究發現，2型糖尿病的發展過程是一個持續的β細胞功能減退的過程，大多數患者，不管胖瘦與否，均表現為胰島β細胞數量的純粹減少。通過對2型糖尿病患者的尸檢發現，普遍存在胰腺胰島β細胞的顯著減少和淀粉樣蛋白的沉積[18-20]。由于動物和人類的胰島β細胞數量是有儲備的，到底減少到什么程度才能達到血糖的失調，形成持續性的高血糖,胰島β細胞數量的基礎數據成為重要參照指標。我們的研究發現，胰島β細胞數量比對照組平均減少64.7%～71.4%時，巴馬小型豬完全能夠進行正常的血糖調控，保持血糖的穩定。此時，小型豬的血清胰島素水平和糖耐量完全正常。當胰島β細胞平均減少幅度達到83.1%～87.3%時，則形成了顯著的高血糖，此時的血清胰島素水平顯著降低、糖耐量受損。Dufrane等[21]應用150 mg/kg鏈尿佐菌素(STZ)可造成豬97%的胰島β被破壞，4周后胰島β細胞減少92.8%，導致永久性的糖尿病。因此，我們實驗室建立的小型豬胰島解剖學基礎數據，為小型豬在代謝相關疾病研究中的應用提供了重要基礎。