袁江玲，徐曉輝，史深，張燕，徐藝玫

(新疆維吾爾自治區(qū)疾病預(yù)防控制中心，烏魯木齊 830011)

子午沙鼠(Merionesmeridianus)屬嚙齒目(Rodentia)，倉(cāng)鼠科(Cricetid-ae)，沙鼠亞科(Gerbillinae)，沙鼠屬(Meriones)動(dòng)物，抗病力強(qiáng)，繁殖快[1-2]。該鼠具有體積小、性情溫和、繁殖力強(qiáng)、性成熟早、易馴眠和易飼養(yǎng)、有膽囊等特點(diǎn)，符合實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的優(yōu)選條件。子午沙鼠作為待開發(fā)的新的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物資源，已受到國(guó)內(nèi)外研究者的關(guān)注，在腦神經(jīng)外科及寄生蟲學(xué)等[3-5]許多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。野生子午沙鼠靠食用耐旱的灌叢植物的莖葉或者尚未掉落的種子補(bǔ)充體內(nèi)水分，腎臟的結(jié)構(gòu)與尿濃縮能力相適應(yīng)，因此其腎臟也具有一定的特征性[6]。本研究運(yùn)用光學(xué)顯微鏡技術(shù)研究了野生子午沙鼠腎臟的形態(tài)和組織學(xué)特點(diǎn)并與SD大鼠進(jìn)行比較，旨在揭示其腎組織結(jié)構(gòu)的特殊性，為子午沙鼠在生物學(xué)方面的研究提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

選取成年野生子午沙鼠和SPF級(jí)SD大鼠各20只，雌雄各半，用于解剖學(xué)及組織形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)分析及比較，12周齡的SD大鼠和體重72 g以上的子午沙鼠為成年鼠[7]。野生子午沙鼠于2015年5月捕獲自新疆輪臺(tái)地區(qū)，體重在60～110 g之間，屬子午沙鼠塔里木亞種，在室溫22～26℃、自然光照的普通實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下適應(yīng)性飼養(yǎng)。SD大鼠購(gòu)自新疆實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究中心，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào):【SCXK(新)2011-0001】，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用許可證號(hào):【SYXK(新)2011-0002】。

1.1.2 試劑與儀器

HE染色液(自配)、Masson染色試劑盒及PAS染色試劑盒(Baso，中國(guó))、電子天平(BS323S, Sartorius,德國(guó))、立體解剖鏡(XTC-I，Olympus，日本)、石蠟旋轉(zhuǎn)式切片機(jī)(HM325，Thermo，德國(guó))、生物組織自動(dòng)脫水機(jī)(TS-12H，亞鵬，中國(guó))、生物組織冷凍包埋機(jī)(BM-VI，亞鵬，中國(guó))、顯微成像系統(tǒng)(5000B，Leica，德國(guó))、數(shù)字切片掃描儀(Pannoramic SCAN，3DHISTECH，匈牙利)。

1.2 方法

動(dòng)物經(jīng)CO2過量處死，稱重后進(jìn)行大體解剖觀察，然后摘取兩側(cè)腎臟，去除腎周脂肪和結(jié)締組織，以吸水紙吸去表面液體后稱重，然后將腎臟置于4%甲醛溶液中固定。48 h后取出組織以流水去除甲醛，沿冠狀切面將腎臟切開觀察解剖學(xué)差異；保留最中間約0.2 cm厚度的腎臟組織，經(jīng)梯度酒精脫水、二甲苯透明、石蠟包埋、制作石蠟切片，蠟塊組織修切至接近最大面積處時(shí)連續(xù)切片3張，分別進(jìn)行HE染色、Masson染色和PAS染色。HE染色切片用數(shù)字切片掃描儀進(jìn)行切片掃描，用其自帶看圖軟件Pannoramic Viewer測(cè)量切片中腎臟皮質(zhì)厚度(cortical thickness，CT)、外髓質(zhì)厚度(outer medullar thickness，OMT)、皮質(zhì)面積(cortical area，CA)、外髓質(zhì)面積(outer medullar area，OMA)、內(nèi)髓質(zhì)面積(inner medullar area，IMA)、腎臟切面面積(renal area，RA)、計(jì)數(shù)整個(gè)切面內(nèi)的腎小球個(gè)數(shù)。PAS染色切片在20倍物鏡下隨機(jī)選擇腎臟皮質(zhì)(cortical)和近髓質(zhì)(near medulla)處10個(gè)視野計(jì)數(shù)近曲小管(proximal convoluted tubules, PCT)與遠(yuǎn)曲小管(distal convoluted tubules, DCT)的數(shù)量。Masson染色切片觀察動(dòng)物腎臟內(nèi)纖維組織的分布情況。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

圖1 SD大鼠與子午沙鼠腎臟冠狀剖面圖Figure 1 Coronal profile of kidneys of SD rats and M.meridianus

2 結(jié)果

2.1 腎臟解剖學(xué)差異種間比較

如圖1所見，成年SD大鼠與子午沙鼠腎臟冠狀剖面圖，可以看到子午沙鼠具有較長(zhǎng)的、突出于腎盂的腎乳頭。

2.2 腎臟組織形態(tài)學(xué)觀察

腎臟組織切片鏡檢結(jié)果，如圖2所示，HE染色切片中SD大鼠與子午沙鼠腎臟皮質(zhì)部無明顯差異，而子午沙鼠的髓質(zhì)部散在分布多量的形似纖維組織的成份，經(jīng)Masson染色可確認(rèn)為纖維組織；PAS染色可清楚的顯示近曲小管的刷狀緣，便于計(jì)數(shù)腎臟組織切片中近曲小管及遠(yuǎn)曲小管的切面數(shù)量，用于進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

2.3 腎臟組織形態(tài)學(xué)參數(shù)種間比較

子午沙鼠與SD大鼠腎臟的外髓質(zhì)厚度與皮質(zhì)厚度之比(OMT/CT)、外髓質(zhì)面積與皮質(zhì)面積之比(OMA/CA)、外髓質(zhì)面積與腎臟面積之比(OMA/RA)無顯著的種間差異；子午沙鼠與SD大鼠腎臟皮質(zhì)部近曲與遠(yuǎn)曲小管數(shù)之比(CPT/CDT)有顯著的種間差異(P<0.05)；內(nèi)髓質(zhì)面積與皮質(zhì)面積之比(IMA/CA)、內(nèi)髓質(zhì)面積與腎臟面積之比(IMA/RA)、髓質(zhì)面積與皮質(zhì)面積之比(MA/CA)、腎指數(shù)(Kidney index)、腎單位密度(Nephron density)以及近髓部近曲與遠(yuǎn)曲小管數(shù)之比(NMPT/NMDT)在兩種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物間均有極顯著的種間差異(P<0.01)(見表1)。

注：a：SD大鼠腎臟皮質(zhì)(HE染色，×50)；b：子午沙鼠腎臟皮質(zhì)(HE染色，×50)；c：SD大鼠腎臟髓質(zhì)(HE染色，×50)；d：子午沙鼠腎臟髓質(zhì)(HE染色，×50)；e：子午沙鼠腎臟髓質(zhì)(Masson染色，×100)；f：子午沙鼠腎臟(PAS染色，×400)。圖2 SD大鼠與子午沙鼠腎臟組織學(xué)圖像Note. a, SD rat kidney cortex (H&E staining,×50). b, Meriones meridianus kidney cortex (HE staining,×50). c: SD rat kidney medulla (HE staining,×50). d, Meriones meridianus kidney medulla (HE staining,×50). e: Meriones meridianus kidney medulla (Masson staining,×100). f: Meriones meridianus kidney (PAS staining,×400).Figure 2 Histological images of kidneys in the SD rats and Meriones meridianus

表1 腎臟組織形態(tài)學(xué)參數(shù)比較Table 1 Comparison of the renal tissue morphological

注：和SD大鼠比較，*P< 0.05，**P< 0.01。

Note. Compared with the SD rat，*P< 0.05，**P< 0.01.

3 討論

研究表明，哺乳動(dòng)物腎臟內(nèi)髓質(zhì)參與尿液濃縮過程，是尿素循環(huán)累積的場(chǎng)所，更大面積的內(nèi)髓質(zhì)表示更強(qiáng)的尿素累積能力，通過測(cè)定內(nèi)髓質(zhì)面積與腎臟面積、髓質(zhì)面積與皮質(zhì)面積的比值，可以評(píng)估腎臟對(duì)水環(huán)境的適應(yīng)能力[13-15]。生活于干旱地區(qū)的小型哺乳動(dòng)物，其腎臟形態(tài)學(xué)的各種指標(biāo)均較高[16]。本研究中子午沙鼠與SD大鼠相比，內(nèi)髓質(zhì)面積與皮質(zhì)和腎臟切面面積之比均存在極顯著性差異，而外髓質(zhì)與皮質(zhì)的厚度和面積比，以及外髓質(zhì)面積與腎臟切面面積之比則無明顯的種間差異。

動(dòng)物的節(jié)水能力表現(xiàn)了其對(duì)棲息地環(huán)境中水分條件的適應(yīng)性，生活于干旱地區(qū)動(dòng)物應(yīng)具備更長(zhǎng)的近曲小管，而生活于水源充足地區(qū)動(dòng)物的近曲小管較短[17]。子午沙鼠與SD大鼠相比，單位面積內(nèi)近曲小管數(shù)與遠(yuǎn)曲小管數(shù)之比有極顯著的種間差異，組織切片中子午沙鼠的近曲小管截面數(shù)更多說明它有比SD大鼠更長(zhǎng)的近曲小管，近曲小管具有重吸收水分的功能，因此，子午沙鼠的尿濃縮能力與其更長(zhǎng)的近曲小管有較大相關(guān)性。此外，子午沙鼠的腎單位密度較SD大鼠高，相對(duì)多的腎小球數(shù)量使尿液濾過率也相對(duì)增加，濃縮尿液的功能也相應(yīng)增強(qiáng)[18]。

子午沙鼠因其獨(dú)特的解剖學(xué)、生理學(xué)和行為學(xué)特征在營(yíng)養(yǎng)代謝病、腦血管疾病、寄生蟲病，自發(fā)性腫瘤等諸多研究中應(yīng)用廣泛[19]。經(jīng)過多次解剖子午沙鼠，研究人員還發(fā)現(xiàn)子午沙鼠的輸尿管相較于SD大鼠的要粗一些；子午沙鼠的腦大致為菱形，而SD大鼠的則為橢圓形。此外，子午沙鼠的聽覺十分靈敏，通過解剖發(fā)現(xiàn)它的聽泡非常發(fā)達(dá)，體積是SD大鼠的幾倍，因此研究小組認(rèn)為子午沙鼠在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究領(lǐng)域會(huì)有更大的空間。有研究表明[20]，不同地區(qū)的子午沙鼠有較高的遺傳多樣性，研究小組對(duì)新疆子午沙鼠的葉氏亞種(吐魯番地區(qū))和塔里木亞種(輪臺(tái)地區(qū))進(jìn)行了室內(nèi)繁殖實(shí)驗(yàn)，據(jù)研究人員初步觀察發(fā)現(xiàn)兩地的子午沙鼠在形體及外觀上均有較大差異，葉氏亞種的平均體重僅為塔里木亞種的3/5左右。因此，子午沙鼠的實(shí)驗(yàn)化研究具有一定的科學(xué)意義。