李曉森,羅亭祥,楊德鵬,伍 軍,石文玉,張華聰,艾則麥提·艾合買提,蘇蓓琪,瑪合力亞·馬合木提,胡政香,呼爾查,3
(1. 新疆農(nóng)業(yè)大學動物醫(yī)學學院,新疆烏魯木齊 830052;2. 新疆農(nóng)業(yè)大學草業(yè)學院,新疆烏魯木齊 830052;3. 新疆農(nóng)業(yè)大學獸醫(yī)學博士后流動站,新疆烏魯木齊 830052)
小亞璃眼蜱(Hyalommaanatolicum)是一種具有重要醫(yī)學意義的硬蜱,在我國主要分布于西北地區(qū),其寄生宿主種類較多,包括駱駝、牛、馬、綿羊等家畜[1]。小亞璃眼蜱是多種病原微生物的傳播媒介,可傳播多種人獸共患傳染病,對畜牧業(yè)發(fā)展造成的經(jīng)濟損失居高不下[2]。
小亞璃眼蜱以宿主動物血液為唯一的營養(yǎng)來源,因此需要寄生在不同的宿主動物體表吸血生存[3]。該蜱須經(jīng)過蟲卵、幼蟲、若蟲及成蟲4 個階段來完成完整的生活史[4]。成蟲階段是小亞璃眼蜱最容易被識別的階段,以每年的3—5 月多見,此時其主要寄生于駱駝、牛、羊等較大體形的牲畜體表[5]。硬蜱在宿主體表需要連續(xù)多天不間斷吸血,經(jīng)過慢速吸血期和快速飽血期后,體形迅速膨大,各組織器官形態(tài)也隨之發(fā)生巨大變化[6]。本試驗選擇人工飼養(yǎng)的小亞璃眼蜱蟲株進行組織切片形態(tài)觀察,并首次采用糖原PAS 染色法觀察了小亞璃眼蜱雌蜱在不同狀態(tài)下的糖原分布情況,以期為了解吸血期硬蜱器官的變化提供重要參考。
1.1.1 樣品及試驗動物 新西蘭大白兔1 只,體質量2.1 kg,雌性,購自新疆醫(yī)科大學實驗動物中心。本試驗所用的小亞璃眼蜱,為新疆農(nóng)業(yè)大學動物醫(yī)學學院在實驗室條件下(氣溫25 ℃± 2 ℃、相對濕度85% ± 5%、光照周期15 h 晝/9 h 夜)保存的人工飼養(yǎng)蟲株。整個試驗過程均在新疆農(nóng)業(yè)大學動物醫(yī)院實驗動物房內進行,動物房氣溫為25 ℃± 2 ℃,相對濕度為40% ± 10%,光照周期為15 h 晝/9 h 夜。試驗兔在金屬刷漆的兔籠中獨立飼養(yǎng),對其飼喂商品化兔糧,供應充足的涼開水。
1.1.2 小亞璃眼蜱樣本準備 本試驗所用的切片樣本狀態(tài)為饑餓、半飽血和飽血雌蜱。饑餓雌蟲樣本,為在實驗室條件下飼養(yǎng)了6 個月未吸血的雌蜱;半飽血雌蜱(從叮咬吸血開始第5 天的雌性蟲體)和飽血雌蜱(完全吸飽血后自行脫離宿主的雌性蟲體),為在試驗兔體表獲得的寄生蟲體。人工飼養(yǎng)過程如下:首先使試驗兔熟悉飼養(yǎng)環(huán)境,在實驗動物房飼養(yǎng)5 d,無應激反應后,在試驗兔耳朵上固定透氣材質的布料耳套[7];然后將在實驗條件下人工飼養(yǎng)的成蟲以2:1 的雄雌比例置于耳套內吸血,第5 天時取下半飽血雌蜱,第6~10 天時收集飽血雌蜱。
1.2.1 組織切片制作 將待制作切片的蟲體樣本在實驗室條件下保存24 h 后,置入Bouin 氏組織固定液中靜置48 h,準備制作組織切片。首先將組織固定液中的饑餓、半飽血以及飽血雌蜱取出,用酒精梯度脫水除去雌蜱體內的水分;再將雌蜱置于二甲苯中透明化,將透明化的雌蜱置于溶化的石蠟中,放入溶蠟箱保溫;待石蠟完全浸入后完成石蠟包埋,在切片機上完成不同狀態(tài)雌蜱樣本的冠狀面組織切片。
1.2.2 PAS 糖原染色 糖原PAS 染色切片的制作步驟:將石蠟切片脫蠟,然后將切片放入二甲苯20 min,無水乙醇5 min,75%乙醇5 min,以自來水洗;將切片置于高碘酸染液中染色15 min,以自來水洗后再用蒸餾水洗兩遍;將切片置入雪弗(Schiff)染色液中避光靜置30 min,以流水沖洗5 min;將切片置入蘇木素中染色1~3 min,以自來水洗,用1%鹽酸乙醇水溶液分化數(shù)秒,以自來水洗,再用氨水溶液返藍15 min,以自來水洗;將切片依次放入無水乙醇5 min,75%乙醇5 min,50%乙醇5 min,二甲苯5 min,以中性樹膠封片。最后再將切片正置于光學顯微鏡Nikon Eclipse E100上,采用Nikon DS-U3 成像系統(tǒng)采集分析圖片。
小亞璃眼蜱雌蜱整蟲糖原PAS 染色結果(圖1)顯示,饑餓蜱體形與半飽血和飽血蜱相比明顯偏小,糖原含量相對較低,而半飽血和飽血雌蜱體內糖原含量則較高。圖1 以蟲體尾部在左邊,頭部在右邊的方式,展示了3 個樣本的冠狀面切片。整蟲切片的樣本顯示出對稱的組織器官形態(tài)。
圖1 小亞璃眼蜱雌蜱糖原PAS 切片整體對比觀察結果
2.2.1 中腸組織 局部組織器官放大畫面顯示,腸組織在饑餓蜱體內占比相對較小,中腸腔內容物較少,幾乎沒有紅細胞可見,且中腸腔內未觀察到脫離中腸壁的完整消化小體,糖原深染部位集中在中腸基底膜周圍(圖2-A);中腸在半飽血和飽血蜱體內明顯膨大,占據(jù)蜱體內大部分體積,中腸腔內充滿宿主血液細胞成分,同時有大量深染的消化小體游離于腸內容物中,中腸上皮細胞內含有大量糖原類深染物質(圖2-B、C)。
圖2 小亞璃眼蜱雌蜱糖原PAS 切片中腸對比觀察結果
2.2.2 卵巢組織 不同狀態(tài)下雌蜱卵巢組織表面均含有深染的糖原物質。饑餓蜱卵巢較小(圖3-A),半飽血與飽血雌蜱卵巢之間并未表現(xiàn)出明顯的形態(tài)差異,飽血蜱的胚胎間距有所增大(圖3-C)。半飽血和飽血蜱體內的組織器官間隙相比于饑餓蜱較小。
圖3 小亞璃眼蜱雌蜱糖原PAS 切片卵巢對比觀察結果
2.2.3 唾液腺 3 種狀態(tài)雌蜱唾液腺的形態(tài)差異較大。饑餓蜱唾液腺較小,形態(tài)特征不明顯(圖4-A),半飽血蜱的唾液腺細胞清晰可見(圖4-B),然而飽血蜱唾液腺細胞出現(xiàn)了萎縮,整體數(shù)量也明顯減少(圖4-C)。饑餓和半飽血蜱唾液腺周圍糖原深染的組織較多,特別是半飽血蜱的唾液腺導管內出現(xiàn)密度較大的深染團塊,且該深染形態(tài)也可從半飽血雌蜱整體切片的頭部區(qū)域發(fā)現(xiàn)(圖1-B)。
圖4 小亞璃眼蜱雌蜱糖原PAS 切片唾液腺對比觀察結果
2.2.4 氣管 不同狀態(tài)小亞璃眼蜱雌蜱氣管部分的形態(tài)變化不大。氣管主要集中在蜱體兩側靠近氣門板的區(qū)域(圖1)。饑餓蜱體內的氣管密度較半飽血和飽血蜱大一些,氣管形態(tài)均以圓形、半圓形和長管狀呈現(xiàn)。糖原染色較其他組織較淺(圖5)。
圖5 小亞璃眼蜱雌蜱糖原PAS 切片氣管對比觀察結果
通過本次組織切片染色鏡檢觀察,發(fā)現(xiàn)小亞璃眼蜱成蜱在不同狀態(tài)下,其組織器官的形態(tài)差異較大。中腸組織在饑餓狀態(tài)下萎縮,其腸壁基底膜周圍存在較多糖原深染部位,但相比半飽血至飽血過程的雌蜱,其糖原物質遠遠不足,然而饑餓雌蜱體內最能體現(xiàn)能量物質的糖原主要集中在中腸周邊。中腸染色切片另一突出特點是,消化小泡和中腸基底層部位出現(xiàn)棕色點狀深染物質,推測該物質是蜱類消化宿主血液后殘留的血紅素結晶。研究[8]表明,篦子硬蜱(Ixodesricinus)血紅素在HE 染色切片中呈散在的點狀深棕色匯集。本試驗切片觀察結果顯示,血紅素以棕色點狀匯集于中腸內。蜱類基因組研究[9]表明,硬蜱不僅缺少合成血紅素的相關基因,還缺乏血紅素加氧酶(heme oxygenase,HO)基因,而HO 是分解血紅素的關鍵功能蛋白。因此,血紅素無法被硬蜱進一步分解,只能在中腸內以結晶的形式匯集。蜱類需要將宿主血液消化后產(chǎn)生的多余血紅素通過排泄或者其他途徑排出體外。
在不同狀態(tài)下,雌蜱唾液腺的形態(tài)變化較大。經(jīng)過6 個月未吸食血液,饑餓雌蜱體內儲存的脂肪和糖類大量消耗,蟲體形態(tài)從飽滿鈍圓變?yōu)槔饨峭怀觯共肯虮巢堪枷?,從而在切片中心位置出現(xiàn)了較大空白處。然而通常情況下,硬蜱唾液腺分布在蟲體背部以下的體腔內。本次饑餓蜱切片中唾液腺組織并不明顯,推測原因可能是冠狀面組織切片的位置偏向蟲體腹側所致。唾液腺組織在半飽血蜱體內非常發(fā)達,蜱類在這一時期仍需要持續(xù)從宿主體內大量吸食血液,其唾液腺導管內含有的生物活性物質經(jīng)口器注入叮咬部位,從而使宿主動物被叮咬處血液凝固性降低,炎癥反應被抑制,從而有利于蜱蟲持續(xù)吸血。此外,蜱類可有效利用唾液腺分解獲得所需的營養(yǎng)物質[10]。相比于半飽血蜱,飽血蜱的唾液腺組織出現(xiàn)了一定程度萎縮。有研究[11]表明,雌蜱飽血后唾液腺細胞凋亡相關基因的轉錄水平顯著上升,導致唾液腺細胞發(fā)生凋亡從而出現(xiàn)萎縮。
在半飽血和飽血狀態(tài)下,小亞璃眼蜱雌蜱氣管和卵巢未表現(xiàn)出明顯的形態(tài)差異。雌蜱飽血后不久(通常為5~15 d)將產(chǎn)卵。試驗[12]表明,產(chǎn)卵量可達雌蜱飽血體質量的80%,產(chǎn)卵過程需要消耗大量的營養(yǎng)和能量。本試驗取樣時間為雌蜱脫離宿主體表后24 h,在這一時間點,飽血蜱和半飽血蜱卵巢并未出現(xiàn)顯著形態(tài)差異,提示卵巢發(fā)育變化仍需更多動態(tài)試驗觀察。相比其他狀態(tài),饑餓蜱卵巢則明顯偏小,這是由于蜱類長期潛伏在自然環(huán)境中,需要將營養(yǎng)和能量用于適應環(huán)境,待過冬后再繼續(xù)完成體表寄生[13]。
綜上,本試驗對小亞璃眼蜱雌蜱糖原PAS 組織切片觀察發(fā)現(xiàn),糖原物質主要集中在蜱蟲的唾液腺細胞、唾液腺導管、中腸上皮細胞、卵巢上皮細胞層以及吸血后蜱血淋巴細胞。本試驗可為進一步研究蜱類營養(yǎng)代謝與防控提供研究基礎。