大鼠脾脏主要结构的发育月年和年龄的形态定量
对大鼠重要免疫器官脾脏的发育情况的研究不多。笔者最近采用1日、1月和3~12月龄的同群动物,根据体视学方法定量研究了大鼠脾内各种主要组织结构的总体积,结果表明,3月龄大鼠脾脏已形成各种主要结构,3至12月龄脾脏各种结构的总体积变化较小,脾内红髓、白髓所占体积比例稳定,因此我们得出结论:3月龄前大鼠脾脏生长快速并发育成熟,之后只有一定程度的继续生长[1]。但是,关于2月龄大鼠(相当于大鼠成年前[2])脾脏是否已发育成熟和2~3年龄大鼠(相当于老年后[2])脾脏是否会萎缩的重要问题,我们仍没有答案。为回答这2个问题,我们进行了这项补充完善研究:采用从同一群动物所取的脾脏——以前已取的2月龄大鼠脾脏以及后来所取的2年和3年龄大鼠脾脏,并用同样的体视学方法定量研究这些大鼠脾脏。
1 材料和方法
本文所用动物与方法,基本同笔者以前所述[1]。简要地讲,从一群正常雄性Sprague-Dawley大鼠,分别随机抽选2月龄(59~61 d龄)和24月龄大鼠各9只,36月龄时取实验最后所剩8只大鼠。2月龄动物经腹取脾并用Bouin液浸润固定[1]。2~3年龄动物经心脏先后用250 mL生理盐水和250 mL Bouin液灌注(固定)之后,再进一步浸润固定处理。沿垂直于脾脏长轴的大致方向,从每个脾脏等距随机横向切取2个组织块,用甲基丙烯酸树脂包埋后从每块切取1张10 μm厚的切片,经HE染色后用体视学图像系统观测切片。在切片上等距随机抽选测试视野(视野间距1 000 μm),视野上叠加2排共4个等距排列的测点,根据测点计数估计各种组织结构(图1)脾内所占体积比例,结合脾脏体积进一步估计脾内结构的总体积。每个脾脏的2张切片上,总共计数了平均218个测点。
2 结果
2月龄大鼠脾脏切片上,仍可见巨核细胞(图1),但2~3年龄大鼠脾脏里,已没有巨核细胞。
与2月龄大鼠相比,2年龄大鼠脾脏体积的平均增加46%;与2年龄相比,3年龄大鼠脾脏体积有减少(9%)的趋势(表1)。红髓或白髓在脾内所占体积比例(分别为70%~76%、17%~21%),3个年龄组间无显著差异(单因素方差分析)。
与2月龄大鼠相比:2年龄大鼠脾血窦总体积的平均减少36%,而脾索总体积的平均增加107%;脾小结总体积的平均只增加4%,而动脉周围淋巴鞘和边缘区总体积的平均分别增加62%和92%(表1)。
表1 大鼠脾脏体积和脾内结构总体积(平均值±标准差,mm3)
2月龄组(n=9)2年龄组(n=9)3年龄组(n=8)脾脏 871±301?1275±±308红髓667±±±274 脾血窦腔314±152#200±±113 脾索353±212?#731±±171白髓149±±±129 脾小结48±3450±3669±42 动脉周围淋巴鞘47±3776±3184±44 边缘区55±±4886±54间质54±16?#113±±33
3 讨论
前期研究表明,28~35日龄的Sprague-Dawley大鼠脾脏,仍未完全形成脾小结[1,3-4];至42日龄时,所有脾脏均有脾小结形成[3];8周时,白髓结构典型[4]。本文的研究表明,2月龄大鼠脾脏已形成各种主要结构。与1月龄同群大鼠[1]相比,2月龄大鼠脾脏体积的平均增加了约260%;而从2月龄至2年龄,脾脏体积的平均只增加了46%,且已达到高峰(从1年龄[1]至2年龄脾脏体积的平均增加了29%),至3年龄时有开始减少的趋势(3年龄与2年龄相比减少9%)。从2月龄至3年龄,红髓或白髓在脾内所占体积比例的变化不明显。这说明,总的来讲,大鼠脾脏的发育,在2月龄时(成年前或幼年末期)就已成熟,但至2~3年龄(老年后)时仍未见明显萎缩的迹象。
生成血小板的巨核细胞(图1),是切片上最易辨认的造血细胞。人出生之后脾内即没有巨核细胞,但某些动物(例如啮齿和猫科动物)出生后仍可见[5]。仔细观察前期研究[1]和本文研究的切片,笔者见出生时大鼠脾脏的每张切片上有十来个巨核细胞,1月龄时最多,可见一二十个,2月龄时仍可见几个,3月及以上就完全没有了。这提示,成年前(2月龄及以前)的大鼠脾脏仍有明显的造血功能。
笔者的前期研究[1]和本文的补充研究表明,1月龄大鼠脾血窦腔开始出现红细胞,至2月龄时脾血窦腔的总体积(平均314 mm3)迅速达到高峰,一直维持到3~12月龄(285~332 mm3),至2~3年龄时大幅下降(176~200 mm3)。如果没有受到固定方法(2~3年龄动物所取标本事先做了灌注固定)的影响,这个结果可能说明2~3年龄动物脾内血流量减少。就是说,尽管脾脏大小在2~3年龄时为最大,但其功能其实可能已减弱。
笔者前期和本文研究也表明,脾小结(生发中心)从2月龄开始出现后,其总体积直至2~3年龄也没有多大增加,且其在脾内所占体积比例一直比较小(约5%以内)。这提示,正常大鼠生长、生存期间,脾小结(生发中心)相关功能(体液免疫)比较稳定,不活跃。