兔胎兒后腎發(fā)育的組織學(xué)觀察

李田田，周　婧，劉京霞，宋學(xué)雄（.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，山東青島26609；2.湖北省孝感市安陸市畜牧獸醫(yī)局，湖北安陸432600）

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兔胎兒后腎發(fā)育的組織學(xué)觀察

李田田1，2，周婧1，劉京霞1，宋學(xué)雄1
（1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，山東青島266109；2.湖北省孝感市安陸市畜牧獸醫(yī)局，湖北安陸432600）

摘要：為闡明兔胎兒腎臟發(fā)育的組織學(xué)特征，采集四組比利時(shí)兔胎兒（平均體長(zhǎng)1.9、2.75、4.7 cm和10.35 cm）腎臟，經(jīng)石蠟切片，顯微鏡觀察腎臟發(fā)育變化。結(jié)果顯示：胎兒體長(zhǎng)1.9 cm組腎臟呈果蠅卵型，在腎臟中央可見積聚的5個(gè)初級(jí)腎小體，遠(yuǎn)端小管位于其背后方，近端小管位于腎周邊；胎兒體長(zhǎng)2.75 cm組皮髓質(zhì)已分化，皮質(zhì)深層含第1代腎小體，皮質(zhì)淺層含有分支的輸尿管芽及不同發(fā)育階段的腎小體；胎兒體長(zhǎng)4.7 cm組皮質(zhì)增厚，含第1～3代腎小體，淺層皮質(zhì)類似2.75 cm組；胎兒體長(zhǎng)10.35 cm組皮質(zhì)進(jìn)一步增厚，含1～7代腎小體，皮質(zhì)淺層已無輸尿管芽及不同發(fā)育階段的腎小體，腎椎體和髓放線明顯，腎乳頭細(xì)長(zhǎng)。這些結(jié)果表明，兔胎兒腎單位的發(fā)育是經(jīng)輸尿管芽的分支，從后腎中央起始向外推移，在皮質(zhì)淺層大量形成腎單位，到臨近出生時(shí)腎單位生成停止。

關(guān)鍵詞：兔；胎兒；腎臟；發(fā)育；組織學(xué)

腎臟是機(jī)體重要的排泄器官，具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和多種生理功能。急慢性腎臟疾病，尤其是腎功能衰竭嚴(yán)重影響人類健康。腎臟移植是一種重癥腎病的有效治療手段，但因供體腎臟匱乏、異種移植失敗和需要長(zhǎng)期使用免疫抑制劑等方面的制約，在實(shí)際臨床治療中受到很大的限制（Held等[1]，1995；Hancock[2]，1997；Samstein等[3]，2001）。近年來，對(duì)腎臟損傷后細(xì)胞再生及組織修復(fù)觀察發(fā)現(xiàn)，成體腎臟的再生與修復(fù)過程類似于胚胎后腎發(fā)育過程的重演（Horster等[4]，1997；Yu等[5]，2002），這為腎病治療帶來新的思路。De?kel等[6]（2002）證實(shí)，用人和豬來源早期胎兒腎前體細(xì)胞移植小鼠腎臟，可分化為功能性腎單位，說明胎兒腎臟的腎前體細(xì)胞有望成為腎移植治療的細(xì)胞來源，因此有必要對(duì)腎臟的發(fā)育進(jìn)行更加深入的研究。Osathanondh等[7]（1963）描述了腎臟發(fā)生的基本過程，他將腎單位的發(fā)育分為腎小泡期、逗號(hào)體期或S型小體期、毛細(xì)血管袢期和成熟腎小球期。Saxen[8]（1987）闡述哺乳動(dòng)物的永久腎臟由3個(gè)不同起源的細(xì)胞系組成，即輸尿管上皮細(xì)胞、腎芽基間充質(zhì)細(xì)胞和毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞。腎臟發(fā)生必然涉及這些細(xì)胞之間的相互作用，這些相互作用促使細(xì)胞分化和分化細(xì)胞的空間集合，最終構(gòu)成具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)和一定生理功能的特征性的器官。因此，進(jìn)一步深入了解這些相互作用在各個(gè)發(fā)育階段構(gòu)建的形態(tài)特征，有利于探索腎臟的正常發(fā)育及異常發(fā)育，以及篩選可用于臨床治療的腎前體細(xì)胞。兔作為重要的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，在藥理、毒理及疾病模型等方面具有重要地位，深入了解兔胎兒腎的發(fā)育，對(duì)相關(guān)的基礎(chǔ)與臨床研究都具有重要意義。因此，本文選擇4組不同發(fā)育時(shí)期的兔胎兒，對(duì)后腎發(fā)育過程進(jìn)行了組織形態(tài)學(xué)觀察，為其他相關(guān)研究奠定基礎(chǔ)。

1　材料與方法

1.1材料4只比利時(shí)妊娠母兔胎齡不詳，只是最大一組胎兒在屠殺過程中產(chǎn)出3只仔兔，說明是處于臨產(chǎn)期的胎兒。兔胎兒發(fā)育程度按不同妊娠母兔胎兒的平均體長(zhǎng)分類。采集胎兒后，每組隨機(jī)選擇6個(gè)胎兒，用卡尺測(cè)量體長(zhǎng)獲平均值。4組胎兒的平均體長(zhǎng)分別為1.90±0.00 cm、2.75±0.35 cm、4.70±0.00 cm和10.35±0.53 cm。

1.2組織切片制備與觀察采集胎兒腎臟標(biāo)本于4%甲醛溶液固定24 h，經(jīng)脫水包埋，常規(guī)石蠟切片法連續(xù)切片，H.E.染色后樹膠封片，顯微鏡下觀察。

2　結(jié)果

2.11.9 cm胎兒腎臟此期胎兒腎臟呈長(zhǎng)的橢圓形，似果蠅卵，皮質(zhì)髓質(zhì)尚未分化。在連續(xù)切片的邊緣切片中，腎臟中心有排列成行的寬大管道系統(tǒng)，似遠(yuǎn)端小管；在兩側(cè)被膜下分布一些小管道，似近端小管；在腎臟的前后端有單獨(dú)管道，似集合管（見中插彩版圖1A）。在連續(xù)切片的中心切片中，可見腎臟的中心積聚有5個(gè)初級(jí)腎小體（見中插彩版圖1B），已形成血管球，可見間質(zhì)細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和有核幼紅細(xì)胞，細(xì)胞排列比較疏松；腎小囊壁層細(xì)胞多為矮立方形，在初級(jí)腎小體的前端和兩側(cè)被膜周邊分布小的近端小管，在背后端分布幾個(gè)管腔較大的遠(yuǎn)端小管。

2.22.75 cm胎兒腎臟此期胎兒腎臟接近圓形，中心形成腎盂，在一側(cè)形成腎門，在腎門的對(duì)側(cè)，可看出非常短小的腎乳頭雛形。腎實(shí)質(zhì)已分別形成皮質(zhì)和髓質(zhì)。腎皮質(zhì)厚，在靠近髓質(zhì)的皮質(zhì)部分可見已經(jīng)分化的1-2代腎小體；髓質(zhì)薄，圍繞在腎盂周圍（見中插彩版圖2A）。靠近被膜的皮質(zhì)區(qū)H.E.染色深染，這是腎臟結(jié)構(gòu)后續(xù)發(fā)育的部分，可見輸尿管芽的各級(jí)分支，終端可見由生腎間充質(zhì)形成的各不同發(fā)育階段的腎小體，即腎小泡期、逗號(hào)體期或S型小體期、毛細(xì)血管袢期（見中插彩版圖2B）。

2.34.7 cm胎兒腎臟此期胎兒腎臟為長(zhǎng)橢圓形，中心腎盂擴(kuò)大，已形成7～8個(gè)腎椎體和腎乳頭（見中插彩版圖3A）。腎實(shí)質(zhì)的皮質(zhì)和髓質(zhì)區(qū)加厚。靠近被膜的皮質(zhì)仍構(gòu)成腎單位生成區(qū)，仍可見輸尿管芽的分支，在其終端仍見有不同發(fā)育時(shí)期的腎小體。皮質(zhì)深層有發(fā)育較成熟的第一代腎小體，體積較大；向外可見第2代和第3代腎小體，體積逐漸變小。腎小體的發(fā)生是由皮質(zhì)深層向淺層逐漸演化（見中插彩版圖3B）。在腎髓質(zhì)，每個(gè)腎椎體都可見由腎乳頭向皮質(zhì)延伸的由輸尿管轉(zhuǎn)變形成的集合管。

2.410.35 cm胎兒腎臟此期胎兒腎臟為規(guī)整的橢圓形，皮質(zhì)和髓質(zhì)進(jìn)一步加厚。靠近被膜的腎單位生成區(qū)的皮質(zhì)變窄，無明顯的輸尿管芽的分支，有間質(zhì)細(xì)胞聚集，形成類似小泡期的腎小體，但很少有其他發(fā)育時(shí)期的腎小體，在皮質(zhì)區(qū)可見5～7代腎小體（見中插彩版圖4A）。腎盂變窄，有許多纖細(xì)的腎乳頭深入到腎盂，髓放線和皮質(zhì)迷路都明顯（見中插彩版圖4B）。

3　討論

本研究表明，兔胎兒后腎發(fā)育經(jīng)過腎單位的不斷生成過程，從后腎的中央起始逐漸向外推移而完成。當(dāng)腎臟分化出皮質(zhì)髓質(zhì)之后，由淺層皮質(zhì)構(gòu)成腎單位生成區(qū)，在這里不斷形成腎單位，使腎單位的代數(shù)增加，深層皮質(zhì)和髓質(zhì)區(qū)加厚。到臨近出生時(shí)，成體腎臟的雛形已經(jīng)建立，淺層皮質(zhì)腎單位生成區(qū)變薄，只有一些積聚的間質(zhì)細(xì)胞，未見各不同發(fā)育時(shí)期的腎單位，說明腎單位生成能力處于停滯狀態(tài)。

后腎的形態(tài)發(fā)育起始于腎臟的分枝形態(tài)發(fā)生，所謂的分枝形態(tài)是指后腎發(fā)育過程中輸尿管芽及其仔代集合管的生長(zhǎng)和分枝過程（Pavlova等[9]，1999）。輸尿管芽在后腎間充質(zhì)的誘導(dǎo)下侵入后腎間充質(zhì)，它反復(fù)分枝衍生出仔代集合管，形成皮質(zhì)和髓質(zhì)集合管系統(tǒng)。輸尿管芽是一個(gè)上皮性的盲管，其頂端稱為壺腹，該部位細(xì)胞增殖較快，擴(kuò)展延伸，以二叉分枝的形式形成兩個(gè)新的輸尿管芽分枝，其中一枝與其誘導(dǎo)形成腎小體連接，另一枝繼續(xù)以二叉分枝的形式分枝。在人的腎臟發(fā)育過程中大約可以形成15級(jí)分枝，最初的2級(jí)分枝通過再吸收及擴(kuò)張形成腎孟，3～4級(jí)分支形成腎盞和腎乳頭，后續(xù)的小分枝形成集合管（Oliver[10]，1986）。3個(gè)月齡胎兒，后腎形成了皮髓質(zhì)分區(qū)。早期的輸尿管芽分枝主要位于內(nèi)髓層，髓質(zhì)輸尿管芽分枝較少，集合管相對(duì)以無分枝的線形延長(zhǎng)，而皮質(zhì)集合管頂端細(xì)胞增殖率高，因此能夠反復(fù)分枝，并誘導(dǎo)后腎間充質(zhì)形成腎單位。在分化的初期，每一個(gè)輸尿管芽的分枝和其仔代集合管誘導(dǎo)形成一個(gè)腎單位。本研究結(jié)果顯示，1.9 cm胎兒期，腎臟還沒分化形成皮質(zhì)和髓質(zhì)，但在腎的中央積聚有5個(gè)初級(jí)腎小體，這表明此期的腎臟應(yīng)該進(jìn)行了5級(jí)分支，盡管在組織切片標(biāo)本上看不出典型的分支形態(tài)，但是在靠近腎小體周圍和前端分布有管徑較小的近端腎小管樣結(jié)構(gòu)，而在腎臟的外圍和后端分布有管徑較大的遠(yuǎn)端腎小管樣結(jié)構(gòu)，這些遠(yuǎn)端腎小管樣結(jié)構(gòu)可能是初級(jí)輸尿管芽的分支，將來可能融合形成腎盂和腎盞；在2.75 cm和4.7 cm胎兒期，腎臟的皮質(zhì)和髓質(zhì)分化明顯，初級(jí)輸尿管芽已融合形成腎盂，淺層皮質(zhì)已構(gòu)成腎單位生成區(qū)，可見許多輸尿管芽分支，終端壺腹部細(xì)胞增殖點(diǎn)突出明顯，隨胎齡增加深層皮質(zhì)和髓質(zhì)加厚，腎盂加大，形成短小的腎乳頭，這說明這一時(shí)期是兔胎兒腎臟發(fā)育的旺盛時(shí)期；可是在10.35 cm胎兒期，淺層皮質(zhì)腎單位生成區(qū)變薄，見不到明顯的輸尿管芽分支和細(xì)胞增殖區(qū)，說明此時(shí)已停止腎單位的生成。

腎臟的發(fā)育關(guān)鍵在于腎單位的發(fā)育，腎單位起源于后腎間充質(zhì)。在后腎發(fā)育的早期，間充質(zhì)被輸尿管芽誘導(dǎo)分化為兩部分，一部分為非上皮化的基質(zhì)細(xì)胞，另一部分為腎單位。形態(tài)發(fā)育學(xué)研究顯示，后腎間充質(zhì)在形成腎單位過程中，輸尿管芽的誘導(dǎo)經(jīng)歷了間充質(zhì)上皮轉(zhuǎn)分化、形成極性細(xì)胞、分化為腎單位的各個(gè)部分。首先是圍繞輸尿管芽末端的間充質(zhì)細(xì)胞壓縮成團(tuán)，再延長(zhǎng)轉(zhuǎn)化為具有上皮樣結(jié)構(gòu)的腎囊泡，然后腎囊泡拉長(zhǎng)、折疊成為逗號(hào)型小體，進(jìn)一步變成S-型小體，其中S-型小體的上枝將分化為遠(yuǎn)端小管并與集合管融合，中間枝即成為未來的近端小管，下枝或遠(yuǎn)端部分形成勺狀囊樣結(jié)構(gòu)，其外側(cè)細(xì)胞將發(fā)育為腎小球的壁層上皮細(xì)胞，其內(nèi)側(cè)細(xì)胞將發(fā)育為腎小球的臟層上皮細(xì)胞，即足細(xì)胞。隨之血管球突入勺狀囊樣結(jié)構(gòu)的靠近中間枝的部位，形成不成熟的腎小球，即毛細(xì)血管拌期腎小球（C-期腎小球）形成，最終形成成熟的腎小球（Nigam[11]，1996）。在人類，9周齡胎兒形成第一個(gè)腎小球，直至36周齡胎兒集合管的壺腹停止生長(zhǎng)并消失，新的腎單位也不再形成（Davies[12]，1999）。本研究表明，兔在1.9 cm胎兒期時(shí)已形成初級(jí)腎單位，在2.75 cm至4.7 cm胎兒期時(shí)處于腎單位形成旺盛期，到10.35 cm胎兒期腎單位發(fā)生已處于停滯期。

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Histological observation of metanephric kidney development in rabbit fetus

LI Tian-tian1，2，ZHOU Jin1，LIU Jing-xia1，SONG Xue-xiong1
（1.Qingdao Agricultural University，Qingdao 266106，China；2.Bureau of Animal Husbandy and Veterinary Medicine of xiaogan county of Hubei province，Anlu 432600，China）

Abstract：In order to clarify the histologic features of metanephric kidney development in rabbit fetus, we collected the kid?neys from four groups of Belgian hare fetus（average body length were 1.9，2.75，4.7，and 10.35 cm）and observed the histological changes of kidney development with microscope .The results showed that：A Drosophila melanogaster egg form of kidney was ob?served in 1.9 cm group，the five primary renal corpuscles were collected in the centre of kidney，the distal tubules were distributed in the backside and hindside of renal corpuscles，and the proximal tubule were distributed in the outside；In 2.75 cm group，it was already differentiated to cortex and medulla.The first generation of renal corpuscle was observed in the deep cortex，and the branch?es of the ureteric bud and the different developmental stages of renal corpuscles were observed in superficial cortex . In 4.7 cm group，the 1～3 generations of renal corpuscle were observed in thick deep cortical and the superficial cortex，which is similar to 2.75 cm group . In the 10.35 cm group，the 1～7 generations of renal corpuscle were observed in thickened deep cortex，but no branches of the ureteric bud and the different developmental stages of renal corpuscle in the superficial cortical，and the renal pyra?mid and medullary ray was obvious and the renal papilla was slender.These results indicate that the nephron development of rabbit fetus is via branches of the ureteric bud, and it starts in the centre expand to outward and fordizes the nephrone at superficial cor?tex and stops generation of the nephrone when the fetus is close to the birth.

Key words：rabbit；fetus；kidney；development；histology

中圖分類號(hào)：Q954.61

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：0529-6005（2016）05-0018-03

收稿日期：2014-12-31

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31372392）

作者簡(jiǎn)介：李田田（1990-），女，助理獸醫(yī)師，碩士，從事動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督工作，E-mail：495021473@qq.com

通訊作者：宋學(xué)雄，E-mail：sxx1959@163.com

Corresponding author：SONG Xue-xiong