大鳍鳠卵巢滤泡细胞发育的组织学研究

大鳍鳠卵巢滤泡细胞发育的组织学研究 大理学院 J0URNALOFDALIUNIVERSlTY 第6卷第6期2007年6月 Vol6No.6Jun.2007 大鳍鲮卵巢滤泡细胞发育的组织学研究 徐吉山,王德寿,张耀光 (1.大理学院生命科学与化学学院,云南大理671003; 2.西南师范大学生命科学学院水产科学重庆市市级重点实验室,重庆410715) [摘要]用组织学及组织化学的方法对大鳍蠖卵巢滤泡细胞的发育及精孔细胞的形成进行研究,结果为: 大鳍蠖卵巢滤泡细胞来源于卵巢基质细胞,由围在卵细胞外围的卵泡膜细胞层和其内侧的颗粒细胞层组成, 滤泡细胞从发生到退化的全过程可分为7个时期;?大鳍蠖仅有1个受精孔一个精孔细胞,精孔细胞由1个滤 泡细胞发育而成. [关键词]大鳍鳗;滤泡细胞;精孔细胞;组织学 [中图分类号]Q959.4[文献标识码]A[文章编号]1672-2345(2007)06—0010—05 StudiesonthehistologyofdevelopmentoffolliclecellsofovaryinMystusmacropterusbleek er XUJi—shan,WANGDe—shou,ZHANGYao-guang~ (1.DepartmentofLifeSciencesandChemistry,DaliUniversity,Dali,Yunnan671000,China ;2.ChongqingMunicipialKey Lab.ofAquaticScienceandTechnology,SchoolofLifeSciences,SouthwestChinaNormalU niversity,Chongqing400715,China) [Abstract]DevelopmentoffolliclecellsandformationofthemicropylarcellinMystusmacro pteruswerestudiedbymeansofhisto— logicalandhistochemicalmethods.Theresearchresuhsareasf(】ll0ws:?Thefolliclecells,includingtheouterthecalcellsandinner granulosacells,wereoriginatedfromstromalcellsoftheovary.Thedevelopmentalprocessof folliclecellscouldbedividedintoseven stages.(~hereisonlyonemicropylethatcontainsonlyonemicropylarcellwhichwasdevelop edfromonefolliclecel1. [Keywords]Mystu~macropterus;folliclecells;micropylarcell;histology 卵子发生过程中,滤泡细胞起着十分重要而特 殊的作用,但有关硬骨鱼类卵母细胞发育过程中滤 泡细胞的结构和变化的研究只有零星的报遭1,2j.大 鳍鲮macropterusBleeker隶属于鳞科(Bagri— dae),鲮属(Myst),是分布于我国长江水系和珠江 水系的特产经济鲶类之一,其无肌间刺,肉质细嫩, 味道鲜美,具有较高的经济及科研价值[3].本文对 其卵子发生中滤泡细胞的起源,结构,变化及功能 进行探讨,既丰富了硬骨鱼类生殖细胞发育的资 料,也为大鳍鲮的受精生物学提供依据. l材料和方法 1.1材料2001年l0月至2002年5月,从嘉陵江合 川至北碚段收集大鳍鲮稚鱼,幼鱼及成鱼,活体解 剖取其部分性腺.l龄内性腺标本取自1988年6月至 9月人工繁殖培育的幼鱼. 1.2方法仔,稚鱼用Bouin液整体固定12,24h,幼 鱼及成鱼取其部分性腺,用Bouin液,Camoy液,Smith 改良液或中性福尔马林液固定5,24h,常规梯度酒 [收稿日期]2007—05—14 [作者简介]徐吉山(1973一),男(白族),云南洱源人,讲师,主要从事动物学研究 10 徐吉山,王德寿,张耀光穴筐鲮卵巢滢渔细胞发旁日q组织学研究第6卷 精脱水,二甲苯透明,石蜡包埋,作连续切片,厚5— 8m,用H_E或海登汉氏铁苏木精单染,同时还采用 了组织化学的方法对颗粒细胞的内含物进行探讨, 即用茚三酮--Schiff~(alloxan—Schiff,AS)显示蛋白 质结合性一NH;苏丹黑B法(SudanblackB,SBB)显 示各种结合脂类;过碘酸雪夫反应(peridicacid Schiff,PAS)显示中性及酸l生粘多糖.Olympus光学 显微镜观察,目测微尺计量,Nikon研究显微镜照相. 2结果 2.1滤泡细胞的发育与退化大鳍鲮卵巢滤泡细 胞来源于卵巢基质细胞,由围在卵细胞外围的卵泡 膜细胞层和其内侧的颗粒细胞层组成.滤泡细胞从 发生到退化的过程和南方鲶Silurusmeridionalis Chen相似[,可分为如下7个时期: 2.1.1零散卵泡膜细胞期卵原细胞周围未见有 明显的滤泡细胞(图1).卵母细胞发育早期,其周围 开始出现一薄层结缔组织样膜,随后其内缘开始附 着23个零散排列的卵泡膜细胞,与卵母细胞尚无 密切联系,细胞小,呈扁平的长梭形(6.0—7.5)m× (0.8x1.O)p~m,分布无规律,细胞核大,长梭形(图2). 2.1.2单层扁平卵泡膜细胞期卵母细胞发育至 单层滤泡时相中期时,其周缘的卵泡膜细胞呈规则 的单层排列相,使卵母细胞处于滤泡细胞围成的微 环境中,有利于卵母细胞的发育.此时的卵泡膜细 胞扁平,略增大呈长椭圆形,核长杆状.卵泡膜细胞 层厚3.04.1m(图3). 2.1.3多层扁平卵泡膜细胞期卵母细胞发育至 卵黄泡时相早期,单层卵泡膜细胞通过增殖形成2 3层,细胞排列疏密不一.最内层细胞体积较外层略 大,排列较外层细胞紧密,胞质明显,核呈椭圆形, 核径2.5—4.0m,整个卵泡膜细胞层厚6.08.2m(图 4). 2.1.4立方形颗粒细胞期卵母细胞发育至卵黄 泡出现时相中期,内层滤泡细胞分裂增殖形成短卵 圆形颗粒细胞[(7.0—8.0)lxmx6.0tzm],核大而明显 [(4.0—6.O)lxmx3.Olxm],呈卵圆形至椭圆形,12个 核仁,胞质略透明,其中有少量分泌颗粒物.卵黄膜 厚4.0—6.Olxm,颗粒细胞层厚6.07.Olxm,整个滤泡细 胞层厚10.Olxm.随着卵母细胞的进一步发育,颗粒 细胞由短卵圆形发育为立方形(高8.0—9.Olxm,宽 6.08.0m),胞核大部分已成为垂直的卵圆形.各 种染色中均可见颗粒细胞与外层卵泡膜细胞间形 成一层深染的膜状结构,卵泡膜细胞扁平,核呈椭 圆形至圆形,核膜清楚,整个滤泡细胞层厚15.0— 16.Olxm.颗粒细胞在PAS染色中呈阳性,在AS染色 中呈弱阳性,在SBB染色中呈浅棕色,并可见颗粒细 胞中有PAS染色呈阳性的分泌颗粒(图5,12,13). 2.1.5柱状颗粒细胞期卵母细胞发育至卵黄充 满时相早期,颗粒细胞由立方形发育为低柱状(高 11.015.0tzm),细胞核位于中央,圆形或卵圆形,略 透明,核膜清晰,有13个核仁,胞质中颗粒状分泌 物明显,整个滤泡细胞层厚18.0—22.0tzm(图6).到 了该时相中期时,颗粒细胞高度增加,呈高柱状(高 24.526.0tzm),核膜明显或不明显,核形状不规则, 胞质中充满PAS染色,AS染色呈强阳性的颗粒状分 泌物(图7,8).当卵母细胞发育至卵黄充满时相末 期时,外层的卵泡膜细胞更为扁平,颗粒细胞达到 最大高度(62.590.0tzm),核膜不明显或消失,细胞 界限模糊,成为合胞体状态,胞质中充满颗粒状分 泌物,嗜酸性,H.E染色中呈淡红色,整个滤泡细胞 层厚65.0—92.5m(图9). 2.1.6颗粒细胞分泌期大鳍鲮排卵前,颗粒细胞 释放内含物,形成胶质膜,包围在卵黄膜外面.分泌 后,颗粒细胞高度显着降低,随后颗粒细胞与胶质 膜分离,卵母细胞从滤泡内排出落人卵巢腔成为成 熟中的卵母细胞.成熟卵的胶质膜成为包在卵外的 次级卵膜,排出后遇水即膨胀产生粘性有利于受精 卵粘附于水中的物体上发育. 2.1.7滤泡细胞退化期滤泡细胞的退化主要表 现在颗粒细胞的退化.大鳍鲮颗粒细胞的退化有两 种情况,一是产卵期过后留在卵巢内逐步退化的卵 母细胞周缘的滤泡细胞的退化:二是卵排出后空滤 泡的颗粒细胞的退化.前者是随着卵母细胞的退化 而发生的.退化的卵母细胞其特征主要表现在:同 着卵母细胞的卵泡膜细胞层充血明显;卵黄膜消 失,质膜破损;颗粒细胞数量大增,核变得显着,核 仁明显,并向卵黄扩展,成为核明显,胞间界限不清 的合胞体状态,进而破坏卵黄;最后,随着卵黄的吸 11 总第42期自i;!;科学大理学院 收,颗粒细胞亦被卵巢自身吸收而消失(图10).卵 子排出后空滤泡颗粒细胞的退化可分为两个主要 阶段:?恢复及增殖阶段.随着卵巢充血,卵泡膜细 胞层中出现大量微血管,内含大量的血细胞,经历 分泌期后体积缩小的颗粒细胞核变得显着,核膜核 仁清楚,同时颗粒细胞经细胞分裂数量大增,空滤 泡细胞厚度增至100.0m;?解体吸收阶段.颗粒细 胞逐渐解体并被卵巢自身吸收而消失(图II). 2.2精孔细胞的生成及发育大鳍鳢精孔细胞由 一 滤泡细胞发育分化而成.卵母细胞发育至卵黄泡 出现时相的中期时,在未来动物极一端,1滤泡细胞 形态结构明显区别于其它细胞为精孔细胞,其体积 大(胞径可达15.0m),细胞核膜清晰,核透明呈中 央略凹的棍棒状(12.Ol~mx4.0,5.0m),并可见其有 l细胞质突起穿过卵黄膜,与其相接触的卵黄膜略 增厚(图12,l3).随着精孔细胞的进一步增大,细胞 核长为14.51xm,宽为5.0,6.0m,细胞核清楚,具I核 仁,其内侵将卵黄膜压成1凹陷,该凹陷以后成为精 孔器前庭.精孔细胞的细胞质突起呈管状穿过卵黄 膜,进而将卵母细胞的质膜压成1凹陷,并伸入卵母 细胞中可达10.0,I1.0m,其宽径约4.0,5.0m,管壁 清楚,嗜酸性(图14,15).当卵母细胞发育至卵黄充 满时相早期时,精孔细胞大小可达20.Ox30.O/.Lm,其 胞质突起周围的卵黄膜显着增厚达12.5m,卵黄膜 及质膜间有l呈新月形的腔隙(图16).卵黄充满时 相末期时精孔细胞开始退化,核不清晰,最后解体 消失,其管状细胞质突起消失后,在卵黄膜中留下 的管道即为精孔管,其末端开口于质膜表面,与前 庭等一起构成精孔器.大鳍鳢和大部分硬骨鱼类一 样仅具l受精孔,具I精孔细胞. 3讨论 3.I滤泡细胞的起源和功能少数学者认为硬骨 鱼类的滤泡细胞来源于卵原细胞,而大部分的学者 则认为其起源于非生殖细胞….大鳍鳢的卵原细胞 周围未见有滤泡细胞,滤泡细胞随着结缔组织膜的 出现而出现于卵母细胞周围,其形态,大小都与卵 巢基质细胞相似,因此,作者认为其来源于卵巢基 质细胞.硬骨鱼类滤泡细胞的功能表现在多个方 面.首先,滤泡细胞在卯母细胞的发育,成熟,退化 中对卵母细胞有保护,供给营养,分化出精孔细胞, 形成次级卵膜,破坏并吞噬卵母细胞的功能1;其 次,滤泡细胞还有合成卵黄半成品和分泌类固醇激 素并参与排卵的功能[4,;最后,滤泡细胞的退化, 可作为类固醇激素的额外来源|6]. 3.2精孔细胞的来源及数目大鳍鳢的精孔细胞 由1滤泡细胞发育分化而成,早期的精孔细胞与相 邻的滤泡细胞除大小外,在形态结构上几乎无差 异,只是其后逐渐增大,变形分化成精孔细胞,其向 内侵入将卵黄膜压成1漏斗状凹陷,精孔细胞解体 消失后该凹陷成为受精孔.根据受精孔的有无及数 目,鱼类卵子可分为3大类型:非受精孔型,如软骨 鱼类;单一受精孔型,如大多数硬骨鱼类;多个受精 孔型,如中华鲟有9,15个受精孔.然而对硬骨鱼类 中某些鱼类卵子的受精孔的类型则持有不同的看 法.如尼罗罗非鱼的受精孔及精孔细胞有不同的研 究结果[7],鳅类受精孔数目亦存在争议[8].大多数 鱼类的每1个受精孔上只有1个精孔细胞,但也有例 外,有些鱼类每1个受精孔有多个精孔细胞,有些鱼 类甚至具一群精孔细胞.作者对性腺连续切片的仔 细观察,认为大鳍鳢与大多数硬骨鱼类一样仅有1 个受精孔具单1精孔细胞. (致谢:实验中得到西南师范大学生命科学学 院王志坚博士,蒲德永老师,何学福副教授的多方 帮助,罗泉笙及田怀军教授提供了部分大鳍鳗仔, 稚鱼的组织切片,在此一并致谢). 总第42期徐吉山,王德寿,张耀光大鳝蠖卵巢滤泡细胞发育的组织学研究第6卷 13 总第42期自i:{;科学大理学院 图版说明 1.卵原细胞,周缘未见滤泡细胞(Thereisno folliclecellabouttheoogonium),x1360 2.单层滤泡时相早期卵母细胞,示零散的卵泡 膜细胞(Oocytewithsinglelayeredfolliclecells, showingdispersalthecalcells),x1240 3.单层滤泡时相中期卵母细胞的一部分,示单 层卵泡膜细胞(Apartofmid—stageoocytewithsingle layeredfolliclecells,showingsinglelayeroffiat shapedthecalcel1),x64 4.卵黄泡出现时相早期卵母细胞的一部分,示 多层卵泡膜细胞(Apartofearly--stageoocytewith yolkvacuole,showingseverallayersoffiatshaped thecalcells),x240 5.卵黄泡出现时相中期的卵母细胞的一部分, 示立方形颗粒细胞(Apartofmid--stageoocytewith yolkvacuole,showingcuboidalgranulosacells),xl00 6.卵黄充满时相早期卵母细胞的一部分,低柱 状颗粒细胞及卵泡膜细胞(Apartofearly—stage oocytewhichfullofyolkgranules,showinglowcylin- dricalgranulosacellsandthecalcells),x660 7.卵黄充满时相中期卵母细胞的一部分,示高 柱状颗粒细胞(Apartofmid—stageoocytewhichfull ofyolkgranules,showingtallcylindricalgranulosa cells),x640 8.卵黄充满时相中期卵母细胞的一部分,示高 柱状颗粒细胞(Apartofmid--stageoocytewhich fuUofyolkgranules.showingtallcylindricalgranu- losacells),x620 9.卵黄充满时相晚期卵母细胞的一部分,示颗 粒细胞(Apartoflate—stageoocytewhichfullofyolk granules,showinggranulosacells),x464 l0.产卵期过后,退化的卵母细胞的一部分,示 颗粒细胞,卵黄颗粒(Apartofretrogradeoocyteafter ovulation,showinggranularcellsandyolkgranules), x140 l1.排卵后的空卵泡(ThefolliclecellsafterOVU, lation),x95 l2.卵黄泡出现时相中期卵母细胞的一部分,示 早期精孔细胞(Apartofmid--stageoocytewithyolk vacuole,showingearlystageofmicropylarcel1),x 1600 l3.卵黄泡出现时相中期卵母细胞的一部分,示 T4 精孑L细胞(Apartofmid--stageoocytewithyolkvac— uole,showingmicropylarcel1),x1600 l4.卵黄泡出现时相中期卵母细胞的一部分,示 精孔细胞及其胞质突起(Apartofmid--stageoocyte withyolkvacuole,showingmicropylarcellanditsout— growth),x1800 l5.卵黄泡出现时相中期卵母细胞的一部分,示 卵黄膜精孔细胞核及其胞质突起(Apartofmid— stageoocytewithyolkvacuole,showingnucleusand outgrowthofmicropylarcel1)x1280 l6.卵黄充满时相早期卵母细胞的一部分示精 孔细胞,精孔管(Apartofearly—stageoocytewithfull ofyolkgranules,showingmicropylarcellandmi— eropylecana1),x1600 OG,卵原细胞(oogonium);O0,卵母细胞 (oocyte);TC,卵泡膜细胞(thecalcells); GC,颗粒细胞(granulosacells);FC,滤泡细胞 (folliclecells);VE,卵黄膜(vitellineenvelope); YG,卵黄颗粒(yolkgranule);MC,精孑L细胞 (micropylarcel1);OMC,精孔细胞突起(outgrowthof micropylarcel1);MpC,精孔管(micropylecana1);N, 细胞核(nucleus);Nu,核仁(nucleolus);PM,质膜 (plasmamembrane);YN,卵黄核(yolknucleus); WO,卵巢壁(wallofovary) [参考文献] [1]张耀光,谢小军.南方鲶卵巢滤泡细胞和卵膜生成的组织 学研究[J].动物学研究,1995,16(2):166—172. 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