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《暨南大学》 2011年
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小鼠、大鼠和人睾丸管周细胞体视学研究

夏艳  
【摘要】:背景 自从1901年,Regaud观察到在大鼠曲细精管周围的管周细胞后,许多研究者从显微和亚显微结构上对管周细胞的微细结构做了研究,近些年的研究表明管周细胞不仅作为曲细精管的结构元件,更能分泌调节物质与其他几种睾丸细胞相互作用,这种共同作用可以维持睾丸环境的动态平衡,并且与男性不育相关。睾丸定性变化有可能并不引起实验动物的生育力显著改变,最终将反映在细胞数目上的定量改变。支持细胞的数目决定了睾丸产生精子的最大能力,而又由于支持细胞和管周细胞的相互作用,管周细胞数目与支持细胞数目是否会有相关性?到目前为止,管周细胞作为睾丸细胞中的一种,仍有待探索。 衰老引起的生精细胞,支持细胞,间质细胞的形态改变以及一些和衰老相关的睾丸组织基因和蛋白的研究很多,但作为睾丸细胞之一的管周细胞却很少被关注。衰老动物生殖功能的下降与其组织结构的纤维化及曲细精管基膜厚度增加等因素有关。管周细胞作为一种肌成纤维细胞,对老年人性功能的退化是否具有影响作用?老龄化对管周细胞的数量和形态有怎样的影响?这些都尚待研究。 体视学和各种形态测定工具已成为实验条件和自然条件下睾丸生物学研究的把钥匙。虽然我国体视学研究起步较晚,但经过短短几年的实践,已显示出它强大的生命力,特别是生物体视学的发展更为迅速。从二维平面图像定量推理出反映生物立体结构特点的三维空间结构。大量的生物医学研究的对象例如器官、组织、细胞、细胞器乃至蛋白质等都是立体的结构,生物体内大量的生理功能和病理改变,都会表现出形态结构的改变。但由于手段所限,大量的研究结果限于切面的观察,光镜和电镜能提供生物组织或亚细胞结构图像,仅能获得一维或二维的信息,难以反映真实的结构状况。体视学研究在宏观和微观的各个层面上获取和提供大量三维立体结构的信息,为深化研究、揭示事物的本来面目,推动生物医学研究的发展发挥重要的作用。 目的 应用体视学方法定量分析衰老对人、小鼠睾丸管周细胞和其他睾丸细胞的影响;以及重金属损伤对大鼠睾丸管周细胞和其他睾丸细胞的影响。探讨作为曲细精管管周一种肌成纤维细胞的管周细胞与老年人性功能的退化的关系,以及老龄化、外源性损伤对管周细胞的数量和形态的影响作用。 材料与方法 1.睾丸组织标本 (1)老年人睾丸组织标本42例,取自暨南大学附属第一医院泌尿外科晚期前列腺癌患者,采用双侧睾丸切除去势治疗,经病理检查睾丸结构基本正常者用于实验,平均年龄74.9±4.2岁。对照组经病理检查排除隐睾症、睾丸女性化综合征、唯支持细胞综合症等患者的睾丸活检组织,共计观察睾丸标本16例,来自辅助生殖项目睾丸活检的青年男性,平均年龄32.6±3.7岁。 (2)成年雄性昆明小鼠30只,随机均分为2组,每组15只,老年组为18月龄,青年对照组为6月龄。 (3)63只Sprague-Dawley (SD)雄性大鼠,随机均分为21组,每组3只。实验试剂CdCl2和NiSO4通过腹腔注射给药,A1、A2、A3为对照组以等量生理盐水代替,实验组进行CdCl2和NiSO4急性染毒(B1~G1)、染毒2个月(B2~G2)和染毒4个月(B3~G3),按给药质量分数的不同B1、B2、B3组含Cd2+ 2.9 mg/kg, C1、C2、C3组含Cd2+ 5.8 mg/kg, D1、D2、D3组含Ni2+5 mg/kg, E1、E2、E3组含Ni2+ 50 mg/kg, F1、F2、F3组含Cd2+ 2.9+ Ni2+ 5mg/kg, G1、G2、G3组含Cd2+ 5.8+ Ni2+ 50 mg/kg。 2.组织学方法 取睾丸组织置于固定液固定,常规制作石蜡切片,应用HE染色法观察睾丸组织学改变并计数曲细精管平均睾丸细胞数;采用病理评分TMI分类法对睾丸病理情况进行量化评定。 3.体视学方法 采用方网测试系统和点计数法,测得各睾丸细胞的测试点数,参照空间为曲细精管。根据体视学各参数计算公式,分别求得睾丸管周细胞、支持细胞、生精细胞的各个体视学参数。应用体视学方法测定并分析其在三维水平上的变化。 4.统计学方法 实验结果以均数±标准差(x±s)表示,以SPSS13.0软件中的方差分析法进行各组间的单因素分析;两组间的比较应用t检验,P0.05为差异有显著统计学意义。 结果 1.老年人睾丸组织学和体视学分析结果 老年人睾丸组织明显萎缩,生精细胞减少或消失,纤维组织增多。病理赋值评分老年组得分显著高于青年组(P0.05),分值越高代表病理现象越严重。老年人组曲细精管平均支持细胞数显著减少(P0.05);平均管周细胞数和细胞比率(pGC/SC)均无显著差异(P0.05)。管周细胞体密度、截面密度和数密度均有显著变化(P0.05);生精细胞体密度显著变化,而睾丸曲细精管管径与其他睾丸细胞体视学参数变化均无统计学差异(P0.05)。 2.老年小鼠睾丸组织学和体视学分析结果 青年组小鼠睾丸曲细精管生精上皮排列有序,含各级生精细胞,生精活跃。老年组小鼠睾丸生精细胞排列疏松,数量减少,结构紊乱,多核巨细胞出现,精母细胞核固缩,支持细胞空泡化,曲细精管皱缩。与青年对照组相比,老年组病理附值评分显著升高,平均曲细精管管径显著缩小(P0.05);通过组织形态观察老年组平均支持细胞数、平均管周细胞数以及细胞比率(粗线期精母细胞/支持细胞)均未出现显著变化(P0.05)。支持细胞体密度与生精细胞数密度均显著减小(P0.05);支持细胞截面密度和数密度以及生精细胞体密度与截面密度无显著改变,管周细胞各参数也未有明显改变(P0.05)。 3. Ni2+-Cd2+联合染毒大鼠睾丸组织学和体视学分析结果 实验组大鼠睾丸曲细精管部分出现不同程度的萎缩,管间间隙增大,生精细胞固缩,排列紊乱,胞质致密,染色深,部分曲细精管有细胞脱落,可见多核巨细胞,生精细胞数量减少,生精上皮变薄,管腔空腔变大,管径变小。病理评分结果显示,各实验组间比较,随着染毒时间的延长分值增高,即病理现象严重程度增大。而组内与对照组比较表明,F1和G2组分值显著升高(P0.05),G1组分值极显著升高(P0.01)。与对照组相比,急性染毒组B1-G1曲细精管管径显著缩小(P0.05),其他无明显改变;染毒2月B2、E2-G2组与对照组比较,管径极显著减小:B2-G2组细胞比率极显著降低(P0.01)。染毒4月组中,只有C3、D3、F3组的曲细精管管径与对照组相比显著缩小(P0.05),其他无明显改变。与各对照组相比,管周细胞体密度和数密度均未有明显变化(P0.05);而急性染毒G1组的截面密度显著大于对照A1组。与染毒2月组比较,染毒4月G2组截面密度明显减少(P0.05)。在支持细胞各体视学参数中,与对照组相比,急性染毒B1组,染毒2月D2、E2、G2组体密度均显著升高,而染毒4月E3、G3组显著降低(P0.05或P0.01);急性染毒C1、D1组,染毒2月G2组的截面密度、数密度升高,而染毒4月G3组截面密度显著减低(P0.05或P0.01);与急性染毒同剂量组比较,染毒2月E2、F2、G2组,染毒4月F3组体密度、截面密度高于急性染毒组,染毒4月F3组数密度也明显升高(P0.05或P0.01);染毒2月与染毒4月剂量相同的各组比较,染毒4月F3组体密度减少,G3组的体密度、截面密度、数密度均降低(P0.05或P0.01)。在生精细胞各体视学参数中,与对照组相比,急性染毒C1-G1组体密度显著减少(P0.01),E2组体密度也减少(P0.05);而染毒2月B2-F2组,染毒4月F3组的体密度均高于急性染毒同剂量组(P0.05或P0.01);染毒4月B3组、D3组的体密度明显低于染毒2月同剂量组(P0.05),其他参数未有显著变化(P0.05) 结论 1.老年人管周细胞数目的减少与老年人曲细精管界膜显著的纤维化增厚现象有关,提示老年人界膜纤维化增厚现象常见,老龄化对管周细胞有明显影响,管周细胞的改变可能间接致睾酮水平下降,可能与老年人睾丸功能和性功能退化有关。 2.衰老小鼠睾丸主要表现为生精细胞退化和支持细胞空泡化,对管周细胞数目影响不大,提示可能与小鼠睾丸界膜为单层管周细胞有关,数量变化未明显表现为数据变动。 3. Ni2+-Cd2+联合染毒大鼠染毒时间长和联合染毒高剂量所致病理改变严重,细胞比率显著降低,各实验组管周细胞参数无明显改变,提示镍镉染毒对管周细胞影响不明显,但所致精子发生量显著减少。
【学位授予单位】:暨南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:Q952

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