IL-21与非洲雏鸵鸟肠黏膜免疫

【摘要】：非洲鸵鸟育雏期较长,从1d到90d雏鸵鸟肠黏膜免疫系统容易遭受外来抗原的入侵,给鸵鸟养殖带来巨大损失。近年研究中发现肠黏膜免疫与白介素21(interleukin-21,IL-21)有密切联系,但是IL-21在非洲鸵鸟肠黏膜免疫中的研究并未见报道。本研究取1d、45d、90d和成年鸵鸟肠道、大脑和外周血,通过解剖学技术、透射电镜技术、免疫组织化学技术、分子生物学技术,对育雏期鸵鸟肠黏膜免疫和IL-21进行多层面研究。为育雏期鸵鸟饲养管理、生理机能研究和疾病防治提供可靠的形态学依据和理论指导。研究结果如下： 1非洲鸵鸟肠黏膜层超微结构发育变化 利用透射电镜技术对1d和成年鸵鸟肠道黏膜层超微结构进行观察。结果发现,1d雏鸵鸟肠黏膜微绒毛排列整齐有序,固有层细胞完整,线粒体丰富,吸收细胞排列紧密,细胞核明显,细胞膜完整；成年非洲鸵鸟肠黏膜微绒毛排列杂乱无章,固有层细胞有不完整现象,吸收细胞有多核仁现象。结果表明,随着日龄的增加肠道免疫保护屏障增强。 2非洲鸵鸟肠皱襞和神经丛的发育变化 采用HE染色和PAS染色对鸵鸟肠道染色,结果发现非洲鸵鸟小肠有皱襞现象,肠道神经丛异常丰富。1d鸵鸟肠道肌间神经丛呈束状排列,横切面呈圆形或椭圆形,肌间神经丛内的细胞体积小但排列紧密,随着日龄的增加肌间神经丛的横切面变长,呈条带状,神经丛内细胞体积大,且排列疏松。推测鸵鸟小肠皱襞的形成与其食性有关,鸵鸟肠神经系统对肠道功能的调节更加准确。 3非洲鸵鸟肠道黏膜免疫细胞的发育变化 1)采用HE和PAS染色法,分别对非洲鸵鸟肠上皮内淋巴细胞和杯状细胞的发育规律进行研究。镜下观察,上皮内淋巴细胞体积小,细胞核深蓝色；杯状细胞呈红色,内含大量的黏原颗粒。数量统计,上皮内淋巴细胞在回肠数量最多；小肠杯状细胞和上皮内淋巴细胞数量在45d达最多；大肠上皮内淋巴细胞数量在90d达最多；大肠杯状细胞数量随日龄增加而增多。说明上皮内淋巴细胞和杯状细胞在鸵鸟育雏早期肠黏膜免疫中起着重要作用,且在育雏期肠黏膜免疫系统随鸵鸟日龄增加而不断完善。 2)采用改良的甲苯胺蓝染色法,研究非洲鸵鸟肠道肥大细胞的分布、形态、发育规律,探讨肥大细胞与肠黏膜免疫的关系。结果发现,非洲鸵鸟肠道肥大细胞形态多样,黏膜固有层中大量分布,而肌层中未见分布。1d和45d鸵鸟肠道肥大细胞形态正常,90d鸵鸟肠道肥大细胞有轻微脱颗粒现象,成年鸵鸟肥大细胞脱颗粒现象明显。空肠和回肠肥大细胞相对较多,肥大细胞的数量随着年龄的增加而增多。结果说明,非洲鸵鸟肠道肥大细胞多为黏膜型,是参与肠黏膜免疫的主要细胞,肥大细胞的随日龄的增多预示着鸵鸟肠道黏膜免疫系统日趋完善。 4非洲鸵鸟血清中IL-21的水平 为了研究非洲鸵鸟血清中IL-21与肠道黏膜免疫的关系,采用夹心ELISA的方法检测非洲鸵鸟外周血IL-21的浓度。结果发现,非洲鸵鸟育雏期间血清中IL-21的浓度从1d到90d呈现逐渐上升的趋势,成年鸵鸟血清IL-21浓度最低。为非洲鸵鸟炎症的快速诊断提供重要的参考指标。 5IL-21在非洲鸵鸟肠道和大脑的分布及变化 为了探讨IL-21在肠黏膜免疫以及脑-肠轴中的作用,采用免疫组化的方法研究IL-21在肠道和大脑的分布和发育变化。结果显示,IL-21在非洲鸵鸟肠道中主要分布在黏膜固有层、黏膜下神经丛和肌间神经丛。固有层阳性细胞小而圆,神经丛内阳性细胞体积大,细胞多有突起。且肠道阳性细胞分布位置逐渐向肠腔内延伸。IL-21阳性细胞在小肠内的数量比大肠多。90d和成年阳性细胞总体数量稍多。IL-21阳性细胞在大脑中大量分布,多数阳性细胞有突起且体积大,复染核不着色。IL-21在脑肠中大量分布,表明IL-2I在非洲鸵鸟T细胞和神经元中都有表达,IL-21通过脑-肠轴的调控参与肠黏膜免疫。