稀有鮈鯽被皮、呼吸與心血管系統組織學觀察*

趙 穎 趙德明 王劍偉 周向梅 李愛華 楊利峰

(1.中國農業大學，北京 100193)(2.中國科學院水生生物研究所，武漢 430072)

稀有鮈鯽(Gobiocyprisrarus)，俗稱墨線魚、金白娘[1]，隸屬鯉形目，體長38～85 cm，主要分布于我國四川省雙流縣、漢源縣、都江堰市等地。自1990年起，中國科學院水生生物研究所將其作為新的實驗動物進行了系統的研究[2]，并對其進行了規范化飼養管理。至今，以稀有鮈鯽為實驗生物的研究涉及生態毒理學、農藥學、環境科學、水生生物寄生蟲學等諸多領域，對該種生物的深度研究則多是對某一系統或組織器官進行的遺傳學、胚胎學或組織學的研究，但對成體稀有鮈鯽的系統性組織學的研究尚未見報道。為此，用中國科學院水生生物研究所提供的正常生活環境下的稀有鮈鯽進行了整體固定，并制作石蠟切片，經HE染色后，采用光學顯微鏡對其各個系統的臟器和組織逐一進行詳細的組織形態學觀察和描述。

1 材料和方法

1.1 試劑

固定液：Bouin’s液。脫鈣液：30%鹽酸溶液1 L(700 mL 10%福爾馬林，300 mL濃鹽酸)，氯化鈉140 g，冰醋酸20 mL。脫水劑：50%，75%，85%，95%酒精。透明劑：松油醇。包埋蠟：石蠟。脫蠟劑：二甲苯。染色劑：蘇木素染液，伊紅染液。其他：鹽酸酒精，蒸餾水，自來水等。

1.2 耗材

組織包埋盒，載玻片，蓋玻片等。

1.3 儀器

切片機，水浴展片機，恒溫箱等。

1.4 切片制作方法

將稀有鮈鯽在Bouin’s液中固定24～48 h，再用自來水輕柔沖洗去表面浮色；于脫鈣液中脫鈣8～16 h后撈出，置于緩慢流動的自來水下輕柔沖洗過夜，以去除樣品表面多余的脫鈣液[3]；對稀有鮈鯽各部位和組織臟器進行修塊并編號；將修塊完成的樣品分別在50%酒精(2 h)，75%酒精(2 h或過夜)，85%酒精(2 h)，95%酒精(1 h)梯度酒精中脫水[4]；繼而在松油醇[4-5]中透明至組織呈半透明狀后同包埋盒一起浸蠟包埋，完成包埋的樣品于冰面上冷卻凝固；以厚度為3 μm進行切片[3]；水浴展片后用載玻片撈出，烘片干燥；再按照常規HE染色[6]進行石蠟切片染色；中性樹膠封片，晾干后于鏡下觀察并采集照片。

2 結果

2.1 被皮系統組織學觀察

稀有鮈鯽的皮膚由外側表皮和內部真皮構成[7](見圖1)。與哺乳動物完全不同的是，稀有鮈鯽的表皮由層數不等的非角質化的立方上皮細胞構成，鏡下可見最外側的是一些梭形的上皮細胞，具有分裂能力，從而可對損傷進行修復。表皮中除了最外側的梭形細胞，更多的是黏液細胞(見圖2)。黏液細胞形態各異大小不一，胞核多位于細胞中央呈圓形至卵圓形，胞質內多有不等量的粉紅均染的黏液樣物質，黏液細胞可以分泌原始黏液，含有包括糖蛋白、酶類、免疫球蛋白[8]等多種物質，覆于魚體表面有潤滑、保護等作用。真皮層主要由結締組織[9-10]構成，位于表皮層與肌肉之間，有多量的成纖維細胞。鏡下可見呈均染紅色的鱗片穿插于皮膚中。鱗片與皮膚相接之處有圓形的角質生成細胞(見圖3A、B)，其胞質中富含角質顆粒。隨著魚的生長，鱗片數量并不會增多，但其體積會增大，從而形成“年輪狀”外觀(見圖3C)。在鱗片游離端側緣可見數量不等的色素細胞分布，主要是黑色素細胞、紅色素細胞以及黃色素細胞等(見圖3D)。

2.2 呼吸系統組織學觀察

鰓弓由各鰓骨與咽骨及咽齒組成，同其他鯉科魚類一樣，稀有鮈鯽第5對鰓弓退化為咽齒，且具兩行咽齒[1]。屬于硬骨魚的稀有鮈鯽的鰓開口于咽喉，外被鰓蓋，稱內鰓裂[11]。稀有鮈鯽具有鰓蓋和鰓板結構，其薄板樣的鰓瓣在鰓腔中舒展分布，又稱鰓耙[11]。每個鰓弓都有軟骨作為支架，在鰓弓上附著全鰓，全鰓的兩組鰓絲以反向平行的方式向鰓腔分布。鰓瓣的游離部遠端都分布有輸入輸出的血管，血管中充血明顯。上皮細胞包圍著鰓弓部，且該部富含黏液分泌細胞。軟骨組織亦是鰓絲的支架，支持著組成呼吸膜的二級鰓瓣，二級鰓瓣相互平行排列，并與原始鰓瓣呈垂直角度連接[7]，形成一個個的鰓小葉[11]。血管化的鰓絲壁圍成的管腔中可見大量的紅細胞。每個原始鰓瓣都被復層細胞所覆蓋，鰓瓣上還有一些其他類型的細胞，如扁平上皮細胞、淋巴細胞、巨噬細胞、黏液細胞及未分化的細胞等。氯細胞位于原始鰓瓣與二級鰓瓣連接處附近的鰓絲上皮內[12](見圖4、圖5、圖6局部放大)，核大而圓，胞質豐富?；啄ど系囊粚踊螂p層的立方上皮為柱細胞所支持，覆于二級鰓瓣上。

2.3 心血管系統組織學觀察

稀有鮈鯽的心血管系統主要由心臟和血管及其中的血液構成。心肌有節律的收縮與舒張使得血液在血管中有序流動。稀有鮈鯽的紅細胞為有核紅細胞。

2.3.1心臟：從切片上看，同一般的硬骨魚[1]一樣，稀有鮈鯽的心臟(見圖7、8)位于腹前側，緊鄰鰓腔，由四個連續的腔室構成，依次分別為靜脈竇、心房、心室和有高度彈性的動脈[3]。心臟由心外膜、心肌和心內膜三層構成。外層的心外膜由單層扁平的上皮細胞構成，與位于單薄的結締組織上的間皮參與構成心包腔[9-10]。肌層在不同部位的厚薄不均，在靜脈竇處較薄，心房的肌層較厚，而心室的肌層最厚。心房的心肌呈松散的海綿狀，而靜脈竇則呈一個薄壁囊狀結構，主要是由結締組織構成。心肌是一種平滑肌[9-10]，心肌細胞胞質呈嗜酸性紅染，胞核狹長深染。血液從心房中流出經房室瓣進入心室，心室和心房中均可見大量的有核紅細胞蓄積。心室腔由貼于心肌纖維上的內皮細胞圍成，其胞核形似逗號。

圖1 皮膚注:1.表皮； 2. 真皮Fig.1 SkinNote:1.Epidermies; 2. Dermis

圖2 皮膚注:1.鱗片； 2. 骨性鱗片； 3. 黏液細胞； 4. 疏松結締組織Fig.2 SkinNote:1. Scale; 2. Bony scale; 3. Mucous cell; 4. Soft connective tissue

圖3 鱗片注：A：角質生成細胞(H&E染色)； B：角質生成細胞； C：鱗片增大后形成的“年輪狀”外觀； D：鱗片中分布有色素細胞Fig.3 ScaleNote：A：Keratinocyte in scale(H&E staining)； B： Keratinocyte in scale； C： Annual ring-like scale； D：Chromocyte in scale

圖4 鰓注:1.鰓弓； 2. 鰓絲Fig.4 GillsNote:1.Gill arch; 2. Gill filaments

圖5 鰓瓣注:1.鰓弓； 2. 鰓瓣； 3. 血管Fig.5 LamellaeNote:1.Gill arches; 2. Lamellae; 3. Blood vessel

圖6 二級鰓瓣注:1.鰓絲； 2. 軟骨支架； 3. 氯細胞； 4.血管Fig.6 Secondary lamellaeNote:1. Gills; 2. Cartilainous tissue; 3. Chloride cell; 4. Blood vessel

2.3.2血管：血管內膜由扁平的內皮細胞構成，數層平滑肌細胞組成的不同厚度的肌層圍在外側，并被膠原纖維組成的外膜等包被。

圖7 心臟注:1.具有高度彈性的動脈；2. 心室；3. 心房Fig. 7 HeartNote:1.Highly elastic bulbus arteriosus; 2.Ventricle; 3.Atrium

圖8 心臟注:1.心室；2.心房；3.靜脈竇Fig.8 HeartNote:1.Ventricle; 2. Atrium; 3. Sinus venosus

3 結論

從解剖學和組織學角度來看，稀有鮈鯽的皮膚由表皮和真皮構成。在其表皮外側覆有鱗片，鱗片是皮膚的衍生物[12]，鏡下可見鱗片中存在骨質結構，屬于骨鱗[13]，HE染色呈均質的紅色。據一些研究表明，一部分具有毛細血管化皮膚的魚類其皮膚亦具有呼吸功能[14]，但稀有鮈鯽的體表被覆鱗片，這種情況下稀有鮈鯽的氣體交換功能主要集中在鰓部，氣囊也參與其中。從解剖結構來看，稀有鮈鯽的魚鰓左右對稱，結構精密。鏡下可見壁層高度血管化的鰓絲[11]呈梳齒狀覆于軟骨支架上形成二級鰓瓣，二級鰓瓣又以并列的人字形排列組成原始鰓瓣，這種結構使得鰓絲以極大的表面積與鰓腔中的水流進行接觸，流經鰓絲的入鰓血在此進行CO2與O2的交換，形成多氧的出鰓血[11，15]。與常見的實驗動物相比，稀有鮈鯽的心肌厚度明顯要薄，且成不規則的形狀排列，在心室中可見交錯呈梯狀篩形的心肌層，而非典型的橫向或縱向整齊排列。