婴儿普通狨猴(Callithrix jacchus)主要内脏器官的组织学特征

《PLOS One》:Histological characterization of major internal organs in infant common marmosets (Callithrix jacchus)

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月03日 来源:PLOS One 2.8

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  普通狨猴(Callithrix jacchus)是生物医学研究中广泛使用的非人灵长类动物(nonhuman primate, NHP)模型。然而,婴儿期组织的获取渠道有限,亟需关于出生后早期器官发育的描述性组织学资料。研究人员采用苏木精-伊红染色(hemato

  
普通狨猴(Callithrix jacchus)是生物医学研究中广泛使用的非人灵长类动物(nonhuman primate, NHP)模型。然而,婴儿期组织的获取渠道有限,亟需关于出生后早期器官发育的描述性组织学资料。研究人员采用苏木精-伊红染色(hematoxylin and eosin, H&E)、Ki67免疫组织化学、阿尔辛蓝-过碘酸-希夫染色(Alcian blue–periodic acid–Schiff, AB–PAS)及天狼星红染色(Sirius red staining),对婴儿期(0–3周龄)与成年(>12月龄)狨猴的肝脏、肾脏、脾脏、肺脏和心脏五个主要器官进行了定性的描述性组织学概览。检查发现,婴儿期肝脏呈现多层肝细胞索、较高的核质比(nuclear-to-cytoplasmic ratio, N/C ratio)以及髓外造血(extramedullary hematopoiesis, EMH),而成年肝脏则显示排列有序的肝板与成熟的间质结构。婴儿期肾脏表现出伴有未成熟肾单位的活跃肾发生(nephrogenesis),并在成年期逐步呈现更为成熟的肾小球形态。脾脏方面,婴儿期白髓体积小且发育欠完善,成年期则表现为数量较少、体积较大且边界清晰的白髓结构。肺脏在出生后早期阶段显示肺泡间隔增厚和气腔不规则,至成熟期出现进行性间隔变薄与气腔扩张。婴儿期心脏表现出心肌细胞排列疏松及瓣膜发育中的特征,成年期心脏则呈现心肌细胞肥大、横纹明显和致密的胶原性瓣膜结构。本研究为解读婴儿期绒猴的发育特征提供了描述性组织学参考信息,并支持将这些数据应用于发育期灵长类病理学研究。
研究背景与目的

非人灵长类动物(nonhuman primate, NHP)常用于啮齿类模型难以充分反映灵长类生理特征的生物医学研究领域。普通狨猴(Callithrix jacchus)因体型小、繁殖力高、性成熟快、维持成本较低,并可在CRISPR/Cas9等基因组编辑技术辅助下建立人类疾病模型,在神经科学、再生医学和衰老研究中应用日益广泛。目前啮齿类出生后各器官发育的组织学参考数据已较系统,但NHP幼年个体包括狨猴在内的相关资料仍很缺乏。这一缺口给幼年灵长类发育病理学评估带来困难,即难以把正常发育特征与病变改变相区分。为补充相关参考,研究人员对出生后0–3周的婴儿期与12月龄以上的成年普通狨猴的肝、肾、脾、肺、心五大器官进行了定性、描述性的系统组织学研究,成果发表于《PLOS One》。

研究方法概述

研究样本包括6只婴儿期狨猴(PND4–PND22,4雌2雄;取自首尔大学医院繁殖群,IACUC批准号24-0226)和3只成年雄性狨猴(1–2岁;取自一项毒理学研究的溶媒对照组,IACUC批准号20-0170),动物均购自CLEA Japan并饲养于AAALAC认证的狨猴资源库。组织于检剖后以10%中性缓冲福尔马林固定至少7天,并按器官标准化取材策略(肝多叶切取、脾沿最大径纵切、肺经气管灌注固定、肾横断与冠状切、心沿长轴切)修样、石蜡包埋。主要技术方法:H&E染色观察组织学结构,Ki67免疫组织化学标记增殖活性,AB–PAS染色显示黏蛋白及细胞外基质,天狼星红染色显示胶原纤维;另以食蟹猴和小鼠器官仅作大体形态对照。全部切片由不知晓动物年龄分组的兽医病理学家J.W. Park按定性标准盲法评估。

研究结果

1. 婴儿狨猴的肝脏(Liver of the infant marmoset)

H&E染色显示,婴儿门管区可见双层细胞衬覆的胆管板样胆管结构,肝细胞呈超过两层的多层肝索排列,核质比较高,肝小叶中带及中央静脉周围实质中可见髓外造血(EMH)。Ki67阳性细胞在EMH区域及门管区较多,提示造血活动和未成熟间质成分增殖。天狼星红染色显示婴儿门管区与血管周胶原纤维细而松散。成年肝脏门管区胆管为单层胆管细胞围成的清晰管腔,肝板呈单层,间质与血管周胶原致密有序,Ki67阳性细胞明显减少。结果表明,婴儿期狨猴肝脏仍保留活跃的造血功能,包含未成熟门管区结构,并随日龄增长向成年肝板与成熟间质重塑。

2. 婴儿狨猴的肾脏(Kidney of the infant marmoset)

H&E染色显示,1周龄狨猴肾皮质外层存在活跃的肾发生,可见典型S1期(卵圆形致密细胞团)、S2期(S形小体)及S3期(足细胞前体出现但Bowman腔狭窄或未开放)等未成熟肾单位,皮质小管密集、间质疏松,其中S1与S2期结构常见于1周龄,至2周龄时S3与S4期占优。PAS染色显示婴儿期近端肾小管(proximal convoluted tubule, PCT)刷状缘几乎不着色,成年肾则呈现清晰PAS阳性条带。Ki67阳性小管上皮在婴儿期肾组织中大量存在,成年肾明显减少。天狼星红染色见婴儿肾间质与血管周胶原稀少,成年者胶原排列更有序。这些结果表明婴儿期狨猴肾发生活跃、肾单位未成熟,随年龄增高肾单位同步分化成熟。

3. 婴儿狨猴的脾脏(Spleen of the infant marmoset)

H&E染色显示,婴儿脾白髓仅见围绕中央小动脉的小型淋巴细胞聚集,形态符合发育中的动脉周围淋巴鞘(periarteriolar lymphatic sheath, PALS),红髓内EMH极少;Ki67阳性细胞在白髓中较少。成熟脾脏的动脉周围淋巴组织明显扩大,并出现含高比例Ki67阳性细胞的生发中心。天狼星红染色显示从婴儿期小梁与血管周围稀疏胶原,到成年期致密有序胶原结构的转变。结果表明,脾气死后发生进行性的免疫区室化、白髓扩大及间质成熟重塑。

4. 婴儿狨猴的肺脏(Lung of the infant marmoset)

H&E染色显示,1周龄狨猴肺泡间隔明显增厚、气腔不规则,肺实质细胞成分较多;2周龄时肺泡间隔已开始变薄、间隙细胞减少,成年肺则呈单层扁平上皮组成的均匀薄壁肺泡,气腔扩张良好。支气管上皮由出生早期的假复层纤毛柱状上皮逐渐转变为单层立方至柱状上皮。软骨在婴儿期呈成软骨细胞样形态、基质着色浅,成年后出现清晰的软骨囊与致密嗜酸性基质。Ki67阳性细胞在婴儿肺泡上皮与支气管上皮中较多,成年显著减少;PAS染色显示成年气道软骨着色增强。结果提示狨猴肺脏出生后持续推进肺泡化(alveolarization)及气道软骨结构成熟。

5. 婴儿狨猴的心脏(Heart of the infant marmoset)

H&E染色显示,婴儿心肌细胞排列疏松、核密度高,横纹与闰盘不明显,瓣膜间质细胞丰富而胶原稀疏。成年心肌细胞体积增大,呈现清楚横纹与显著闰盘,瓣膜胶原致密,表面内皮由圆胖变得扁平,主动脉壁弹力层逐渐增厚。Ki67阳性细胞在婴儿心肌较多、成年心肌极少,符合出生后心肌细胞退出细胞周期过程;PAS染色显示成年人肌周细胞外基质着色增强。这些结果提示狨猴心脏发育表现为出生后肌细胞增殖下降、心肌细胞肥大以及肌原纤维和瓣膜结缔组织的逐步成熟。

讨论与结论

讨论指出,肝脏EMH、Ki67高表达、肺间隔增厚和肾未成熟肾小球等如见于成年动物常提示损伤或疾病,却是幼年发育中的正常现象;因此建立不同日龄的参考形态是解读婴儿灵长类组织病理学改变的前提。与出生后生理、免疫发育高度不成熟的小鼠等晚成性啮齿类不同,狨猴尽管外观早熟,出生时约为成体体重8%且睁眼活动,但肝、肺、肾、脾、心在出生后早期仍显示明显的组织不成熟,这种混合发育状态与人类新生儿特征相似,提示狨猴可作为研究出生后器官发育的灵长类模型。本研究存在样本量有限、性别分布不均、横断面设计、评估定性且未做形态计量学、缺少谱系特异性标记等局限性,但一致化的取材和处理仍提供了系统描述。总之,该研究提供了普通狨猴五种主要器官在出生后早期的组织学概览,为婴儿期正常组织特征建立了参考数据,有助提高幼年狨猴研究结果的判读准确性,增进对灵长类器官成熟过程的理解,并支持狨猴作为生物医学研究模型的广泛应用。
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