4上篇组织学此外,还有利用物理吸附作用的染色方法,如用苏丹染料显示脂肪组织,染料溶于脂肪内,使细胞内的脂滴显色。而用硝酸银、氯化金等重金属盐显示细胞和组织的某些结构,则是使金属微粒附着在结构表面而呈棕黑色或棕黄色。银染法中有些组织结构可直接使硝酸银还原而显示,称此为亲银性(argentaffin);有些结构无直接还原作用,需加人还原剂方能显色,则称为嗜银性(argyrophilia)。还有些组织成分如结缔组织和软骨基质中的氨基聚糖,当用甲苯胺蓝(toluidineblue)等碱性染料染色后呈紫红色,这种现象称为异染性。以上方法制备的标本一般是用普通光镜进行观察。在组织化学术,常使用荧光染料染色或作为标记物,用荧光显微镜(fluorescencemicroscope)观察。荧光显微镜以紫外线为光源,能激发染料发出荧光。在细胞培养术,一般光镜不易分辨无色透明的活细胞,须用相差显微镜(phasecontrastmicro-scope)才能观察。相差显微镜可将活细胞不同厚度及细胞内各种结构对光产生的不同折射,转换为光密度差异(明暗差),从而使镜下结构反差明显,影像清晰(图1-8)。激光扫描共聚焦显微镜(laserscanningconfocalmicroscopy,LSCM)是在荧光显微镜的基础上加装了激光共轭聚焦逐层扫描装置,利用计算机进行图像处理,从而得到细胞或组织内部微细结构的普通光或荧光图像。相对于普通显微镜技术,它可对较厚的组织切片进行连续精确的断层扫描,获得组织内各个层面的精细图像,然后经计算机合成处理后,形成完整的三维图像。它也有利于用激光激发荧光,其激发光强度可精确控制,荧光检测快,对细胞损伤小,具有良好的可重复性。此技术除可观察固定的组织外,还可动态观察体外培养的活细胞;能对细胞内分子或离子进行标记,检测各种物质的表!达及其动态变化;图像数据可及时输出和长期储存(图1-4)。另外,近年出现的双光子显微镜(two-photonmicroscope)则结合了激光扫描共聚焦显微镜和双光子激发技术,可用于观察更厚的标本,对活细胞的损伤更小,成像的立体感更强。(二)电镜技术与一般光镜相比,电镜用电子束代替可见光,用电磁透镜代替光学透镜,用荧光屏使肉眼不可见的电子束成像。1.透射电镜术(transmissionelectronmicroscopy,TEM)因用电子束穿透样品、产生物像而得名。由于电子易被散射或被样品吸收,故穿透力低,须制备超薄切片(50~80nm)。取材要尽量新鲜,以保存细胞正常的超微结构。组织块(1mm以内)用戊二醛与钱酸两次固定,脱水后树脂包埋,用超薄切片机切片,再经醋酸铀和柠檬酸铅染色。电子束射落到切片时,随细胞构成成分的密度以及吸附重金属铀、铅、钱的程度不同,而发生相应的电子散射。当电子束投射到密度大、吸附重金属多的结构(如溶酶体)时,电子被散射的多,因此,射落到荧光屏上的电子少而呈暗像,电镜照片上呈黑或深灰色,习惯称该结构为高电子密度(electron-density);反之呈浅灰色,称低电子密度。透射电镜的分辨率可达到0.2nm。2.扫描电镜术(scanningelectronmicroscopy,SEM)取材要求同透射电镜,组织块用戊二醛和酸固定后,经脱水、干燥,再于其表面喷镀薄层金膜。观察时,电镜发射极细的电子束在标本表面扫描,标本表面散射的电子(称二次电子)被探测器收集,形成电信号传送到显像管,在荧光屏上显示标本表面的立体构像。用扫描电镜能观察较大的组织表面,因其景深长,凹凸不平的结构也能清晰成像,故图像具有立体感。扫描电镜的分辨率为2nm。(三)组织化学术组织化学术(histochemistry)为应用化学、物理、生物化学、免疫学或分子生物学的原理和技术,与组织学技术相结合而产生的技术,能在组织切片定性、定位地显示某种物质的存在与否、以及分布状态。还可进一步用显微分光光度计或图像分析仪测定切片中该物质反应的强度,获得定量的信息。应用这种技术于游离细胞的样品(如细胞涂片),则称细胞化学术(cytochemistry)。1.一般组织化学术基本原理是在切片上加某种试剂,与组织中的待检物质发生化学反应,其最终产物为有色沉淀物或重金属沉淀,以便用显微镜观察。如显示糖类,常用过碘酸希夫反应(periodic关注微信公众号:医考侠获取更多医学资料
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第1章组织学绪论acidSchiffreaction,PAS反应)显示聚糖和糖蛋白的糖链。糖被强氧化剂过碘酸氧化后,形成多醛;后者再与无色的品红硫酸复合物(即希夫试剂)结合,形成紫红色反应产物(图1-2)。2.免疫组织化学术(immunohistochemistry)是根据抗原与抗体特异性结合的原理,检测组织中肽和蛋白质的技术。肽和蛋白质均具有抗原性。当把人或动物的某种肽或蛋白质作为抗原注人另一种动物,其体内会产生针对该抗原的特异性抗体(免疫球蛋白)。将抗体从动物血清中提出后,与标图1-2小肠光镜图记物相结合,即成为标记抗体。用后者与组织切片PAS反应示上皮中杯状细胞的黏原颗粒呈紫红色或细胞涂片孵育,抗体则与其中的相应抗原特异性结合,在显微镜下通过观察标记物而获知该肽或蛋白质的分布部位。常用标记物有荧光素和辣根过氧化物酶(图1-3~图1-5)。抗体抗原+荧光素+辣根过氧化物酶+胶体金图1-3免疫组织化学术原理示意图图1-免疫细胞化学、激光扫描共聚焦显微镜图图1-5免疫细胞化学ABC法染色培养的神经干细胞经诱导后部分细胞已分化为神经示大鼠腺垂体黄体生成素阳性细胞元;神经干细胞呈绿色荧光蛋白阳性,发绿色荧光;神经元呈BetaⅢ微管蛋白阳性,发红色荧光;细胞核为DAPI荧光染料标记,发蓝色荧光关注微信公众号:医考侠获取更多医学资料
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6上篇组织学3.原位杂交术(insituhybridization)即核酸分子杂交组织化学术。免疫组织化学是在翻译水平检测基因的表达结果(肽和蛋白质),原位杂交术则是检测基因(DNA片段),即在转录水平检测基因的活性(mRNA)。其原理是用带有标记物的已知碱基顺序的核酸探针,与细胞内待测的核酸按碱基配对的原则,进行特异性原位结合,即杂交,然后通过对标记物的显示和检测,而获知待测核酸的有无及相对量。常用的标记物为地高辛(图1-6)。(四)图像分析术图1-6原位杂交(地高辛标记)光镜图图像分析术(imageanalysis)又称形态计量术大鼠主动脉平滑肌细胞表达弹性蛋白mRNA,(morphometry),是应用数学和统计学原理对组织切胞质呈棕黄色片提供的平面图像进行分析,从而获得立体的组织和细胞内各种有形成分的数量、体积、表面积等参数,如肺泡的数量和表面积、肾小体的数量和体积,胰岛的数量及其各类细胞的百分比等,这些数值从量的角度显示了结构与功能的关系。也可以测量组织化学染色切片,根据染色深浅而提供该物质含量的相对数值。此项技术需使用图像分析仪进行。另外,根据连续的组织切片应用计算机进行三维重建,以获得微细结构的立体模型,这部分内容称为体视学(stereology)(图1-7)。(五)细胞培养术和组织工程细胞培养术(cellculture)是把从机体取得的细胞在体外模拟体内条件下进行培养的技术。如果培养的是组织块、器官的较大部分或全部,则分别称为组织培养术和器官培养术。但组织块和器官难于长久培养,故以细胞培养开展得最广泛。体外培养及用体外培养物进行的实验常简称为invitro(在体外)。培养条件包括适宜的营养、生长因子、pH、渗透压、O,和CO,浓度、温度等,还须严防微生图1-7计算机三维重建图像物污染。培养液用含有各种营养成分的人工合成示胰腺部分结构:动脉(红色)、静脉(蓝色)、培养基配制,内加5%~10%的胎牛血清,后者含多导管(黄色)和胰岛(紫色)种生长因子。培养的细胞除少数种类(如淋巴细胞)悬浮于培养液中,一般都贴在培养瓶壁上生长。首次从体内取出的细胞进行培养,称原代培养。当细胞增殖、长满瓶壁时,必须将其按一定比例分散到若干个瓶中继续培养,此称传代培养。经长期培养而成的细胞群体,称细胞系(cellline)。有的细胞系经-定传代次数培养后死亡,有的则可无限地传代培养,后者多为肿瘤细胞,或正常细胞发生了基因突变。从细胞系中选择单个细胞进行培养,所形成的细胞群体称细胞株(cellstrain)。著名的HeLa细胞株便是1952年用一位美国非洲裔妇女的宫颈癌细胞培养形成的,目前仍在世界各地的实验室中被广泛应用(图1-8)。对贴壁培养的细胞需用相差显微镜观察,也可图1-8HeLa细胞相差显微镜图用显微录像或显微摄影连续记录细胞的生长过程。关注微信公众号:医考侠获取更多医学资料
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第1章组织学绪论1体外培养的细胞、组织或器官不仅可用于研究其代谢、增殖、分化、形态和功能变化,还可研究各种理化因子(激素、药物、毒物、辐射等)对活细胞的直接影响。组织工程(tissueengineering)是用细胞培养术在体外模拟构建机体组织或器官的技术,旨在为器官缺损患者提供移植替代物。目前正在研究构建的组织器官主要有皮肤、软骨、骨、肌腱、骨骼肌、血管、角膜等;其中以组织工程皮肤较为成功,已成为商品用于治疗烧伤、皮肤静脉性溃疡等疾病。组织工程技术包括四个方面:①生长旺盛的细胞,也称种子细胞,多为各种组织的干细胞;②细胞外基质,可用生物材料(如牛胶原)和无毒、可被机体吸收的人工合成高分子材料;③构建组织或器官,即把细胞置于细胞外基质中进行三维培养,并形成所需要的形状;④将构建物移植于机体的方法。(六)组织芯片技术组织芯片(tissuechip),也称组织微阵列(tissuemicroarrays,TMA),是生物芯片技术的一个重要分支,是将组织标本,按不同的设计需求,有序地集成在固相载体上所形成的组织微阵列,再利用免疫组织化学、原位杂交、原位PCR等各种组织学、分子生物学技术对芯片中的组织进行检测。根据样本数目的多少,可将组织芯片分为低密度芯片(<200点)、中密度芯片(200~600点)和高密度芯片(>600点)。该技术自1998年问世以来,以其大规模、高通量、标准化等优点得到大范围的推广应用。根据研究目的不同,可将组织芯片分成正常组织芯片、肿瘤组织芯片、单一或复合组织芯片、特定病理类型组织芯片等。其中肿瘤组织芯片又包括:①多肿瘤组织芯片(multitumorTMA):由不同类型肿瘤组成;②肿瘤进展组织芯片(progressionTMA):由不同发展阶段肿瘤组成;③预后组织芯片(prognosticTMA):由治疗前后肿瘤组成;④其他组织芯片:对肿瘤病原学等进行相关研究。组织芯片与基因芯片、蛋白质芯片一起构成了生物芯片系列,使人类第一次能够有效利用成百上千份组织标本,在基因组、转录组和蛋白质组三个水平上进行研究,是一项新的生物学研究技术。本章小结组织学是研究正常人体微细结构及其功能的学科,组织学研究的内容包括细胞、组织、器官和系统四部分。细胞是人体结构和功能的基本单位,是组织和器官的结构基础。在细胞之间,有一些非细胞形态的物质,称为细胞外基质。细胞外基质是由细胞产生,参与构成细胞生存的微环境,起支持、联系、营养和保护细胞的作用。许多形态相似、功能相关的细胞,与细胞外基质结合而形成的细胞群,称为组织。每种组织都具有某些共同的形态结构特点和相关的功能。组织分为上皮组织、结缔组织、肌组织和神经组织,称为基本组织。器官是从几种不同组织发育分化和相互结合形成,许多功能相关的器官联合在一起构成系统,如生殖系统、内分泌系统、循环系统等。在组织学的学习中,HE染色是最常用染色方法之一。在形态学观察中,分辨率是一个重要的指标,通常人眼分辨率为0.2mm,光镜的分辨率为0.2um,透射电镜和扫描电镜的分辨率分别是0.2nm和2nm。组织学技术种类繁多,作为医学生要了解这些组织学研究技术,拓宽知识面,为今后的科研工作奠定基础。(李继承)关注微信公众号:医考侠获取更多医学资料
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第 2 章童上皮组织上皮组织(epithelialtissue)简称上皮(epithelium),由大量形态规则、排列密集的上皮细胞和极少量的细胞外基质组成。上皮细胞具有明显的极性,即细胞的不同表面在结构和功能上具有明显差别。其朝向身体的表面或有腔器官腔面的一面为游离面;与游离面相对的朝向深部结缔组织的一面称基底面;而上皮细胞之间的连接面为侧面。极性在单层上皮细胞表现得最典型。上皮基底面附着于基膜上,并借此与结缔组织相连。上皮内大都无血管,所需营养依靠结缔组织内的血管提供,营养物质透过基膜渗人上皮细胞间隙。上皮组织内可有丰富的感觉神经末梢。根据其功能,上皮组织分为被覆上皮(coveringepithelium)和腺上皮(glandularepithelium)两大类。被覆上皮具有保护、吸收、分泌和排泄等功能,腺上皮具有分泌功能。此外,体内还有少量特化的上皮,如能感受特定理化刺激的感觉上皮(sensoryepithelium),具有收缩能力的肌上皮(myoepithelium)等。一、被覆上皮被覆上皮覆盖于身体表面或衬贴在体腔和有腔器官内表面。根据其构成细胞的层数和表层细胞的形状,将被覆上皮进行如下分类和命名(表2-1)。表2-1被覆上皮的分类及分布上皮类型主要分布内皮:心、血管和淋巴管的腔面间皮:胸膜、心包膜和腹膜的表面单层扁平上皮其他:肺泡和肾小囊壁层单层上皮单层立方上皮肾小管、甲状腺滤泡等单层柱状上皮胃、肠、胆囊和子宫等腔面假复层纤毛柱状上皮呼吸管道等腔面未角化的:口腔、食管和阴道等腔面复层扁平上皮角化的:皮肤表皮复层上皮脸结膜、男性尿道腔面等复层柱状上皮变移上皮肾盏、肾孟、输尿管和膀胱等腔面1.单层扁平上皮(simplesquamousepithelium)又称单层鳞状上皮,由一层扁平细胞组成。从上皮表面观察,细胞呈不规则形或多边形,核椭圆形,位于细胞中央;细胞边缘呈锯齿状或波浪状,互相嵌合(图2-1A、B)。从垂直切面观察,细胞扁薄,胞质少,只有含核的部分略厚(图2-1A、C、D)。衬贴在心、血管和淋巴管腔面的单层扁平上皮称内皮(endothelium)(图2-1C),其表面光滑,有利于血液和淋巴的流动,也有利于内皮细胞进行物质交换;分布在胸膜、腹膜和心包膜表面的单层扁平上皮称间皮(mesothelium)(图2-1D),其表面湿润光滑,可减少器官活动的摩擦。2.单层立方上皮(simplecuboidalepithelium)由一层近似立方形的细胞组成。从上皮表面观察,细胞呈六角形或多角形(图2-2A);在垂直切面上,细胞呈立方形,核圆、居中(图2-2)。3.单层柱状上皮(simplecolumnarepithelium)由一层棱柱状细胞组成。从表面观察,细胞呈六角形或多角形在垂直切面上,细胞为柱状,核为椭圆形,其长轴与细胞长轴一致(图2-3,图2-4)。此种上皮分布在胃肠、胆囊和子宫等器官,有吸收或分泌功能。肠道的单层柱状上皮中,除柱状8关注微信公众号:医考侠获取更多医学资料
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