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育雏期鸵鸟睾丸的发育及硼对其下丘脑—垂体—睾丸轴的影响研究

位兰

   非洲鸵鸟属鸟纲、鸵形目、鸵鸟科,是世界上现存最大的鸟。与其他鸟类相比非洲鸵鸟有着独特的繁殖特性,即性成熟比较晚,雌鸟2岁到2.5岁达性成熟;而雄鸟2.5岁到3岁才达性成熟。鸵鸟的这种繁殖特性决定了其养殖周期比较长,这对鸵鸟养殖来说是一个很不利的因素。鸵鸟作为一种经济养殖动物,国内外学者对其进行了大量研究,有关鸵鸟组织器官的形态学特点也有报道,但关于雏鸵鸟性腺轴的发育特点以及微量元素硼对其下丘脑-垂体-睾丸轴的影响未见详细报道。本研究以育雏期鸵鸟作为试验动物,分3个试验组和1个对照组,给其饮水中添加不同剂量硼,利用石蜡切片和HE染色技术、透射电镜技术、放射免疫测定、组织化学法、免疫组化定位表达及原位缺口末端标记等多种方法,从亚细胞、组织细胞及激素水平等角度系统研究雏鸵鸟睾丸的发育特点及硼对下丘脑、垂体和睾丸组织结构、血清激素水平、细胞凋亡的影响。主要研究内容和结果包括以下几个方面: 1雏鸵鸟睾丸发育的形态学研究 本研究以1 d、30 d、45 d和90 d健康非洲雏鸵鸟作为试验动物,通过光镜和电镜样本制作,采用HE染色及TUNEL技术,研究雏鸵鸟睾丸发育的形态学特点。结果显示,雏鸵鸟睾丸的外形与其它物种存在明显差异,睾丸组织结构同其它禽类的一样没有睾丸纵隔和睾丸小隔;精原细胞的胞质内所含细胞器不丰富,精母细胞胞质内富含线粒体、游离核糖体和粗面内质网。1 d雏鸵鸟睾丸内以原始生殖细胞为主,30 d时原始生殖细胞全部分化为精原细胞,45 d时生精小管内已开始出现初级精母细胞,45~90 d内精原细胞分裂增殖速度变化不明显。1-90 d的雏鸵鸟睾丸内均存在细胞凋亡现象,但凋亡程度有所不同,45 d睾丸内发生凋亡的细胞数目最多。表明,雏鸵鸟在生后早期睾丸发育较快,且刚出生时睾丸的组织结构与其他禽类有明显差异。 2雏鸵鸟睾丸发育过程中黄体生成素和褪黑素受体的表达研究 采用免疫组织化学SABC法对1 d、30 d、45 d和90 d雏鸵鸟睾丸内黄体生成素(LH)和褪黑素受体(MR)的分布进行定位,结果显示:LH阳性细胞胞质或胞膜出现棕黄色,胞核无阳性反应;MR阳性反应颗粒呈棕褐色或棕黄色,可位于胞质、胞膜或胞核,呈散在均一或不均匀分布。LH和MR在雏鸵鸟睾丸内的分布特点均随年龄变化,这两种物质在1 d鸵鸟睾丸内均有分布,但在30 d睾丸内两者均未检测到;LH在90 d鸵鸟睾丸内有分布,但阳性表达较弱,而在此发育阶段仍未检测到MR阳性产物。表明,LH和MR在鸵鸟刚出生时原始生殖细胞分化为精原细胞的过程中和间质细胞分化过程中起着一定的调节作用。 3雏鸵鸟发育过程中血清激素水平的年龄性变化 采用放射免疫测定法(RIA)检测1d、30d、45d和90d雏鸵鸟血清激素水平,结果如下:雏鸵鸟血清中生殖激素促卵泡素(FSH)、黄体生成素(LH)、睾酮(T)和雌二醇(E_2)的水平随其年龄的增长而发生变化,血清中FSH含量先逐渐增加,到45 d时开始下降,90 d时其血清FSH水平甚至低于1 d血清中的水平;LH和T的含量随年龄增大而逐渐增加,基本呈直线增加;E_2的含量在1-45 d之间缓慢降低,45 d后开始迅速降低;且T与E_2的比值在1-45 d之间缓慢减小,45 d后开始迅速增加。结果表明,血清生殖激素水平随年龄发生变化,且45 d前后变化比较大,提示雏鸵鸟在45 d前后的发育可能比较特殊。 4雏鸵鸟下丘脑-垂体-睾丸轴的组织学研究 采用石蜡切片及HE染色技术对雏鸵鸟下丘脑弓状核(ARC)、视上核(SON)、室旁核(PVN)、视交叉上核(SCN)进行了细胞构筑研究;采用Orange G-AcidFuchsin-Light Green(OFG)染色方法对垂体的组织结构进行了研究,结果显示,垂体前叶的嗜酸性细胞被染成黄色,此类细胞的胞质丰富,核偏于细胞一侧,细胞轮廓清晰;嗜碱性细胞被染成紫红色,细胞界限清晰,一般由若干个细胞呈团状分布;嫌色细胞和间质组织被染成绿色,嫌色细胞界限不清。结果表明,雏鸵鸟下丘脑核团的特征与北京鸭的大体相似,差别在于核团内细胞的大小;OFG染色比HE染色更容易分辨这3类细胞,便于观察垂体前叶细胞的结构特征。 5硼对下丘脑-垂体-睾丸轴组织学的影响研究 以90 d的雏鸵鸟作为试验动物,随机分为4组:3个试验组和1个对照组,采用HE染色方法及TUNEL技术,研究不同硼水平下下丘脑-垂体-睾丸轴(HPT)各器官的组织学变化及细胞凋亡特点。结果显示,硼对雏鸵鸟下丘脑、垂体和睾丸的组织结构均有一定的影响,且低硼组(100mg/L)对其HPT轴的发育良好,而中硼组(200mg/L)和高硼组(400mg/L)HPT轴各器官均产生不同程度的病理组织学变化。TUNEL技术检测结果显示,生理状态下HPT轴各器官内均存在细胞凋亡现象,而不同硼水平下雄性雏鸵鸟性腺轴各器官内发生细胞凋亡的程度不同,神经细胞的凋亡数量随硼含量的增加而增加;神经胶质细胞、垂体细胞及睾丸细胞均表现为低硼减少,中硼和高硼显著增加(P<0.05)。上述结果表明,适量的硼对HPT的发育有起一定的促进作用,而过量硼对机体产生一定的毒性作用,因此,建议给鸵鸟补硼以不超过100mg/L为宜。 6不同硼水平下HPT轴内LH和MR的表达研究 采用免疫组织化学SABC法研究不同硼水平下LH和MR在90 d雏鸵鸟HPT轴内的分布进行研究。结果如下,雏鸵鸟下丘脑视上核、室旁核和弓状核内以及垂体和睾丸内均有LH阳性产物,其表达量均受硼的影响,表现为低硼表达增强,中硼和高硼减弱。雏鸵鸟下丘脑视上核、室旁核和视交叉上核内有MR分布,而垂体和睾丸内未见MR阳性产物,且硼对MR在下丘脑内的表达有抑制作用。该试验结果表明,不同硼水平下LH和MR在HPT轴的分布和表达存在差异,推测硼可能通过影响LH和MR在HPT轴各器官内的分布的表达来调节雏鸵鸟HPT轴的活动。 7硼对雏鸵鸟血清激素水平的影响研究 采用RIA法对不同硼水平下雏鸵鸟血清激素水平进行测定,结果显示,不同硼水平对雏鸵鸟血清FSH、LH、T、E_2及T/E_2均有一定的影响,其变化规律存在差异。与对照组比较,低硼组血清LH水平有所提高,但差异不显著,而血清T的水平显著提高(P<0.05);中硼组和高硼组LH和T的与对照组和低硼组相比均显著降低(P<0.05),且这两个组之间差异不显著。血清T和LH的变化随硼添加量的改变呈一定的相关性,均表现为低硼升高,中硼和高硼降低。血清FSH和E_2含量均随硼添加量的增加而增加,而T与E_2的比值随硼剂量的增加而减小。以上结果表明,硼对血清生殖激素的水平有一定影响,而激素水平是衡量性腺功能的重要指标,提示硼对雏鸵鸟HPT轴的影响也可能通过改变其激素的分泌活动来实现的。……   
[关键词]:雏鸵鸟;下丘脑-垂体-睾丸轴;免疫组化;细胞凋亡;放射免疫
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:华中农业大学2008年