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组织学与胚胎学. histology and embryology. 杨志文. 人兽胚胎 ? 人造生命 ? 胚胎干细胞 ? 基因测序 ? 设计婴儿 ? 换脸术 ? 克隆人 ? ……. 绪 论. introduction. 解剖学. 组织学. 细胞. 基本组织. 器官系统. 概念 组织学( histology ) : 研究机体微细结构及其相关功能的科学 解剖学为基础,宏观→微观,显微镜 ┄显微解剖学( microscopic anatomy ) 胚胎学( embryology ) : 研究个体发生、发育及其发生机制的科学 组织学的研究内容.
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组织学与胚胎学 histology and embryology 杨志文
人兽胚胎?人造生命? 胚胎干细胞?基因测序? 设计婴儿?换脸术? 克隆人?……
绪 论 introduction
解剖学 组织学 细胞 基本组织 器官系统 概念 组织学(histology): 研究机体微细结构及其相关功能的科学 解剖学为基础,宏观→微观,显微镜 ┄显微解剖学(microscopic anatomy) 胚胎学(embryology): 研究个体发生、发育及其发生机制的科学 组织学的研究内容
组织:细胞(cell): 机体形态结构与功能的基本单位 细胞外基质(extracellular matrix) 由细胞产生 细胞生存的微环境 对细胞有支持、营养、保护、联系等作用 影响细胞的增殖、分化、迁移、信息传递等 组织(tissue)→器官(organ)→系统(system) 4 种基本组织(primary tissue) 上皮组织 结缔组织肌组织 神经组织
组织学发展简史 1.显微镜的发明┄英• Hooke ┄开创了应用显微镜研究生物体结构的基础 2.细胞学说的建立┄德• Schleiden and Schwann ┄十九世纪自然科学三大发现之一 (生物进化论;能量守恒和转化定律) 3.光镜(Light microscope, LM)标本制作技术提高 ┄细胞水平;分辨率= 0.2 µm(微细结构)
组织学发展简史 4.电镜(EM)发明┄1932年,德• Ruska and Knoll ┄亚细胞水平;分辨率= 0.1 nm(超微结构) 5.组织化学技术┄分子水平 在切片上显示细胞内蛋白质、核酸、脂类、糖类及微量元素等 6.处于生命科学学科交叉的网络中
组织学的研究方法 常用光镜标本制作技术 (1)涂片(smear): 血液、精液、唾液等 (2)铺片(stretched preparation) 肠系膜等薄组织 (3)磨片(ground section):坚硬组织(骨和牙等) a. 用酸(如稀硝酸)脱钙后常规制成标本 b. 直接磨成薄片标本进行观察 (4)切片
石蜡切片(paraffin section)标本的制备 取材 (obtaining) 固定 (fixation) 切片 (sectioning) 染色 (staining) 脱水(dehydration) 透明(clearing) 包埋(embedding) 封固(mounting) 保存 H-E染色:苏木素(hematoxylin)-伊红(eosin)染色 阳离子碱性染料 ---蓝色 阴离子酸性染料 ---粉红色
嗜碱性(basophilia)┄苏木素┄胞核染色质、胞质核糖体┄蓝紫色嗜碱性(basophilia)┄苏木素┄胞核染色质、胞质核糖体┄蓝紫色 嗜酸性(acidophilia)┄伊红┄细胞质┄粉红色 中性(neutrophilia)┄对上述二者亲和力都不强 嗜铬性(chromaffinity)┄重铬酸盐处理┄棕褐色 亲银性(argenttaffin)┄直接还原硝酸银┄银微粒附着呈棕黑色 嗜银性(argyrophilia)┄加还原剂还原硝酸银┄银微粒附着呈棕黑色 异染性(metachromasia)┄染色后所呈颜色与所用染料的颜色不同 火棉胶切片(celloidin section) 冷冻切片(frozen section):保存细胞内酶的活性 尽快制成标本
组织化学( histochemistry) 和细胞化学( cytochemistry) 基本原理:组织切片(或被检材料) + 试剂 有色沉淀物 光镜观察 糖类显示法——PAS反应 过碘酸-雪夫反应(periodic acid Schiff reaction ) 最常用显示细胞、组织内多糖和蛋白多糖的方法 基本原理:糖 + 过碘酸( HIO4) 2-醛基 Schiff试剂中的无色品红亚硫酸复合物 紫红色反应产物, 即PAS(+)
电子显微镜技术(electron microscope) ——超微结构( ultrastructure ) 透射电子显微镜( transmission electron microscope, TEM) 光源:电子束 透镜:电磁透镜(线圈) 分辨率:约 0.1 nm 固定液:戍二醛、锇酸 染色:电子染色,醋酸铀或柠檬酸铅等重金属盐 超薄切片:50~80 nm 扫描电子显微镜( scanning electron microscope, SEM) 用于观察细胞、组织和器官表面的立体细微结构。 标本表面喷镀薄层碳膜和金属膜。
大鼠淋巴结 镀银染色
一氧化氮合酶组织化学染色 大鼠小肠肠肌神经丛神经元
激光扫描共聚焦显微镜 体外培养大鼠附睾管上皮细胞 微丝-绿荧光 核-红荧光
美国北卡罗来纳州大学教会山分校医学院教授 奥利弗·史密斯Oliver Smithies 美国犹他大学Eccles人类遗传学研究所 马里奥·卡佩奇Mario R. Capecchi 英国卡迪夫大学卡迪夫生命科学学院 马丁·埃文斯Martin J. Evans 2007.10.8,因胚胎干细胞研究获得诺贝尔生理/医学奖
组织胚胎学的学习方法 1、平面、立体与动态观念 2、结构与功能的关系 3、理论与实验的关系 4、前后关联、相互印证 5、预习与复习 6、兴趣、爱好与快乐学习
上皮组织 epithelial tissue
epithelial tissue(上皮epithelium) 1、组成:上皮细胞(大量)+细胞外基质(极少量) 2、极性(polarity) 游离面:朝向体表或有腔器官的腔面 基底面:游离面对侧,借助基膜与结缔组织相连 3、无血管、淋巴管 4、营养:深层结缔组织血管渗透 5、丰富感觉神经末梢 6、来源:胚胎时的三个胚层 7、分类:被覆上皮、腺上皮、感觉上皮、肌上皮、生殖上皮…… 8、功能:保护、吸收、分泌、排泄、感觉…… 特 点
被覆上皮(covering epithelium) 位于体表、有腔器官及囊的内表面 分类:
单层扁平上皮(simple squamous epithelium) 结构特点: 表面观:细胞不规则或多边形,边缘锯齿状嵌合,核居中 侧面观:核椭圆,胞质薄,仅含核部分略厚 分类: 内皮(endothelium):衬于心血管、淋巴管腔面 细胞薄——有利于物质交换 游离面光滑——有利于血液、淋巴液流动 间皮(mesothelium):衬于胸膜、腹膜、心包膜腔面 游离面湿润光滑——有利于内脏器官活动 其他:肺泡、肾小囊壁层等
单层立方上皮(simple cuboidal epithelium) 结构特点: 细胞:单层,立方 表面观:多边形 侧面观:立方形,核圆居中 分布:肾小管、甲状腺滤泡、睫状体、脉络丛等 功能:分泌、吸收
单层柱状上皮(simple columnar epithelium) 结构特点:细胞:单层,棱柱状 表面观:细胞呈六角形或多角形 侧面观:呈柱状,核椭圆,靠近 基底部 分布:胃肠、胆囊、子宫、输卵管等 功能:吸收、分泌 大(小)肠单层柱状上皮 杯状细胞(goblet cell):高脚酒杯样,散在柱状细胞之间,顶部胞质充满粘原颗粒(含粘蛋白,PAS+),核三角或扁圆形,位于基底。 粘蛋白+水→粘液(保护润滑上皮表面)
假复层纤毛柱状上皮 (pseudostratified ciliated columnar epithelium)
假复层纤毛柱状上皮 (pseudostratified ciliated columnar epithelium)
假复层纤毛柱状上皮 (pseudostratified ciliated columnar epithelium) 结构特点: 细胞:柱状、杯状、梭形、锥体形 杯状细胞 纤毛 基膜:细胞高矮不等,细胞核高低不齐排列在不同的 水平面上,垂直切面形似复层上皮,但所有细 胞的基底面均附着在基膜上 分布:呼吸道腔面
复层扁平(鳞状)上皮 (stratified squamous epithelium)
复层扁平(鳞状)上皮(stratified squamous epithelium)
复层扁平(鳞状)上皮(stratified squamous epithelium) 结构特点:细胞:多层,最厚 基底层:紧靠基膜,矮柱或立方形,常见分裂象 (与结缔组织连接处凹凸不平:牢固连接、扩大接触面) 中间层:多边形 浅层:扁平或梭形 最表层:退化→渐脱落 分类:角化的复层扁平上皮(keratinized ~):皮肤表皮。 浅层(角质层)细胞干硬、无核,胞质中含角蛋白。 非角化的复层扁平上皮(nonkeratinized ~): 口腔、食管和阴道腔面。浅层细胞有核,含角蛋白少。 功能:机械性保护(耐摩擦、阻止异物入侵、防止水分丢失等) 修复再生
复层柱状上皮 (stratified columnar epithelium) 结构特点: 表层:柱状 中间层:多边形 基底层:低柱状 分布:睑结膜、男性尿道
变移上皮 transitional epithelium
变移上皮(移行上皮 transitional epithelium) 分布:排尿管道(肾盏、肾盂、输尿管、膀胱)腔面 结构特点: 膀胱充盈——上皮层数减少,细胞扁平 膀胱空虚——上皮层数增多,细胞变高 (假复层上皮?) 表层细胞(盖细胞 tectorial cell):呈大立方形,胞 质丰富,常有双核 中间层细胞:多边形 基层细胞:矮柱或立方形