1、组织学与胚胎学 Histology and Embryology 第一章第一章 组织学绪论组织学绪论 一、组织学的定义及其研究内容一、组织学的定义及其研究内容 1 1、组织学(、组织学(Histology)的定义)的定义 研究正常机体的微细结构及其相关功能的学科研究正常机体的微细结构及其相关功能的学科细胞细胞(cell)组织(组织(tissue)器官(器官(organ)系统(系统(system)2 2、组织学研究内容、组织学研究内容(1 1)系统系统 system:若干功能相关的器若干功能相关的器官构成,并能完成某一连续生理功能。官构成,并能完成某一连续生理功能。(2 2)器官器官 organ
2、:不同的组织按一定的不同的组织按一定的比例、数量及方式组合成,具有一定的比例、数量及方式组合成,具有一定的形态结构和特定生理功能。形态结构和特定生理功能。基本组织基本组织Primary tissue 结缔组织结缔组织connective tissue上皮组织上皮组织epithelial tissue 肌组织肌组织muscle tissue神经组织神经组织nervous tissue(3 3)组织组织 Tissue:细胞,细胞外基质细胞,细胞外基质(4 4)细胞细胞 cell:是组成人体的结构和功能的基本单位。是组成人体的结构和功能的基本单位。细胞膜、质、核细胞膜、质、核 10101515 个、
3、个、200 200 余种余种 细胞外基质:由细胞产生细胞外基质:由细胞产生 图图 心脏心脏 上上:肌丝结构电镜肌丝结构电镜图图下下:肌丝蛋白质构成肌丝蛋白质构成 模式图模式图肌动蛋白 原肌球蛋白 肌钙蛋白细肌丝粗肌丝肌球蛋白杆 肌球蛋白头二、组织学发展简史二、组织学发展简史(一)(一)光学显微镜的问世、细胞水平的研究光学显微镜的问世、细胞水平的研究(二)(二)电子显微镜问世、亚细胞水平研究电子显微镜问世、亚细胞水平研究(三)(三)现代组织学的发展现代组织学的发展三、组织学学习方法三、组织学学习方法1 1、形态与功能:组织、形态与功能:组织细胞细胞亚细胞亚细胞分子分子功能功能2 2、动态与静态:
4、、动态与静态:3 3、平面与立体:、平面与立体:4 4、理论与实践:、理论与实践:四、组织学技术简介四、组织学技术简介(一)(一)光镜技术(光镜技术(light microscope,LM)1000-15001000-1500倍,倍,0.2 0.2 m m 光镜结构光镜结构1 1、石蜡切片术(、石蜡切片术(paraffin sectioning):):l取材取材l固定(甲醛、乙醇、丙酮等)固定(甲醛、乙醇、丙酮等)l脱水(不同浓度乙醇脱水(不同浓度乙醇梯度梯度脱水)脱水)l透明(二甲苯,置换出酒精)透明(二甲苯,置换出酒精)1 1、石蜡切片术(、石蜡切片术(paraffin sectionin
5、g):):l取材取材l固定(甲醛、乙醇、丙酮等)固定(甲醛、乙醇、丙酮等)l脱水(乙醇梯度脱水)脱水(乙醇梯度脱水)l透明(二甲苯,置换出酒精)透明(二甲苯,置换出酒精)l包埋(石蜡)包埋(石蜡)l切片(切片(4 4 10 10 m m 厚)厚)l染色染色l封片封片*HEHE染色法(苏木精染色法(苏木精-伊红染色法,伊红染色法,hematoxylin-eosin staining):苏木精):苏木精为碱性染料,使核内染色质为碱性染料,使核内染色质和胞质中核糖体着紫蓝色;和胞质中核糖体着紫蓝色;伊红伊红为酸性染料,使胞质为酸性染料,使胞质和细胞外基质着红色。和细胞外基质着红色。*嗜碱性(嗜碱性(
6、basophilia);嗜酸性(;嗜酸性(acidophilia););中性(中性(neutrophilia)染色法染色法(HE)特殊染色:特殊染色:银染:硝酸银银染:硝酸银亲银性(亲银性(argenttaffin);嗜银性(嗜银性(argyrophilia):):+还原剂还原剂 其他染色:醛复红其他染色:醛复红肥大细胞、弹性纤维肥大细胞、弹性纤维紫色紫色 甲苯胺蓝甲苯胺蓝肥大细胞肥大细胞紫红色紫红色 异染性(异染性(metachromasia)活体染色(活体染色(vital staining):台盼蓝:台盼蓝镀银染色镀银染色特殊染色特殊染色 火棉胶火棉胶包埋、包埋、树脂树脂包埋包埋 冰冻切片
7、冰冻切片2、其它物质包埋和切片技术、其它物质包埋和切片技术3 3、非切片法、非切片法 涂片、铺片、磨片涂片、铺片、磨片(二)特殊光学显微镜技术(二)特殊光学显微镜技术1 1、荧光显微镜技术、荧光显微镜技术2 2、倒置显微镜技术、倒置显微镜技术3 3、相差显微镜技术、相差显微镜技术4 4、激光共聚焦显微镜技术、激光共聚焦显微镜技术(三)电镜技术(三)电镜技术(electron microscope,EM)0.2nm 0.2nm,近百万倍,超微结构,近百万倍,超微结构 1 1、透射电镜术(、透射电镜术(transmission electron microscope,TEM)取材迅速:数分钟内取材
8、迅速:数分钟内 固定:戊二醛,锇酸固定:戊二醛,锇酸 包埋:环氧树脂包埋:环氧树脂 切片:超薄切片机,切片:超薄切片机,50-80nm50-80nm 染色:醋酸铀,柠檬酸铅染色:醋酸铀,柠檬酸铅 观察:被染成黑色的(深色)称电子密度高观察:被染成黑色的(深色)称电子密度高electron-dense,染色浅的叫电子密度低染色浅的叫电子密度低electron-lucent。目的:观察组织和细胞内部的超微结构(亚细胞结构)目的:观察组织和细胞内部的超微结构(亚细胞结构)(1 1)这种技术不用超薄切片,)这种技术不用超薄切片,(2 2)在标本表面喷镀一层碳膜或合金膜)在标本表面喷镀一层碳膜或合金膜
9、(3 3)对标本进行逐点扫描,显示的是被观察标本的表面结)对标本进行逐点扫描,显示的是被观察标本的表面结 构,具有很强的立体感。构,具有很强的立体感。观察各种结构表面的立体构象观察各种结构表面的立体构象2 2、扫描电镜术、扫描电镜术(scanning electron microscope,SEM)(四)组织化学术(四)组织化学术组织化学术(组织化学术(histochemistry)和细胞化学术)和细胞化学术(cytochemistry)是应用化学、物理原理和技术,与是应用化学、物理原理和技术,与组织学技术结合而产生,使组织细胞内某化学成分形组织学技术结合而产生,使组织细胞内某化学成分形成有色
10、沉淀,在组织切片显示某种物质的存在和分布成有色沉淀,在组织切片显示某种物质的存在和分布状态。状态。(1 1)糖类:)糖类:PAS(Periodic aci Schiff reaction,过碘酸过碘酸希夫)反应,显示希夫)反应,显示多糖和糖蛋白多糖和糖蛋白,呈紫红色。,呈紫红色。过碘酸过碘酸紫红色反应产物紫红色反应产物糖糖多醛多醛品红硫酸复合物品红硫酸复合物(希夫试剂,无色)(希夫试剂,无色)1 1、一般组织化学术、一般组织化学术PAS染色染色(2 2)脂类:)脂类:锇酸固定染色,呈黑色;油红锇酸固定染色,呈黑色;油红O O呈红色呈红色(3 3)核酸:)核酸:福尔根反应显示福尔根反应显示DNA
11、DNA,甲基绿派若宁反,甲基绿派若宁反 应同时显示应同时显示DNADNA与与RNARNA (4 4)酶类:)酶类:酶与特异性底物的反应产物、再与捕捉酶与特异性底物的反应产物、再与捕捉 剂反应,形成有色的沉淀物剂反应,形成有色的沉淀物油红油红O染色染色2 2、免疫组织化学术(、免疫组织化学术(immunohistochemistry,IHC)根据抗原、抗体特异性结合原理,检测组织切片中根据抗原、抗体特异性结合原理,检测组织切片中的肽和蛋白质的肽和蛋白质 。用标记的抗体与组织中的抗原结合,标记物可于显用标记的抗体与组织中的抗原结合,标记物可于显微镜下观察。标记物有荧光素(荧光显微镜观察)、辣微镜下
12、观察。标记物有荧光素(荧光显微镜观察)、辣根过氧化物酶(光镜或电镜观察)、胶体金(多用于电根过氧化物酶(光镜或电镜观察)、胶体金(多用于电镜观察)镜观察)Ag+Ab Ag+Ab Ag-Ab Ag-Ab*免疫组织化学原理模式图免疫组织化学原理模式图 抗原抗原 抗体抗体荧光素荧光素辣根过氧化物酶辣根过氧化物酶胶体金胶体金大鼠肝脏,免疫组织化学法大鼠肝脏,免疫组织化学法3 3、原位杂交术(、原位杂交术(in situ hybridization,ISH)即核酸分子杂交组织化学术,检测基因(即核酸分子杂交组织化学术,检测基因(DNADNA片段)的有无、基因的表达活性(片段)的有无、基因的表达活性(mR
13、NAmRNA)原理:用带标记物的已知碱基顺序的核酸探针原理:用带标记物的已知碱基顺序的核酸探针与细胞内待测核酸按与细胞内待测核酸按碱基配对碱基配对原则进行特异性原原则进行特异性原位结合(杂交),并通过对标记物的显示而获知位结合(杂交),并通过对标记物的显示而获知待测核酸的有无及相对量。待测核酸的有无及相对量。原位杂交原位杂交 脐静脉内皮细胞呈心房钠尿肽阳性脐静脉内皮细胞呈心房钠尿肽阳性 (五)图像分析术(五)图像分析术(image analysis)又称形态计量术(又称形态计量术(morphometry):应用数学):应用数学和统计学原理对组织切片提供的平面图像进行分析,和统计学原理对组织切片
14、提供的平面图像进行分析,从而获得立体的组织细胞内有形成分的数量、体积、从而获得立体的组织细胞内有形成分的数量、体积、表面积等参数,从量的角度显示结构与功能的关系。表面积等参数,从量的角度显示结构与功能的关系。体视学(体视学(stereology):根据连续的组织切片):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应用计算机进行三维重建,以获得微细结构的立体模型。模型。(六)细胞培养术(六)细胞培养术(cell culture)把从机体取得的细胞在体外模拟体内的条件下把从机体取得的细胞在体外模拟体内的条件下进行培养;培养组织块或器官则称组织培养术或器进行培养;培养组织块或器官则
15、称组织培养术或器官培养术。官培养术。用于研究细胞、组织的代谢、增殖、分化、形态用于研究细胞、组织的代谢、增殖、分化、形态和功能变化,各种理化因子对活细胞的影响。和功能变化,各种理化因子对活细胞的影响。培养条件:营养、生长因子、培养条件:营养、生长因子、pHpH值、渗透压、值、渗透压、O2O2和和CO2CO2浓度、温度,控制污染。浓度、温度,控制污染。组织工程(组织工程(tissue engineering)用细胞培养术在体外模拟)用细胞培养术在体外模拟构建机体组织或器官的技术。构建机体组织或器官的技术。正在构建的有皮肤、软骨、骨、肌腱、骨骼肌、血管、正在构建的有皮肤、软骨、骨、肌腱、骨骼肌、血
16、管、角膜等;其中以组织工程皮肤较为成功,已成为商品用角膜等;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。于治疗烧伤、皮肤静脉性溃疡等疾病。研究包括四个方面:研究包括四个方面:种子细胞种子细胞,即增殖旺盛的细胞,多为干细胞,即增殖旺盛的细胞,多为干细胞 细胞外基质细胞外基质,可用生物材料(如牛胶原)和人工合,可用生物材料(如牛胶原)和人工合成高分子材料成高分子材料 构建构建组织或器官,即把细胞置于细胞外基质中进行组织或器官,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三维培养、并形成所需要的形状 将构建物将构建物移植移植机体的方法机体的方法COCO2 2 培养箱培养箱培养板培养板染色后的培养细胞染色后的培养细胞培养中的活细胞培养中的活细胞组织工程膀胱组织工程膀胱组织工程耳组织工程耳