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斑馬魚在毒理學/卵母細胞成熟

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繁殖 - 卵巢

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正常組織學

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卵母細胞成熟

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人們提出了各種系統來對卵母細胞生長進行分期。這些分類考慮了生長卵母細胞及其細胞核的形態特徵、卵母細胞大小和顆粒細胞層的性質。這裡介紹的分期主要是描述性的,基於 Lambert 1970 和 Selman 1993。為了比較,給出了經典的分期術語。
為了實際目的,例如評估毒物的毒性作用,簡化的分類,例如區分卵黃生成前卵母細胞和卵黃生成卵母細胞,可能就足夠了。或者,卵母細胞大小(表面積、直徑)的組織形態計量定量可能有助於分析毒理學效應。

參考文獻
  • Lambert-JG。孔雀魚(Poecilia reticulata)的卵巢。顆粒細胞作為類固醇生物合成的部位。Gen. Comp Endocrinol. 15:464-476; 1970。
  • Selman-K,Wallace-RA,Sarka-A,Qi-X。斑馬魚(Brachydanio rerio)的卵母細胞發育階段。J. Morphol. 218: 203-224; 1993。







卵原細胞

  • 從生殖上皮細胞中成簇發育;細胞直徑範圍為 10-20 µm;
  • 一個大的細胞核,中心有一個核仁。


成簇的細胞,其中一個細胞被突出顯示;成年雌性斑馬魚,蘇木精-伊紅染色



增殖的卵原細胞

  • 卵原細胞的增殖為發育為卵母細胞的卵原細胞提供持續的細胞補充
  • 小細胞,細胞直徑小於 10 µm;
  • 細胞位於巢中:初級生長的前卵泡階段;
  • 細線狀染色體。


成簇的細胞,其中一個細胞被突出顯示;成年雌性斑馬魚,蘇木精-伊紅染色



初級卵母細胞 - 第 1 階段;第一次減數分裂 - 細線期

  • 卵原細胞的一部分發育為初級卵母細胞,進入第一次減數分裂
  • 減數分裂從染色體的複製開始,產生一個四倍體細胞;產生的姐妹染色單體仍然附著在著絲粒上
  • 在第一次減數分裂的初始階段,細線期,染色體從其間期構象中濃縮,形成細而線狀的結構,隨機分佈在整個細胞核中;每條染色體的兩端都附著在核膜上:“染色質-核仁”階段;
  • 細胞直徑範圍為 10-20 µm;
  • 細胞位於巢中:初級生長的前卵泡階段。


成簇的細胞,其中一個細胞被突出顯示;成年雌性斑馬魚,蘇木精-伊紅染色



初級卵母細胞 - 第 1 階段;第一次減數分裂 - 偶線期

  • 偶線期從同源染色體結合(聯會)開始;由此產生的染色體對複合體被稱為二價體或四聯體(兩對姐妹染色單體);
  • 這個過程在細胞核中表現為濃縮:“染色質-核仁”階段;
  • 細胞直徑範圍為 10-20 µm;
  • 細胞位於巢中:初級生長的前卵泡階段。


成簇的細胞,其中一個細胞被突出顯示;成年雌性斑馬魚,蘇木精-伊紅染色



初級卵母細胞 - 第 1 階段;第一次減數分裂 - 偶線期

  • 染色體聚集在細胞核的一個極點,與核仁相反:“染色質-核仁”階段;
  • 細胞直徑範圍為 10-20 µm;
  • 細胞位於巢中:初級生長的前卵泡階段。


成簇的細胞,其中一個細胞被突出顯示;成年雌性斑馬魚,蘇木精-伊紅染色



初級卵母細胞 - 第 1 階段;第一次減數分裂 - 粗線期

  • 在粗線期,出現的重組結節介導染色體交換,導致非姐妹染色單體交叉(即,在來自配對染色體的另一條染色單體之間)
  • 染色體呈現出加厚的形態:“染色質-核仁”階段;
  • 細胞核大小增加;
  • 細胞直徑約 20 µm;
  • 細胞位於巢中:初級生長的前卵泡階段。


成簇的細胞,其中一個細胞被突出顯示;成年雌性斑馬魚,蘇木精-伊紅染色



初級卵母細胞 - 第 1 階段;第一次減數分裂 - 粗線期

  • 整個細胞核中出現許多小核仁;
  • 染色體在細胞核中散開;
  • 細胞核大小增加;
  • 細胞直徑約 20 µm;
  • 細胞“離開”巢穴:從初級生長的前卵泡階段過渡到卵泡階段。


成簇的細胞,其中一個細胞被突出顯示;成年雌性斑馬魚,蘇木精-伊紅染色




初級卵母細胞 - 第 1 階段;第一次減數分裂 - 雙線期

  • 雙線期以解聯(同源染色體彼此分離)為特徵;解凝的染色體參與 RNA 合成,以產生卵母細胞儲存物質;
  • 染色體呈細長外觀;
  • 核仁移至細胞核的外圍:“核仁周緣”階段;
  • 細胞核大小增加,這被稱為“生殖泡”;
  • 細胞大小增加,細胞直徑大於 20 µm;
  • 細胞質數量增加,變得嗜鹼性;
  • 出現伴隨的卵泡細胞:初級生長的卵泡階段。


成簇的細胞,其中一個細胞被突出顯示;成年雌性斑馬魚,蘇木精-伊紅染色




初級卵母細胞 - 第 2 階段(卵黃生成前)

  • 生殖泡大小增加;
  • “核仁周緣”階段;
  • 細胞大小增加,細胞直徑 20-90 µm;
  • 卵泡細胞存在,初級生長的卵泡階段。


成年雌性斑馬魚,蘇木精-伊紅染色



初級卵母細胞 - 第 2 階段(卵黃生成前)

  • 圓形-橢圓形生殖泡,每個切片有 1-4 個核仁;
  • “核仁周緣”階段,初級生長的卵泡階段;
  • 細胞直徑 20-90 µm;
  • 卵泡細胞排列成單層。


成年雌性斑馬魚,蘇木精-伊紅染色



初級卵母細胞 - 第 3 階段(卵黃生成前)

  • “核仁周緣”階段,初級生長的卵泡階段;
  • 細胞質體積進一步增加,相應的細胞直徑增加到 80-160 µm 的範圍;
  • 細胞質仍然嗜鹼性,但顯示出斑點狀透明;
  • 伴隨的卵泡細胞分化為顆粒層和膜層
  • 放射冠的初始發育。


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初級卵母細胞 - 第 4 階段

  • 細胞質體積進一步增加,相應的細胞直徑增加到 140-270 µm 的範圍;
  • 初始內源性卵黃生成,可見為細胞質中位於細胞核和細胞膜中間區域的小的染色厭惡性或輕微嗜酸性空泡;這樣的卵黃囊泡或囊內卵黃對 PAS 強陽性;
  • “油滴階段”,“皮質泡階段”;
  • 伴隨的卵泡細胞存在;
  • 放射冠清晰可見(厚度約 2 µm)。


成年雌性斑馬魚,蘇木精-伊紅染色



初級卵母細胞 - 第 4 階段

  • 細胞質體積進一步增加,相應的細胞直徑增加到 270 µm;
  • 持續的內源性卵黃生成,細胞質中中央區域有更大的染色厭惡性空泡(PAS 陽性);
  • “油滴階段”,“皮質泡階段”;
  • 顆粒層的生長,它起源於卵泡細胞層(厚度約 4 µm);
  • 放射冠清晰可見(厚度約 2 µm)。


成年雌性斑馬魚,蘇木精-伊紅染色


初級卵母細胞 - 第 5 階段

  • 內源性卵黃生成擴充套件到細胞質外圍;
  • “油滴階段”,“皮質泡階段”;
  • 細胞直徑增加到 300 µm;
  • 放射冠厚度增加(約 5 µm);
  • 顆粒層厚度約 4 µm。


成年雌性斑馬魚,蘇木精-伊紅染色



初級卵母細胞 - 第 5 階段

  • 內源性卵黃生成擴充套件到整個細胞質;
  • 細胞直徑增加到 400 µm;
  • 外源性卵黃生成的開始,可見為嗜酸性顆粒;這構成囊外卵黃或卵黃球,對 PAS 僅微弱陽性;
  • 卵黃生成階段,卵黃階段;
  • 放射冠厚度增加(約 5 µm);注意其放射狀外觀;
  • 顆粒層厚度約 4 µm。


成年雌性斑馬魚,蘇木精-伊紅染色



初級卵母細胞 - 第 6 階段

  • 明顯的卵黃生成,相應的細胞直徑增加到約 400 µm;
  • 卵黃生成階段,卵黃階段,生長階段;
  • 囊外(外源性)顆粒向核周緣遷移;
  • 內源性卵黃生成素空泡在細胞質外圍集中;
  • 放射冠厚度增加(5-10 µm);
  • 顆粒層厚度可變(約 2-6 µm)。


成年雌性斑馬魚,蘇木精-伊紅染色



初級卵母細胞 - 第 6-7 階段

  • 明顯的卵黃生成,相應的細胞直徑增加到約 600 µm;
  • 卵黃生成階段,卵黃階段,生長階段;
  • 囊外(外源性)顆粒向核周緣遷移,囊外(外源性)顆粒融合;
  • 內源性卵黃生成素空泡集中在細胞質外圍的一個小帶中;
  • 放射冠厚度增加(約 10 µm);
  • 顆粒層厚度可變(約 2-6 µm)。


成年雌性斑馬魚,蘇木精-伊紅染色



初級卵母細胞 - 第 6-7 階段

  • 明顯的卵黃生成,相應的細胞直徑增加到約 600 µm;
  • 卵黃生成階段,卵黃階段,生長階段;
  • 囊外(外源性)顆粒向核周緣遷移,囊外(外源性)顆粒融合;
  • 內源性卵黃生成素空泡集中在細胞質外圍的一個小帶中;
  • 放射冠厚度增加(約 10 µm);
  • 顆粒層厚度可變(約 2-6 µm)。


成年雌性斑馬魚,蘇木精-伊紅染色



次級卵母細胞 - 第 7 階段

  • 卵黃生成階段,卵黃階段,生長階段;
  • 在生長階段結束時,生殖泡移至細胞的動物極。在該區域,卵黃膜有一個微小的漏斗狀穿孔,稱為卵孔,作為精子未來進入的通道。該卵孔是由於專門的卵泡細胞,即卵孔細胞(見影像)抑制膜形成所致,該卵孔細胞與卵母細胞有著密切的關係。


成年雌性斑馬魚,蘇木精-伊紅染色



次級卵母細胞 - 第 7 階段

  • 成熟階段;
  • 在生長階段結束時,第一次減數分裂完成,產生一個大的二倍體次級卵母細胞和一個小的二倍體極體(未顯示);隨後,第二次減數分裂開始(未顯示),一個具有以下特徵的卵母細胞被排卵
  • 明顯的卵黃生成,相應的細胞直徑增加到約 600 µm;
  • 囊外(外源性)顆粒融合;
  • 沒有明顯的內源性卵黃生成素空泡;
  • 放射冠厚度減小(約 2-5 µm);
  • 顆粒層厚度減小(約 2-5 µm);
  • 第二次減數分裂在受精後完成。


成年雌性斑馬魚,蘇木精-伊紅染色



卵泡衍生物 - 閉鎖卵泡(排卵後)

  • 由肥大的顆粒細胞和卵母細胞殘餘物組成:細胞和膜碎片(棕色色素是脂褐質,是溶酶體消化的最終產物);所示閉鎖卵泡還包含耐受的放射冠殘餘物,這些殘餘物在另一種型別的閉鎖卵泡中會被迅速消化。


成年雌性斑馬魚,蘇木精-伊紅染色



卵泡衍生物 - 閉鎖卵泡(排卵後)

  • 表現為先前顆粒細胞的塌陷的包膜;
  • 肥大的細胞,具有分葉的細胞核;
  • 短命:該結構在一兩天內開始衰退,並在七天內消失。


成年雌性斑馬魚,蘇木精-伊紅染色



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