人小肠黏膜潘氏细胞的形态学和机能

作者                   作者单位

杨斌   中山大学附属第二医院胃肠外科, 广东 广州 510120

陈双   中山大学附属第二医院胃肠外科, 广东 广州 510120

常见星 中山大学附属第二医院胃肠外科, 广东 广州 510120

周太成 中山大学附属第二医院胃肠外科, 广东 广州 510120

章立   中山大学附属第二医院胃肠外科, 广东 广州 510120

陈国星 中山大学附属第二医院胃肠外科, 广东 广州 510120

Morphology and Function of Paneth Cell in Human Small Intestine

YANG Bin, CHEN Shuang, CHANG Jian-xing, ZHOU Tai-cheng, ZHANG Li, CHEN Guo-xing

Department of Gastrointestinal Surgery, The Second Affiliated Hospital, SUN Yat-sen University, Guangzhou 510120, China

Abstract：【Objective】 To observe the distributions and morphological and structural characters of Paneth cells in normal human intestine. To analyze the relationship between degranulations of Paneth cells and proliferation of intestinal mucosal epithelium. 【Methods】 By using immunohistochemical technique, the expression of lysozyme and proliferating cell nuclear antigen (PCNA) were detected in duodene, jejunal, ileal, and colonic mucosal epithelium (n=12 in each group). 【Results】 Generally, in human small intestine, the number of Paneth cells increase along the intestinal tract with lower numbers in the duodenum and higher numbers towards the jejunum and ileum, the difference among these three groups were statistically significant (P < 0.05). There is no Paneth cell in the colon. There is a positive correlativity between the secretion of paneth cell granules and proliferation of intestinal mucosal epithelium (r=0.776, P=0.003). 【Conclusion】 The proliferation of intestinal mucosal epithelium is related with degranulation of paneth cells. PCNA index can represent proliferation of intestinal epithelium stem cell. Paneth cell is essential for maintaining the integrality of intestinal mucosal barrier.

Key words：Paneth cell; proliferating cell nuclear antigen; small intestine; morphology

潘氏细胞(Paneth cell，PCs)是哺乳动物消化道中最具特征性细胞之一，其胞浆中含有大量的分泌颗粒。近年来研究已证实，PCs可分泌防御素(defensin)等多种物质，对黏膜上皮细胞的修复、重建具有重要作用，是肠黏膜屏障重要的组成基础[1-4]。然而，就人的PCs形态学及功能作用的研究，国内、外较少报道。本研究旨在就PCs在人各段肠道的分布、形态结构特点、细胞分泌状态与肠黏膜上皮增殖之间关系进行观察和研究，对潘氏细胞在人肠道防御功能中的作用进行分析探讨，现报道如下。

1 材料与方法

1.1 一般资料

2005年3月至2005年10月间我科收治的因胃肠道手术拟行肠切除的病人，进入本研究共24例。其中男14例，女10例，年龄32 ～ 71(平均51.2)岁。病种包括胃、十二指肠良性溃疡12例，均行胃大部切除，毕Ⅱ式胃空肠吻合术，分别取吻合后所切除标本中十二指肠残端及距Tris韧带15~20cm处空肠组织各一块。升结肠癌12例，均行右半结肠切除，回肠-横结肠端-侧吻合术，分别取切除标本中距回盲瓣约15 ~ 20 cm末端回肠及距离癌肿10 cm以上的正常结肠组织标本。所有标本经病理检查证实为正常肠黏膜组织，四组患者在年龄、性别分布及有无其它共患病等方面差异无显著性。所有入选病例均未进行放疗或化疗，无长期服用激素和非甾体类抗炎药物史。

1.2 方法

所有标本均经40 mL/L甲醛固定，石蜡包埋，4 ?滋m连续切片，HE染色，光镜下观察细胞形态。免疫组化采用SP法，具体步骤参照试剂盒说明书。溶菌酶多克隆抗体(Lysozyme，LZM)、小鼠抗人增殖细胞核抗原(PCNA)单克隆抗体、S-P试剂盒、DAB显色剂购自福建迈新公司。对照用磷酸盐缓冲液(PBS)代替一抗做阴性对照，用已知PCNA肠淋巴瘤阳性切片做PCNA表达阳性对照。

1.3 结果判断

LZM(+)PCs存在于肠黏膜隐窝基底部，细胞形态为锥形柱状，核呈蓝色位于细胞基底部，核上胞质中大量的呈棕红色颗粒[2，3]。PCs计数：按确定的方向依次记数10个结构显示良好，染色清晰的隐窝腔，计算其中LZM(+)PCs数量，总数计为每10个隐窝LZM(+)PCs数。PCNA阳性为细胞核中棕黄色颗粒，每张回肠切片随机选择5个高倍视野，每个视野选择3条绒毛，计数每条绒毛中阳性细胞数和总细胞数，PCNA指数=阳性细胞数/总细胞数 × 100%。

1.4 PCs颗粒分泌状态分析

参照文献[5]方法进行。Kontron IBAS2.0全自动图像分析系统进行图像半定量分析(中山大学图像分析室)。每张回肠组织切片随机选取5个视野，测定组织中棕黄色颗粒(LZM阳性)的颗粒密度值，其值越高表示阳性表达越强。

1.5 统计学处理

采用SPSS13.0统计软件进行t检验， χ2检验、Spearman等级相关分析。

2 结 果

2.1 人肠黏膜PCs分布及形态学

人PCs集中位于大多数小肠黏膜隐窝的基底部，呈簇状分布，细胞形态下宽上窄，呈锥形柱状，核位于细胞基底部，核上胞质中含有一定数量的分泌颗粒，细胞可用溶菌酶染色识别(图1)。隐窝基底部之外的部位未见PCs。一般情况下，人肠道中PCs仅存在于小肠，由十二指肠至空、回肠PCs数量逐渐增多，且各组之间有显著性差异(P < 0.05, 表1)。人结肠切片中未见有PCs(图2)。

2.2 肠上皮细胞PCNA的表达情况

免疫组化结果显示，PCNA主要表达于肠黏膜隐窝增殖细胞核内，呈棕色，胞浆和胞膜不被染色(图3)，回肠隐窝基底部PCNA染色呈强阳性，而绒毛部分的上皮细胞PCNA表达几乎呈阴性。

2.3 人回肠PCs分泌状态与回肠黏膜上皮PCNA指数之间关系

人回肠黏膜上皮细胞PCNA指数(PI)与PCs内分泌颗粒密度的图像分析结果的关系，经Spearman相关性检验，显示两者的表达呈正相关(相关系数r=0.776，P=0.003)，即随着PCs颗粒密度的增加，局部的小肠黏膜细胞的增殖指数增高，处于增生活跃状态。

3 讨 论

PCs作为肠道天然黏膜免疫中关键的细胞分子组成成分，细胞内含有大量的内分泌颗粒，如α-防御素、溶菌酶、分泌型磷脂酶A2(sPLA2)等一系列天然的抗生素肽[2]，在某些特定的条件下，如受到食物、肠内细菌及其代谢产物、副交感神经刺激、缺血再灌注损伤等因素后，PCs可以脱颗粒的形式将上述物质释放肠腔。近年来的研究表明，PCs在调节肠道菌群、阻止细菌移位，宿主肠道抵抗微生物的防御机制等方面起到重要的作用[3,4]。

本研究发现从十二指肠、空肠到回肠，PCs的数量有逐渐增多的趋势，且各组之间存在显著性差异(P<0.05)。该分布趋势与小肠各段细菌含量呈相似变化。成年人的空肠和回肠上部的细菌很少，甚至无菌，肠道下段细菌逐渐增多。机体的小肠黏膜不断的接触经食物、水摄入的来自外界的微生物，而且，邻近结肠中含有大量的易致病性微生物。尽管存在这些高危因素，在正常小肠黏膜中定殖的微生物数量很少，而且正常人小肠感染性疾病的发生率低，提示PCs在预防肠源性感染方面具有重要的作用。在小肠隐窝基底部，PCs与肠上皮干细胞相邻，局部高浓度的防御素等物质可冲洗隐窝中尚未被杀死的微生物，并刺激肠隐窝分泌液体，这有助于将防御素向肠腔转运。进入肠腔的防御素由于肠液的稀释浓度降低，但仍可抑制肠道中细菌的过度繁殖，维持肠道正常菌群平衡，在到达远离其分泌部分，防御素浓度进一步降低，这时可作为信号分子，调节免疫效应细胞的功能[6]。

PCNA又称周期蛋白，它作为一种调节蛋白，在细胞周期G1期开始升高，S期合成达到高峰，G2期和M 期则又下降。因此，在细胞分裂周期中，PCNA可较好的反映细胞动力学变化，是判断细胞增殖状况的最好的分子生物学指标之一[7，8]。同时，PCNA的表达可在石蜡切片中检测，重复性好。本研究发现，人PCs颗粒分泌与小肠黏膜细胞的增殖呈正相关(P<0.01)。表现为PCs脱颗粒时，其小肠黏膜PCNA指数增高。因细胞分泌颗粒中含有防御素，表皮生长因子，肠三叶因子等物质，既往动物研究结果已证实这些物质对于黏膜上皮细胞的修复、重建具有重要作用，而且，小肠黏膜细胞的更新这一重要的过程是开始于小肠隐窝部分[9-11]。因此，PCs颗粒分泌具有促进小肠隐窝部位上皮细胞PCNA表达，即促进小肠黏膜上皮细胞增殖的作用。由于肠黏膜上皮细胞均来源于小肠隐窝部位的多能干细胞，因此，PCNA指数可在一定程度上反应肠上皮干细胞增殖状态，检测PCNA指数变化即可反映肠黏膜上皮损伤修复状况。

总之，鉴于人PCs在小肠黏膜隐窝中所处的位置及其与小肠黏膜细胞增殖状态相互关系，提示PCs对于维护肠黏膜的完整性，促进小肠黏膜上皮细胞的增殖、受损肠黏膜屏障的修复具有重要的生理学意义。本研究尚间接说明PCs释放的颗粒对位于隐窝的细胞，尤其是肠上皮干细胞可能具有重要的保护作用。

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