Chiyo KITAYAMA

1) Laboratorul de Anatomie Veterinară, Departamentul de Medicină Veterinară de Bază, Universitatea de Agricultură și Medicină Veterinară Obihiro, Hokkaido 080-8555, Japonia

Motoki SASAKI

1) Laboratorul de Anatomie Veterinară, Departamentul de Medicină Veterinară de Bază, Universitatea de Agricultură și Medicină Veterinară Obihiro, Hokkaido 080-8555, Japonia

2) Școala Universitară Absolventă de Medicină Veterinară, Universitatea Gifu, Gifu 501-1193, Japonia

Hajime ISHIKAWA

3) Institutul de Cercetări Cetacee, Tokyo 104-0055, Japonia

# Prezent: Laboratorul balenelor, Academia de Științe Marine Shimonoseki, Yamaguchi 750-0036, Japonia

Toshihiro MOGOE

3) Institutul de Cercetări Cetacee, Tokyo 104-0055, Japonia

Seiji OHSUMI

3) Institutul de Cercetări Cetacee, Tokyo 104-0055, Japonia

Yutaka FUKUI

4) Departamentul de Științe ale Vieții și Agricultură, Universitatea de Agricultură și Medicină Veterinară Obihiro, Hokkaido 080-8555, Japonia

Teguh BUDIPITOJO

5) Facultatea de Medicină Veterinară, Universitatea Gadjah Mada, Yogyakarta 55281, Indonezia

Daisuke KONDOH

1) Laboratorul de Anatomie Veterinară, Departamentul de Medicină Veterinară de Bază, Universitatea de Agricultură și Medicină Veterinară Obihiro, Hokkaido 080-8555, Japonia

Nobuo KITAMURA

1) Laboratorul de Anatomie Veterinară, Departamentul de Medicină Veterinară de Bază, Universitatea de Agricultură și Medicină Veterinară Obihiro, Hokkaido 080-8555, Japonia

2) Școala Universitară Absolventă de Medicină Veterinară, Universitatea Gifu, Gifu 501-1193, Japonia

Abstract

Rorqualele balenelor balene aparțin familiei Balaenopteridae (incluzând două genuri, Balaenoptera și Megaptera), subordine Mysticeti, ordin Cetacea. Mead și Brownell Jr. [1] clasificate rorquals în 7 specii, minke antarctic (B. bonaerensis), albastru (B. musculus), Bryde's (B. edeni), minke comun (B. acutorostrata), aripă (B. physalus), sei (B. borealis) și balene cu cocoașă (M. novaeangliae) și au inclus balenele Omura și Eden în grupul balenelor Bryde. Cu toate acestea, studiile anterioare au reclasificat filogenetic și taxonomic rorqualele grupului de balene Bryde în 3 specii independente, balenele Omura (B. omurai), Eden (B. edeni) și Bryde (B. brydei) [2, 3].

Placentele cetaceelor ​​au fost examinate anterior [4,5,6,7,8,9,10,11,12,13]. Cu toate acestea, nu au fost efectuate studii detaliate și dependente de vârstă fetale cu privire la structura și funcțiile placentelor la balenele balene, cu excepția a două studii asupra placentelor balenei minke din Antarctica [14, 15]. În aceste două studii, anatomia grosieră a placentei balenei minte din Antarctica a dezvăluit o placentă difuză, în timp ce histologic, o placentă epiteliocorială cu interdigitație complexă între vilozitățile corionice, care erau căptușite de celule mononucleate monostrat (celule trofoblaste) și cripte endometriale, avea areole fetale închise de celule trofoblaste înalte cu microvili lungi (celule trofoblaste areolare). Mai mult, steroidogeneza activă a fost detectată în celulele trofoblaste, dar mai puțin activă sau deloc steroidogeneză a fost detectată în celulele trofoblaste areolare. Cu toate acestea, hormonii steroizi sexuali secretați de celulele trofoblaste și funcțiile celulelor trofoblaste areolare și ale glandelor uterine din balena minke din Antarctica nu au fost încă elucidate în detaliu. Prin urmare, am investigat aici structura și funcțiile de bază ale placentei la 3 specii de balene rorquale, balenele comune, balenele Bryde și sei.

Materiale și metode

Animale

Patru placente (lungimea fetală de 51,6-141,0 cm) și 3 uteri ale balenelor minke comune, 6 placente (lungimea fetală de 95,5-211,4 cm) și 10 uteri ale balenelor lui Bryde și 11 placente (lungimea fetală de 14,0-181,0 cm) și 10 uteri de balene sei au fost utilizate în acest studiu. Aceste eșantioane au fost colectate din a doua fază a Programului japonez de cercetare a balenelor, în baza permisului special în Pacificul de Nord (JARPN II), organizat de Institutul de Cercetări Cetacee (Tokyo, Japonia) în 2009 și 2010. Pentru a reduce timpul până la moarte, o atenție specială a fost acordată tuturor balenelor eșantionate. Harpoanele explozive au fost utilizate în primul rând pentru uciderea balenelor în conformitate cu anexa III la Convenția internațională pentru regulamentele privind vânătoarea de balene. După îndepărtarea făturilor din uterul gravid, a fost măsurată lungimea totală a fiecărui făt.

Histologie și imunohistochimie

Microscopie electronică cu scanare (SEM)

Bucăți mici din probele fixate în fosfat tamponat 10% formalină au fost spălate în PBS, postfixate în 1% tetroxid de osmiu în PBS și deshidratate într-o serie gradată de etanol pentru scanare microscopie electronică. Probele au fost apoi liofilizate cu alcool t-butilic într-un uscător de congelare (ES-2030; Hitachi High-Technologies, Tokyo, Japonia). Țesuturile uscate au fost montate pe butuci și pulverizate acoperite cu Pt folosind un pulverizator de ioni (E-1045; Hitachi High-Technologies). Probele au fost apoi observate de SEM (S-3400N; Hitachi High-Technologies) la o tensiune de accelerare de 5,0 kV.

Rezultate

Histologie

Fiecare placentă din cele 3 specii de balene examinate a fost o placentă epiteliocoriană histologic (Fig. 1). Nu s-au observat diferențe histologice între cele 3 specii. Vilozitățile corionice căptușite de celule uninucleate monostrat (celule trofoblaste) și cripte endometriale au fost complex interdigitate, iar aceste interdigitații au devenit mai complexe cu creșterea fetală (Fig. 2). Celulele trofoblaste ale vilozităților corionice aveau o formă cuboidală sau columnară și aveau microvili scurte pe zona apicală (figurile 3 și 4 4 B). Celulele trofoblaste specializate, cum ar fi celulele gigantice trofoblaste binucleate, nu au fost detectate în epiteliul corionic (trofoblaste). Pe de altă parte, epiteliul endometrial a constat din celule cuboidale sau scuamoase (Fig. 3). Într-o placentă de balenă cu o lungime fetală de 14,0 cm, care a fost considerată cea mai timpurie perioadă de gestație în acest studiu, epiteliul a fost căptușit numai de celulele epiteliale cuboidale (Fig. 3B).

funcțiile

Examinarea histologică a placentelor balenelor minke comune, ale lui Bryde și ale balenelor sei. A: Balenă comună comună (lungime fetală, L 141,0 cm). B: Balena lui Bryde (L 158,6 cm). C: balena Sei (L 144,2 cm). Placenta fiecărei specii a fost o placentă epiteliocorială. c: vilozități corionice. e: Endometru. Săgețile indică glandele uterine. Toate imaginile sunt la aceeași mărire. Bară = 100 μm. EL colorat.

Schimbarea interdigitației dintre vilozitățile corionice și criptele endometriale din balena lui Bryde. A: L 95,5 cm. B: L 137,9 cm. Interdigitațiile au devenit mai complexe odată cu progresul sarcinii. c: vilozități corionice. e: Endometru. m: Miometru. Săgețile indică glandele uterine. Cele două imagini sunt la aceeași mărire. Bara = 1 mm. EL colorat.

Celulele trofoblaste și celulele epiteliale endometriale din placenta balenei sei. A: L 89,3 cm. B: L 14,0 cm. C: L 144,2 cm. Toate celulele epiteliale endometriale aveau o formă cuboidală în B. Celulele trofoblaste cuboidale sau coloane acopereau suprafața vilozităților corionice, iar epiteliul endometrial era format din celule scuamoase din A și C. c: Villi corionice. e: Endometru. Săgețile indică celulele trofoblaste. Vârfurile săgeții indică celulele epiteliale endometriale. Bară = 100 μm (A), 10 μm (B, C). EL colorat.

Areola unei placente de balenă a lui Bryde. A: L 95,5 cm. B: L 23,0 cm. Celulele trofoblaste areolare (săgeți) erau celule epiteliale coloane mai înalte și posedau microvili mai lungi decât celulele trofoblaste (vârfuri de săgeți). a: Areola. c: vilozități corionice. * Partea de tranziție între celulele trofoblaste și celulele trofoblaste areolare. EL colorat. Bară = 100 μm (A), 10 μm (B).

Multe areole cu o structură asemănătoare pungii proiectate de mai multe pliuri corionice viloase au fost observate în placentele tuturor celor 3 specii (Fig. 4A). Celulele epiteliale corionice ale părții areolare (celule trofoblaste areolare) erau compuse din celule coloane mai înalte cu microvili mai lungi decât cele ale părții fără areole (celule trofoblaste) (Fig. 4B). Colorarea PAS-pozitivă a fost detectată în cavitatea pungii areolare fetale și citoplasma celulelor trofoblaste areolare (Fig. 5A și C) și a fost găsită și în lumenul glandelor uterine. Mai mult, celulele trofoblaste areolare posedau substanțe colorate de MSB (Fig. 5B și D). Celulele trofoblaste areolare cu granule colorate de PAS și/sau MSB au arătat diferite celule coloane mari (de exemplu, asemănătoare balonului și calicilor), pe care microvili mai lungi nu au fost recunoscute (figurile 4 B și și 5C, 5 C, D). Colorarea albastră pozitivă a Berlinului a fost detectată din zona sub celule trofoblaste areolare peste stroma vilozităților corionice din partea areolară (Fig. 6A) și din citoplasma celulelor epiteliale glandulare uterine (Fig. 6B).

Areola balenei sei (L 144,2 cm). A, C: colorarea PAS. B, D: colorare MSB. C și D sunt secțiuni mărite ale lui A și respectiv B. Substanțele colorate de PAS sau MSB au fost detectate în citoplasma celulelor trofoblaste areolare. a: Areola. c: vilozități corionice. e: Endometru. Săgețile indică celule trofoblaste areolare. Bară = 100 μm (A, B), 10 μm (C, D).

Pătarea albastră de Berlin a placentelor de balenă. A: Areola balenei lui Bryde (L 137,9 cm). Colorarea albastru de Berlin a fost detectată în stroma vilozităților corionice din partea areolară. B: Glandele uterine ale balenei sei (L 181,0 cm). Colorarea a fost detectată în citoplasma celulelor epiteliale glandulare uterine. a: Areola. c: vilozități corionice. e: Endometru. în: glandele uterine. Bară = 100 μm (A), 10 μm (B).

Glandele uterine, așa cum se indică printr-o glandă tubulară ramificată simplă, au fost distribuite pe scară largă în stroma endometrială a uterului nepregătit și gravid. S-au observat diferențe semnificative între uterele neîncărcate și cele însărcinate. Glandele uterine ale uterului gravid au avut un lumen mai larg și celule epiteliale mai mari, cu un nucleu aranjat în partea bazală în comparație cu uterele neîncărcate (Fig. 7). În fiecare uter, glandele uterine ale stratului endometrial superficial au avut dimensiuni mai mari decât cele ale stratului profund.

Glandele uterine ale uterului sei balenă. A: Uter nepregnant. B: uter gravid (L 158,8 cm). Glandele uterine ale uterului gravid au avut un lumen mai larg și celule epiteliale mai mari decât uterele neîncărcate. e: Endometru. în: glandele uterine. Cele două imagini sunt la aceeași mărire. Bară = 10 μm. EL colorat.

Imunohistochimie

În toate eșantioanele placentare, imunoreactivitățile pentru P450scc și P450arom au fost detectate în celulele trofoblaste, dar nu și în celulele trofoblaste areolare (figurile 8 și 9 Fig. 9). Mai mult, imunoreactivitățile P450scc și P450arom nu au fost niciodată observate în placentele materne (Fig. 8 și și 9) 9) și în uterele non-gravide.

Imunomarcarea P450scc în placenta balenei. A: parte areolară a vilozităților corionice din placenta balenelor Bryde (L 158,6 cm). B: Lărgirea zonei de atașament fetomaternal în placenta balenei sei (L 144,7 cm). Imunoreactivitatea P450scc a fost detectată în celulele trofoblaste, dar nu și în celulele trofoblaste areolare. a: Areola. c: vilozități corionice. e: Endometru. Săgețile indică celulele trofoblaste. Vârfurile de săgeată indică celulele trofoblaste areolare. * Partea de tranziție între celulele trofoblaste și celulele trofoblaste areolare. Bară = 100 μm (A), 10 μm (B).

Imunomarcarea P450arom în placenta balenelor sei (L 144,2 cm). A: parte areolară a vilozităților corionice. B: extinderea zonei de atașament fetomaternal. Imunoreactivitatea P450arom a fost detectată în celulele trofoblaste, dar nu și în celulele trofoblaste areolare. a: Areola. c: vilozități corionice. e: Endometru. Săgețile indică celulele trofoblaste. Vârfurile de săgeată indică celule trofoblaste areolare. * Partea de tranziție între celulele trofoblaste și celulele trofoblaste areolare. Bară = 100 μm (A), 10 μm (B).

Imunoreactivitatea TRAP a fost detectată în citoplasma celulelor glandulare în glandele uterine și celulele trofoblaste areolare și în cavitatea areolară (Fig. 10).

Imunomarcarea TRAP în placenta balenei sei. A: Glanda uterină (L 144,2 cm). B, C: parte areolară a vilozităților corionice (L 89,3 cm). C este o secțiune mărită a B. Imunoreactivitatea TRAP a fost detectată în celulele epiteliale glandulare uterine, celulele trofoblaste areolare și cavitatea areolară. a: Areola. c: vilozități corionice. Bară = 10 μm.

Observații SEM

Suprafețele corionului și endometrului au fost observate de SEM (Fig. 11). La toate speciile de balene, vilozitățile corionice au prezentat o caracteristică asemănătoare pliului (placentație pliată) și s-a observat o pliere endometrială subțire în placenta maternă.

Examinarea SEM a placentei de balenă a lui Bryde (L 173,8 cm). A: Suprafața corionului. B: Suprafața endometrului. Vilozitățile corionice au prezentat o caracteristică asemănătoare pliului și s-a observat o îndoire endometrială subțire în endometru. Bara = 1 mm.

Discuţie

În studiul de față, am dezvăluit pentru prima dată că celulele trofoblaste ale placentelor celor 3 specii de balene rorquale exprimă aromatază. Acest rezultat indică faptul că placentele balenelor produc estrogen în celulele trofoblaste. De asemenea, am confirmat prezența uteroferinei pentru prima dată în placente în timpul sarcinii. Acest rezultat sugerează că uteroferina joacă un rol important în transferul de fier în partea areolară a placentei balenei.