毒物和病原体常常诱导它们的靶细胞和宿主细胞死亡。为了研究它们实现这一目标的不同方式，我以十足甲壳类动物的肝胰腺细胞为例，具体地说，我试图确定病理转化开始的细胞器。肝胰腺是十足类动物的中枢代谢器官，参与食物的消化、外来生物的解毒和免疫反应。它由数百个小管组成，每个小管由干细胞(e细胞)，三种结构和功能不同的成人细胞类型(B-， F-)组成。r细胞)和调节性m细胞。

图1所示。有毒物质引起的单对虾肝胰腺细胞早期细胞病理转变的多样性。暴露于1mg L-1 KCN 2小时后，r细胞线粒体中电子致密絮状物质(箭头)的沉积。箭头状，粗面内质网;n,核;M，正常线粒体。B暴露于1 mg L-1 CdCl2 10 d后，f细胞核仁纤维成分(fc)特异性褪色。原纤维成分通常与沿核膜的异染色质(箭头)具有相同的电子密度。Gc，核仁的颗粒成分。C .投喂3周后含银合欢叶粕的r细胞核和核仁纤维成分中染色质的溶解。 The granular component of the nucleolus, nuclear envelope (ne), rough endoplasmic reticulum (arrowhead), and Golgi bodies (arrow) are structurally still intact.

肝胰腺通过解毒机制对环境毒物作出反应，例如，溶酶体颗粒中重金属的储存排泄和细胞色素P450系统对有机外源物的分解代谢。如果这些解毒途径被淹没，毒物会导致肝胰腺细胞的结构性损伤。病毒、细菌和原生病原体可以被附着在肝胰脏小动脉上的固定吞噬细胞捕获和杀死，或者被感染的组织区域包裹在坚硬的黑化胶囊中。黑化和包封是十足动物最强大的免疫反应。然而，许多病原体可以智胜这些防御机制，侵入肝胰腺细胞并在其中繁殖。

在养殖虾的肝胰腺中中国对虾学名:一些环境污染物和有毒食品成分引起特异性的早期细胞病理变化，这些变化大多导致细胞死亡，有时导致死亡。例如，椰子肉中的KCN和一种未知成分会导致絮状物质沉积在线粒体中(图1A)。暴露于水传播的镉会导致核核纤维成分的特异性破坏(图1B)，其中包括用于产生核糖体的DNA，以及随后细胞质中核糖体的耗竭。饲喂含有豆科灌木叶粉的饲料后的细胞病理学记录银合欢leucocephala从细胞核中染色质的溶解开始(图1C)。细胞质隔室只是后来才受到影响。这种显著的细胞病理是由非蛋白质原性氨基酸氨基糖胺引起的，这种氨基酸在细胞中大量存在银合欢叶子。暴露于有机磷杀虫剂乐果后，脂球完全分解代谢，大量肝胰腺细胞脱离基底膜，导致虾死亡。

在我的论文中讨论的所有病毒、细菌和原生体病原体都会引起细胞病理，最终导致感染细胞的裂解，有时甚至导致死亡。dna病毒感染后的细胞转化通常是从病毒复制的细胞核开始的。一个例子是无毛对虾(Penaeus monodon nudivirus)(图2A和B)，它诱导细胞核肥大和形成突出的闭塞体。晶体封闭体包裹了一部分新产生的病毒粒子，并在被感染细胞裂解后持续存在。它们通过肠道离开宿主的身体，并将病毒传播给其他虾。rna病毒Palaemon b细胞reo样病毒对高尔基体释放高尔基囊泡产生非常特异性的抑制作用(图2C)。对虾感染Palaemon线虫立克次体样生物主要影响粗内质网，因为病原体在内质网池衍生的液泡中繁殖(图2F)。肝胰刷缘裂解菌诱导细胞裂解Palaemon线虫通过与单个微绒毛建立直接的端到端接触(图2E)。相比之下，肉芽肿性肝胰腺炎细菌在小龙虾Astacus Astacus通过将毒素隔离到肝胰腺小管的管腔中来溶解宿主细胞。

图2所示。病原体引起的单对虾(A, B)、秀丽对虾(C, E, F)和小龙虾(D)肝胰腺细胞早期细胞病理转变的多样性。单对虾裸病毒(PmNV)病毒粒子的倾斜切片。B早期PmNV感染f细胞，在肥大核(n)中显示游离病毒粒子(箭头)，在结晶闭塞体(ob)中显示封闭病毒粒子(箭头)。g，高尔基体;不,核仁。C古拉蒙B细胞reo样病毒感染B细胞后高尔基体的特异性转化。高尔基体(gb)在侧面显示一条由许多高尔基囊泡(箭头之间)组成的长“尾巴”。高尔基体下方是不同发育阶段的细胞质病毒聚集体(va)和病毒粒子(箭头)。D肉芽肿性肝胰腺炎细菌同时裂解r细胞细胞器(箭头)。仅脂球(lg)和自噬体(a)仍可识别。 E Attack of apical plasma membrane of R-cell by hepatopancreatic brush border lysis bacterium. The bacterium (B) `dives´ into the microvillous border and establishes end-to-end contact (arrow) with a microvillus (m) to induce rupture of the cell membrane. F Rickettsia-like organisms (ri) in vacuole lined by rough endoplasmic reticulum (arrow). Arrowhead, normal rER cisterna.

通过对十足甲壳类动物肝胰腺数十种细胞病理学的分析表明，诱导毒物和病原体既可以均匀地靶向所有细胞类型，也可以优先靶向一种或多种细胞类型，也可以特异性靶向一种细胞类型。前者的一个例子是银合欢leucocephala它作用于E细胞、B细胞、F细胞和r细胞，后者的一个例子是只影响B细胞的Palaemon B细胞reo样病毒。分析还表明，细胞病理学大多始于特定细胞器的转化。几乎所有的细胞区室都可以作为诱导细胞死亡的起点。

Gunter沃格特
海德堡大学生物科学学院，德国海德堡

出版

十足甲壳类动物肝胰腺的细胞病理学和免疫应答。
Gunter沃格特
水生器官。2020年2月27日

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