肾脏作为机体维持内环境稳态的核心器官，其结构复杂且功能高度分区化。从肾小球的滤过功能，到肾小管的重吸收与分泌，再到间质与血管系统的精细调控，不同解剖区域在疾病发生发展中呈现出高度特异性的形态学改变。因此，肾组织的规范化取材、多维度染色分析等，是肾脏疾病研究与病理诊断的关键基础。

       在实际应用中，从HE基础形态观察，到PAS、Masson等特殊染色，再到免疫组化及多重荧光技术，肾组织能够提供从结构到分子层面的系统性信息。本篇将围绕肾组织的结构特点、二次取材策略及常用染色方法进行系统梳理，为科研及检测应用提供参考。

 

图：小鼠&人肾脏结构

 

一、肾组织结构概览

肾组织在组织学上可分为三个核心层次：

1、皮质（Cortex）

       皮质是肾脏中结构最复杂、信息量最高的区域，主要包含：肾小球、近曲小管、远曲小管

图：肾皮质主要包含肾小球Glomerulus、近曲小管Proximal Tubule、远曲小管Distal Tubule

1）肾小球（Glomerulus）

结构组成：毛细血管袢（capillary loops）、系膜区（mesangium）、肾小囊（Bowman囊）

形态学特征：

‣ 整体呈类圆形或球形结构

‣ 中央为致密的毛细血管团，呈“毛线团样/球团状”

‣ 外周可见一圈较清晰的空隙——肾小囊腔

‣ 某些病理状态下：可见新月体（crescent）结构（呈半月形，贴附在囊壁）

图：鲍曼囊腔内可见细胞新月体（黄色虚线），邻近的肾小球袢被纤维蛋白渗出物（红色虚线）覆盖

功能特点：

‣ 血液滤过的核心单位

‣ 构成“滤过屏障”（内皮+基底膜+足细胞）

‣ 选择性过滤：保留蛋白，允许小分子通过

研究意义：

‣ 蛋白尿机制（滤过屏障破坏）

‣ 糖尿病肾病（系膜扩张、基底膜增厚）

‣ 免疫复合物沉积疾病

2）近曲小管（Proximal Tubule）

形态学特征：

‣ 在皮质中数量最多

‣ 管腔：不规则、模糊甚至“塌陷状”

‣ 上皮细胞：体积较大，胞质强嗜酸性（红染）

‣ 关键特征：顶端有明显刷状缘（brush border），在HE下表现为管腔边缘“毛糙、不清晰”

图：近曲小管顶端有明显刷状缘

功能特点：

‣ 重吸收水、葡萄糖、氨基酸、电解质（Na⁺等），是重吸收的主力单位（约65–70%）

‣ 同时参与：有机物分泌（药物代谢相关）

应用意义：

‣ 缺血/毒性损伤最敏感部位（AKI首发区域）

‣ 刷状缘损伤 = 重要病理信号

3）远曲小管（Distal Tubule）

形态学特征：

‣ 管腔：较规则、清晰、开阔

‣ 上皮细胞：较小，胞质染色较浅（偏淡）

‣ 无刷状缘 → 腔面边界清楚

‣ 特殊结构：致密斑（Macula densa），位于远曲小管与肾小球接触处，是局部加厚的小片状结构，这一小片区域细胞排列致密、    核深染

 

图：远曲小管与肾小球接触处存在致密斑

功能特点：

‣ 精细调节单位，参与Na⁺、K⁺交换，酸碱平衡

‣ 致密斑：感受NaCl浓度，调节肾素释放（RAAS系统）

应用意义：

‣ 高血压机制研究

‣ 电解质紊乱

‣ 远曲小管腔隙较大、细胞较淡

2、髓质（Medulla）

       髓质结构相对规则，主要包括亨利袢和集合管

 

图：亨利袢（*）和集合管（+）

1）亨利袢（Loop of Henle）

形态学特征：

‣ 解剖学上是一个U形回环结构，HE切片中多表现为小圆管或者不规则管形

‣ 分为：薄段和厚段。薄段的上皮极薄（类似毛细血管），常表现为细窄管道和扁平细胞核突出；厚段的细胞则较明显

图：亨利袢的薄段和厚段

功能特点：

‣ 建立肾髓质渗透梯度

‣ 实现：水分重吸收、尿液浓缩

应用意义：

‣ 浓缩功能障碍（如尿崩症机制）

2）集合管（Collecting Duct）

形态学特征：

‣ 管腔：大而规则，边界清晰

‣ 上皮细胞：排列整齐，细胞界限清楚染色：较均匀，介于近曲和远曲之间

图：集合管

功能特点：

‣ 最终调节尿液成分

‣ 受激素调控：抗利尿激素（ADH） → 水通道（AQP2）

‣ 决定尿液浓缩程度

应用意义：

‣ 水代谢异常

‣ 激素调控研究

3、肾间质与血管系统

1）肾间质（Interstitium）

形态学特征：

‣ 正常情况下：非常稀少、几乎不显眼

‣ 病理状态：可见细胞增多、胶原沉积（纤维化）

图：（A）正常组 （B-D）病理组，箭头所指为淋巴细胞和单核细胞浸润间质

功能特点：

‣ 提供结构支持

‣ 参与：炎症反应、纤维化进程、细胞间信号调控

应用意义：

‣ 肾纤维化核心区域

‣ 慢性肾病进展关键

2）血管系统

      肾脏的血管系统主要包含：入球小动脉（afferent arteriole）、出球小动脉（efferent arteriole）、毛细血管网（尤其肾小球）。

 

图：出球小动脉EA，入球小动脉AA

形态学特征：

‣ 入球/出球小动脉：管壁较厚

‣ 肾小球毛细血管：管腔细密、网状

功能特点：

‣ 调节肾小球灌注压

‣ 参与滤过率（GFR）调控、血流动力学调节

应用意义：

‣ 高血压肾损伤

‣ 微血管病变

 

二、肾组织切面选择（以小鼠为例）

       对于小鼠肾脏而言，常规二次取材主要有两种方式：纵切（蚕豆状）与横切（类圆形）。

1、纵切（蚕豆状）——最常见

       方法：用镊子夹住肾脏保持侧立，对半剖开，注意下刀利落，不然容易切不平整，切面贴模底即为包埋面。

  

       该切面能够完整保留“皮质—髓质”轴向结构，最大程度还原肾脏功能分区。

2、横切（类圆形）

       方法：将肾脏平放，对半切，切面贴模底即为包埋面。

  

 

三、常用组织化学与特殊染色及其应用

1、HE染色（Hematoxylin & Eosin）

图：Eldesoqui, Mamdouh et al.

染色特征：

‣ 细胞核：蓝紫色

‣ 细胞质：粉红色

‣ 红细胞：鲜红色（无核，强嗜酸性）

‣ 胶原纤维：淡粉色

在肾组织中的典型表现：

‣ 肾小球：呈“球团状结构”，毛细血管袢清晰

‣ 近曲小管：胞质强嗜酸性（深粉），管腔模糊

‣ 远曲小管：胞质较淡，管腔清晰规则

‣ 髓质：管道呈平行/放射状排列

‣ 间质：正常较少，病理时可见细胞浸润或扩张

主要应用：

‣ 基础组织结构判断

‣ 炎症浸润（淋巴细胞、巨噬细胞）

‣ 肾小管坏死（AKI）

‣ 出血（红细胞外渗）

‣ 肿瘤形态学评估

2、PAS染色（Periodic Acid-Schiff）

图：Lesher, Allison M et al.

染色特征：

‣ 基底膜：紫红色/洋红色

‣ 糖原/多糖：紫红色

‣ 细胞核：蓝色

‣ 细胞质：浅粉色

在肾组织中的典型表现：

‣ 肾小球：毛细血管袢轮廓清晰增强，系膜区呈紫红色

‣ 肾小管：近曲小管刷状缘强阳性（深染）

‣ 基底膜：呈连续、均匀的紫红色线状结构

常见病理状态：

‣ 糖尿病肾病：基底膜增厚，系膜扩张明显

主要应用：

‣ 肾小球疾病评估（核心染色之一）

‣ 基底膜结构观察

‣ 系膜基质变化分析

‣ 肾小管刷状缘完整性判断

3、Masson三色染色（Masson’s Trichrome）

染色特征：

‣ 细胞核：蓝黑色

‣ 细胞质/肌肉：红色

‣ 胶原纤维：蓝色或绿色

‣ 红细胞：红色

在肾组织中的典型表现：

‣ 正常间质：胶原较少，仅少量蓝染

‣ 肾小球：基底膜及系膜区轻度染色

常见病理状态：

‣ 间质纤维化区域呈大片蓝色沉积

‣ 肾小球硬化区蓝染增强

主要应用：

‣ 肾间质纤维化评估（最常用）

‣ 胶原沉积定量分析

‣ 慢性肾病进展判断

‣ 肾小球硬化程度评估

4、银染（PASM / Jones Methenamine Silver）

图：Herlitz, Leal C et al.

染色特征：

‣ 基底膜：黑色或深棕黑色

‣ 细胞核：红色或浅染

‣ 背景：浅色

在肾组织中的典型表现：

‣ 肾小球：毛细血管袢呈清晰黑色网状结构

‣ 基底膜：连续、细致、边界极清晰

常见病理特征：

‣ 膜性肾病：基底膜“钉突样（spike）改变”，免疫复合物沉积在基底膜外侧，即基底膜表面出现很多细小、均匀、向外突起的“刺    状结构”

图：Ehrenreich-Churg II期膜性肾病，PAM染色，光镜下可见基底膜增厚，主要呈棘状（红色箭头）

‣ 膜增生性肾炎（MPGN）：“双轨征”（tram-track），系膜细胞增生并且“插入”到毛细血管壁中，同时伴随免疫沉积，视觉上看起        来，原本基底膜的一条黑线，变成两条平行的黑线，且中间还夹着细胞或免疫沉积物，看起来像铁轨。

图：肾小球基底膜上的轨道（过碘酸-六胺银（PASM）染色）

主要应用：

‣ 肾小球基底膜精细结构观察

‣ 膜性肾病诊断

‣ 膜增生性病变识别

‣ 基底膜损伤评估

5、Sirius Red（天狼星红）

图：肾活检组织纤维化情况，天狼星红染色自然光（A）与偏振光（B）图像

染色特征：

‣ 胶原纤维：红色

‣ 细胞质：浅黄色

‣ 细胞核：深色

偏振光下：

‣ 胶原I型：橙红/红色

‣ 胶原III型：绿色

在肾组织中的典型表现：

‣ 正常：间质少量红染

‣ 病理：纤维化区域呈强烈红色沉积，偏振光下可见不同胶原类型分布

主要应用：

‣ 肾纤维化检测（高灵敏）

‣ 原分型分析（I型 vs III型）

‣ 细胞外基质（ECM）重塑研究

6、Congo Red（刚果红）

图：肾小球内刚果红阳性沉积物偏振光下呈苹果绿（右）

染色特征：

‣ 淀粉样物质：红色

‣ 偏振光下：呈苹果绿色双折射（apple-green birefringence）

在肾组织中的典型病理表现：

‣ 红色淀粉样物质沉积在肾小球系膜区

‣ 血管壁表现为：均质、无结构的红染沉积物

主要应用：

‣ 淀粉样变性（Amyloidosis）诊断

‣ 系统性沉积性疾病评估

7、Oil Red O（油红O，冰冻切片）

图：肾脏组织的油红O染色

染色特征：

‣ 脂质：红色

‣ 细胞核：蓝色

‣ 背景：浅色

在肾组织中的典型病理表现：

‣ 脂质沉积：常见于代谢异常模型，在肾小管上皮或间质中呈红色颗粒/滴状结构

主要应用：

‣ 脂质代谢研究

‣ 肾脂毒性损伤

‣ 肥胖/糖尿病相关研究

 

四、肾组织常用免疫学标志物与应用方向

1、肾损伤（AKI）

       病理本质：急性肾小管上皮损伤与坏死，伴随炎症反应和修复过程。

Marker	主要定位	应用
KIM-1	近曲小管上皮（膜）	早期肾损伤敏感指标
NGAL（LCN2）	肾小管上皮（胞质）	急性损伤早期上调
AQP1	近曲小管（膜）	判断小管结构完整性
E-cadherin	上皮细胞（膜）	上皮完整性下降
Caspase-3	细胞（胞质）	评估细胞凋亡
CD68	巨噬细胞（胞质）	炎症反应与吞噬作用

2、肾纤维化（CKD进展）

       病理本质：ECM过度沉积 + 成纤维细胞活化，导致组织结构重塑。

Marker	主要定位	应用
α-SMA	肌成纤维细胞（胞质）	成纤维细胞活化
Collagen I	ECM	胶原沉积
Collagen III	ECM	早期纤维化
Fibronectin	ECM	基质重塑
Vimentin	间质细胞（胞质）	间质化/EMT
E-cadherin	上皮细胞（膜）	EMT过程中下降

3、糖尿病肾病

       病理本质：高糖环境下ECM沉积、基底膜增厚及氧化应激损伤。

Marker	主要定位	应用
Collagen IV	基底膜	基底膜增厚
Fibronectin	ECM	系膜扩张
TGF-β	胞质/分泌	纤维化核心因子
NOX4	胞质	ROS生成
4-HNE	胞质	脂质过氧化
WT1	足细胞核	足细胞损伤（表达下降）

4、肾小球疾病（蛋白尿相关）

      病理本质：滤过屏障破坏（足细胞+基底膜+内皮）

Marker	主要定位	应用
Nephrin	足细胞裂隙膜	滤过屏障完整性
Podocin	足细胞（膜）	足细胞结构
WT1	足细胞核	足细胞数量
CD31	内皮细胞（膜）	毛细血管结构
VEGF	内皮/足细胞	血管生成调控

5、免疫性肾炎（如IgA肾病）

       病理本质：免疫复合物沉积+免疫细胞浸润+补体激活

Marker	主要定位	应用
IgA	系膜区沉积	IgA肾病诊断
C3	补体沉积	补体激活
CD3	T细胞（膜）	适应性免疫
CD20	B细胞（膜）	体液免疫
CD68	巨噬细胞（胞质）	炎症反应
CD45	白细胞（膜）	总体免疫浸润

6、缺血再灌注损伤（IRI）

      病理本质：缺氧+氧化应激+炎症反应

Marker	主要定位	应用
HIF-1α	细胞核	缺氧状态
8-OHdG	细胞核	DNA氧化损伤
Caspase-3	胞质	细胞凋亡
CD68	巨噬细胞	炎症浸润
ICAM-1	血管内皮（膜）	炎症黏附分子

7、肾肿瘤（如肾透明细胞癌）

      病理本质：肿瘤细胞异常增殖+代谢重编程+血管生成

Marker	主要定位	应用
PAX8	细胞核	肾来源确认
CAIX	细胞膜	透明细胞癌特征
Ki67	细胞核	增殖活性
Vimentin	胞质	间质特征
CD31	内皮细胞	肿瘤血管生成

 

 

 

参考文献&资料：

[1]https://courses.lumenlearning.com/wm-biology2/chapter/kidneys/

[2]European Food Safety Authority (EFSA) et al. “Specific effects on kidneys relevant for performing a dietary cumulative risk assessment of pesticide residues.” EFSA journal. European Food Safety Authority vol. 23,5 e9406. 5 May. 2025, doi:10.2903/j.efsa.2025.9406

[3]https://embryology.med.unsw.edu.au/embryology/index.php/Renal_System_Histology

[4]https://pathology.or.jp/corepicturesEN/12/c05/01.html

[5]https://quizlet.com/gb/773278521/ip2-proximal-convoluted-tubule-loop-of-henle-flash-cards/

[6]https://histology.siu.edu/crr/RN040b.htm

[7]https://www.bu.edu/phpbin/medlib/histology/p/16011loa.htm

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[14]https://www.biorxiv.org/content/10.1101/315069v1.full

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[19]Gong, Piyun et al. “Effects of endothelial progenitor cells transplantation on hyperlipidemia associated kidney damage in ApoE knockout mouse model.” Lipids in health and disease vol. 19,1 53. 24 Mar. 2020, doi:10.1186/s12944-020-01239-1

 

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