采集感染蜱虫的血淋巴、唾液腺及唾液对于研究蜱传病原体如何致病具有重要意义。本实验方案中,我们演示了如何从吸血的肩突硬蜱(Ixodes scapularis)若虫中采集血淋巴和唾液腺,并演示了从雌性肩突硬蜱(I. scapularis)成虫中采集唾液的方法。
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采集感染蜱虫的血淋巴、唾液腺及唾液对于研究蜱传病原体如何致病具有重要意义。本实验方案中,我们演示了如何从吸血的肩突硬蜱(Ixodes scapularis)若虫中采集血淋巴和唾液腺,并演示了从雌性肩突硬蜱(I. scapularis)成虫中采集唾液的方法。
蜱虫在全球范围内均有分布,可引发多种蜱传疾病,危害人类健康。蜱是多种病原体的传播媒介,这些病原体可导致莱姆病和蜱传回归热(Borrelia spp.)、落基山斑疹热(Rickettsia rickettsii)、埃立克体病(Ehrlichia chaffeensis 和 E. equi)、无形体病(Anaplasma phagocytophilum)、脑炎(蜱传脑炎病毒)、巴贝西虫病(Babesia spp.)、科罗拉多蜱热(Coltivirus)以及土拉菌病(Francisella tularensis)1-8。这些病原体要成功进入宿主,需通过差异性调控基因表达、与蜱体内的蛋白质相互作用,并在蜱体内迁移3,9-13。例如,引起莱姆病的病原体Borrelia burgdorferi会通过差异性基因表达,适应蜱虫自然循环中的“饱食”与“饥饿”两个阶段14,15。此外,当硬蜱属(Ixodes)蜱虫吸食血液时,Borrelia在中肠内复制,并从中肠迁移至血腔,随后到达唾液腺,最终随唾液排出而传播至宿主9,16-19。
蜱虫吸血时,宿主通常会产生强烈的止血反应和先天免疫反应11,13,20-22。尽管存在这些宿主防御反应,I. scapularis仍可持续吸血数天,因为蜱虫唾液中含有具有免疫调节作用的蛋白、溶菌因子、抗凝剂和纤溶酶,有助于蜱虫取食3,11,20,21,23。蜱虫唾液或唾液腺提取物(SGE)所具有的免疫调节活性,可促进多种蜱传病原体的传播、增殖和扩散3,20,24-27。为了进一步了解蜱传感染因子致病的机制,必须对正在吸血的蜱虫进行解剖,并收集其唾液。本视频方案展示了在将幼虫接种至小鼠后48小时和72小时,对正在吸血的I. scapularis若虫进行解剖以收集血淋巴及分离唾液腺的技术。我们还演示了从成年雌性I. scapularis蜱虫中收集唾液的方法。
1. 用于制片的血淋巴采集
(视频 1)
注意:固定蜱虫时不要用力过猛,以免破坏中肠或刺破蜱虫,导致血淋巴污染。
注意:不要将腿部切得过于靠近身体,因为这可能导致血淋巴被中肠污染。
2. 唾液腺切除
(影片 2 和 3)
注意: 在吸血初期,唾液腺较难定位,因为其发育程度不如吸血后期充分。
注意:轻柔地清洗唾液腺簇,以减少单个唾液腺的丢失和损伤。
3. 唾液采集
(视频 4)
注意:一旦收集到足量唾液用于当前研究,即可停止唾液采集。
4. 代表性结果
视频1展示了如何持握一只部分吸血的I. scapularis若虫,并截除其腿部以将血淋巴收集到显微镜载玻片上。一旦截除腿部,便会分泌出透明液体(图1A和1B)。若中肠破裂,则血淋巴从被截除的腿部流出时呈现浑浊状(图1C和1D)。
在若虫吸血48或72小时后提取唾液腺的操作过程见视频2和视频3。蜱虫被刺破后通常会释放大量碎片(包括气管、马氏管、血液、结缔组织等),为防止唾液腺丢失或受损,应将蜱虫转移至新鲜的PBS液滴中。图2A和2B显示了若虫被剖开后唾液腺的位置,图2C显示了置于PBS液滴中的已分离唾液腺簇。
I. scapularis 成年雌性蜱唾液采集装置的设置如视频4和图3所示。视频5中可观察到蜱在毛细管中分泌唾液的过程。该唾液采集方法采用匹鲁卡品刺激唾液分泌,每只成年雌性蜱可获得超过20 μl的唾液。

图 1。 I. scapularis 若虫的标注结构。
视频 1. Ixodes scapularis 血淋巴采集。 点击此处观看视频。

图 2. 若虫腿部渗出的未污染(A 和 B)与污染(C 和 D)的血淋巴。
视频 2. 从吸血 48 小时的I. scapularis若虫中提取唾液腺。点击此处观看视频。
视频 3. 从一只吸血 72 小时的I. scapularis若虫中提取唾液腺。点击此处观看视频。

图3。 Ixodes scapularis 若虫唾液腺。(A & B)吸血72小时后的若虫唾液腺示例,提取前状态。(C)已分离的唾液腺组织簇。
视频 4. 从一只成年雌性I. scapularis蜱虫收集唾液的实验装置。点击此处观看视频。

图 4。 从成年雌性I. scapularis蜱虫收集唾液。(A & B)蜱虫固定在载玻片上,其口下片插入毛细管的拉细端,毛细管未拉细的一端由橡皮泥固定。(C & D)含有正在分泌唾液的成年雌性I. scapularis蜱虫的湿润培养室。
视频 5. Ixodes scapularis 雌性蜱虫向毛细管内唾液分泌过程。点击此处观看视频。
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采集蜱虫的血淋巴、唾液腺及唾液,对于研究蜱传病原体在蜱虫及其宿主中的传播、流行、扩散、增殖和持续存在具有重要意义6,11-13,20,23,29。蜱虫解剖方法有多种30,31,但在采集唾液腺时,关键是要正确解剖蜱虫,以避免唾液腺破裂或遗留在蜱虫残体中。一旦将唾液腺从蜱虫体内取出,需多次清洗以去除中肠污染,随后可将其固定于载玻片上进行染色,或在磷酸盐缓冲液(PBS)中研磨以获得唾液腺提取物(SGE)。与唾液相比,SGE更易于收集,且具有与唾液相似的特性,因此可作为唾液的替代物。然而,SGE中含有来源于唾液腺细胞的额外蛋白质,而这些蛋白质并不存在于蜱虫唾液中。SGE中额外蛋白质的存在可能对某些研究有利,也可能不利,具体取决于实验目的,但研究人员在使用SGE时必须意识到这一点。SGE的一个优势在于,采集唾液腺过程中无需使用匹罗卡品。匹罗卡品是一种毒蕈碱型胆碱能激动剂,可促进唾液分泌,但在唾液采集过程中已被证明对B. burgdorferi具有细胞毒性作用32,33。多巴胺是另一种促唾液分泌激动剂,但与具有持续作用的匹罗卡品相比,多巴胺会迅速被血淋巴及其他蜱虫体...
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作者谨此感谢虫媒疾病防治司动物资源科,特别是Andrea Peterson、Lisa Massoudi、Verna O'Brien和John Liddell,感谢他们对小鼠和兔子的饲养与维护。我们还要感谢Amy Ullmann、Theresa Russell和Barbara J. Johnson为本手稿作出的贡献。最后,我们谨向美国疾病控制与预防中心(CDC)传播沟通副主管办公室的Alissa Eckert致谢,感谢她制作了本手稿的图示插图;同时感谢Judy Lavelle,感谢她负责本手稿拍摄过程中所有相关法律事务的协调工作。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 过氧化氢 | Fisher Scientific | H312-500 | |
| 乙醇 | Acros Organics | 61509-5000 | |
| PBS | Boston Bioproducts | BM-2205 | |
| 杜蒙特精细镊子(3C型) | Fisher Scientific | NC9906085 | |
| 硅烷处理载玻片 | Bioworld | 42763007-1 | |
| 疏水笔 | Bioworld | 21750008-1 | |
| 超冻 Plus 载玻片 | Fisher Scientific | 12-550-18 | |
| 匹鲁卡品 | Sigma-Aldrich | P6503-5G | |
| 蛋白酶抑制剂混合物 | Sigma-Aldrich | P2714 | |
| #11 一次性手术刀 | Feather Safety Razor Co, Ltd. | 2975#11 | |
| 无毒油泥 | Fisher Scientific | S17307 | |
| 毛细管 | Chase Scientific Glass, Inc. | 40A502 |
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