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方法文章

一种基于囊膜的实验室小鼠硬蜱未成熟阶段寄生模型

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DOI:

10.3791/61430

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2020年7月9日

本文内容

摘要

本研究建立了一种利用连接在实验小鼠上的胶囊装置对硬蜱若虫和幼虫阶段进行饲喂的系统。该饲喂胶囊由柔性材料制成,可牢固地附着在小鼠身上至少一周,便于对蜱虫的吸血过程进行舒适且持续的观察。

摘要

蜱虫在发育的各个阶段(卵除外)均为专性吸血寄生虫,并被公认为多种病原体的传播媒介。在蜱虫研究中,小鼠模型的应用对于理解其生物学特性以及蜱-宿主-病原体之间的相互作用至关重要。本文展示了一种在实验小鼠上饲养硬蜱幼虫和若虫阶段的简便方法。该方法的优势在于操作简单、耗时短,并可在实验的不同时间点对蜱虫进行监测或采集。此外,该技术允许在同一小鼠身上同时固定两个独立的胶囊装置,适用于需要两种不同蜱虫群体在同一动物身上吸血的多种实验设计。该胶囊无刺激性且具有柔韧性,由易于获取的材料制成,可最大程度减少实验动物的不适。更重要的是,实验过程中无需实施安乐死,小鼠在实验结束后可完全恢复,且可重复使用。

引言

蜱是多种病原体的重要传播媒介,对动物和人类健康构成严重威胁1。在研究蜱的生物学特性、蜱-宿主-病原体相互作用或建立有效防控措施时,建立高效的摄食系统至关重要。目前已有多种无需使用活体动物的蜱人工饲喂系统可供选择2,3,4,只要实验条件允许,应优先采用这些系统。然而,在某些实验条件下,这些人工系统无法充分模拟特定的生理特征,必须使用活体动物才能获得可靠的研究结果。

实验室小鼠常用于多种生物系统的研究,并被常规用作蜱虫吸血的宿主5,6,7,8,9。使未成熟蜱虫在小鼠身上吸血的两种最常用方法包括自由寄生法和使用固定在小鼠身上的限制性装置。自由寄生法主要适用于幼虫阶段,吸饱血的蜱虫可自行脱落至回收区域以便收集。限制性装置通常由丙烯酸或聚丙烯制成的盖帽组成,并用胶水粘附于小鼠背部。第一种方法是一种有效的自然吸血系统,但由于蜱虫分散在....

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方案

请注意,本方案仅可在实验室满足所有福利和安全措施的前提下应用。本方案已获得动物实验伦理委员会ComEth Anses/ENVA/UPEC批准用于蜱虫喂养实验,许可编号为E 94 046 08。在实验终点,动物分别暴露于CO2中两个阶段,每次持续4分钟和5分钟,共计9分钟。

1. 胶囊的制备

  1. 将2 mm厚的EVA泡沫与双面胶泡沫粘合在一起(图1A)。
  2. 使用直径为20 mm的皮革打孔器,从粘合好的泡沫上切下一个圆形;然后使用直径为12 mm的打孔器,切去内部部分,制成双层泡沫圆环(图1B)。
    注意:胶囊的边框厚度应大于3 mm,以确保与宿主皮肤粘合时有足够的粘接面积(见下文)。
  3. 撕下双面胶泡沫上的保护纸条(图1C),并将一个直径为20 mm的透明圆形塑料片贴附其上(图1D)。
    注意:若用于饲喂幼虫,则不要撕下双面胶泡沫上的保护纸条,直接进入实验方案中的步骤2。将包含保护纸条的双层泡沫环直接粘贴到小鼠身上。
  4. 在透明塑料片上切一个约1 cm长的切口(图1E)....

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结果

我们提出了一种在小鼠背部应用EVA泡沫胶囊饲喂未成熟硬蜱各阶段的详细逐步操作方法(图2)。该方法操作简便,适用于需要对蜱虫进行精确监测和收集的多种实验。此方法的主要优势在于其简单性、材料易得且成本低廉,以及操作耗时短。此外,我们成功地在同一只小鼠个体上固定了两个胶囊(图2K),从而可在同一动物身上同时饲喂两组不同的蜱虫。使用高效、快干且无刺激性的乳胶胶水,可确保胶囊在3分钟内牢固粘附。胶囊可稳定附着至少一周(图2J),足以满足大多数未成熟硬蜱种类完成吸血所需的时间21,22,23,24。由于胶囊具有弹性,后续对小鼠进行采血或其他操作时极为方便。该方法还可在实验结束后实现小鼠的完全恢复(

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讨论

该方案中最关键的步骤是将胶囊牢固地粘附在小鼠皮肤上。因此,应将乳胶胶水均匀地涂在整个胶囊的EVA泡沫表面,并持续施加压力3分钟,尤其注意胶囊的左侧和右侧。我们还建议将胶囊尽可能向前放置于背部,以避免小鼠用后肢将其抓掉。在我们的实验中,仅验证了EVA泡沫与乳胶胶水在小鼠皮肤上的粘附效果,若使用其他材料,无法保证获得相同的结果。

在实验过程中,前七天内未观察到胶囊从皮肤上脱落的情况。我们强烈建议使用塑料带保护胶囊的外表面(图2H)。如果在蜱虫吸血过程中保护带受损,可更换新的保护带。可根据不同小鼠品系的体型调整胶囊的直径。建议每天至少两次监测取食中的蜱虫,并在蜱虫脱落后立即收集,以避免其干燥。

寄生蜱的数量受胶囊直径以及宿主体型的限制。在我们的实验中,每只小鼠最多使用20只若虫或100只I. ricinus幼虫。对于体型较大的蜱种,如Amblyomma或Hyalomma sp.等,应减少寄生蜱的数量,以避免因失血对宿主造.......

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披露

作者无任何利益冲突需要披露。

致谢

我们感谢法国国家农业食品与环境研究院(INRAE)的 Alain Bernier 和法国食品、环境与职业健康安全局(ANSES)的 Océane Le Bidel 提供的技术支持。本研究由法兰西岛大区“同一健康”研究计划(DIM One Health - Région Île-de-France)资助(项目简称:NeuroPaTick)。实验小鼠由法国食品、环境与职业健康安全局(ANSES)采购。感谢 Jeffrey L. Blair 博士对论文早期版本的审阅。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
2 mm厚EVA泡沫(低密度)角色扮演服装店EVA-45kg(950/450/2 mm)也可通过亚马逊购买(货号:B07BLMJDXD)
热缩管电线包裹套管 31毫米/1.22英寸亚马逊B0848S3S6T不同直径的热缩管可通过亚马逊购买。
小鼠 BALB/cByJ查尔斯河实验室菌株编号 627
小鼠 C57BL/6Charles River菌株编号 664
无毒乳胶胶水撕裂修复器织物 &和皮革粘合剂也可通过亚马逊购买(货号:B001RQCTUU)
打孔工具 手工工具 艺术工具亚马逊B07QPWNGBF由亚马逊销售的皮革加工工具 1-25 毫米圆形钢制皮革裁切器,适用于皮带 Strap
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透明密封贴纸(直径 20 mm 的圆形)亚马逊B01DAA6X66

参考文献

  1. Sonenshine, D. E., Roe, M. Biology of Ticks. , Oxford University Press. (2014).
  2. Kröber, T., Guerin, P. M. In vitro feeding assays for hard ticks. Trends in Parasitology. 23 (9), 445-449 (2007).
  3. Bonnet, S., et al.

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标签

硬蜱侵扰蜱虫吸血模型胶囊固定EVA泡沫胶囊蜱虫监测蜱虫采集小鼠重复使用蜱虫生物学病原体传播