免疫组织化学方法可用于蜜蜂研究,以检测和评估成年蜜蜂中肠和咽下腺中细胞凋亡和坏死的程度。
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免疫组织化学方法可用于蜜蜂研究,以检测和评估成年蜜蜂中肠和咽下腺中细胞凋亡和坏死的程度。
蜜蜂(Apis mellifera L.)在蜂巢内(哺育蜂及其他巢内蜂)和蜂巢外(采集蜂)会暴露于气候变化和天气波动、多种杀虫剂、病原体以及营养不良等环境,这些因素主要通过口器进入,并主要影响成年蜜蜂的消化道。为了理解并预防这些内外部应激因素对蜜蜂的影响,一种有效的研究方法是免疫组织化学方法。本文描述了一种基本实验方案,用于制备成年蜜蜂的中肠(胃盲囊)和咽下腺(HPGs),以进行组织学分析。同时详细阐述了一种方法,用于评估细胞损伤程度,并区分作为组织自然再生过程的坏死与程序性细胞死亡(凋亡)。文中展示了成年蜜蜂经草酸及杀虫剂(杀虫剂和杀螨剂)处理后的实验结果,以及对胃盲囊和咽下腺中细胞死亡的判定。此外,还讨论了该方法的优缺点。
蜜蜂(Apis mellifera L.)是众多野生传粉昆虫中对农作物授粉最为重要的传粉者。数千年来,不断变化的环境促使蜜蜂在形态、生理、行为以及对多种病原体和寄生虫的耐受性方面发生适应性演化。因此,全球范围内已形成高度多样化的蜜蜂物种和亚种1。这些结果与先前的研究发现一致,表明蜜蜂消化道结构存在遗传变异,但也提示中肠的改变可能由环境因素所致2,3。
蜜蜂的消化道分为三个主要部分:前肠、中肠(胃)和后肠4。胃是消化花粉以及花蜜/蜂蜜的重要器官;后肠则通过吸收水分和离子实现渗透调节2。蜜蜂工蜂的咽下腺位于头部,可合成并分泌蜂王浆成分,用于饲喂幼虫、蜂后及蜂群其他成员。咽下腺的大小随年龄和任务变化,并依赖于良好的营养(优质花粉)。6至18日龄的哺育蜂负责育幼工作,其咽下腺体积增大5,6。在采集蜂中,咽下腺退化,仅分泌对蜂蜜中复杂糖类转化为简单糖类至关重要的酶类(如α-葡萄糖苷酶、亮氨酸芳基氨基肽酶、转化酶)7。
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1. 蜜蜂研究的基础组织学
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中肠细胞死亡检测
从斯洛文尼亚卢布尔雅那农业研究所实验蜂场新羽化的工蜂(Apis mellifera carnica)个体接受3% 草酸(OA)处理23。草酸在养蜂业中常用于防治Varroa destructor。处理后,将工蜂(每组三只)置于冰上固定,解剖中肠并用10%福尔马林固定。组织随后经系列酒精溶液脱水,最终包埋于石蜡中。使用切片机切成7 µm厚的切片后,制备组织样本用于分析。在光学显微镜下,计算受影响细胞的百分比(每三个中肠样本中各计数70–100个细胞)。Assay B的结果表明,OA处理显著影响了中肠细胞(图3)。Assay A显示处理组与对照组蜜蜂之间无差异;细胞死亡率低于10%。仅饲喂糖浆的对照组蜜蜂,其中肠形态未受影响且保存良好。
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在生物体内,细胞死亡分为凋亡或坏死25 ,并可能伴随自噬现象26。凋亡细胞与坏死细胞的区别在于,凋亡是一种程序性细胞死亡形式,出现在正常细胞中;而坏死则是由致死性条件(如意外、疾病)引起的27,28。凋亡可通过基于TUNEL技术的检测试剂盒进行检测(通过标记凋亡过程中产生的双链DNA断裂处的3′-羟基末端来检测DNA片段化)。不同试剂盒在检测细胞清除方面具有不同的灵敏度水平。
其中一种检测方法(检测C)具有高灵敏度,可同时检测凋亡和坏死29;另一种检测方法(检测B)在检测凋亡性细胞死亡方面表现出更高的灵敏度30。检测C的原理是检测凋亡早期阶段的DNA断裂。在固定并通透凋亡细胞后,将组织与TUNEL反应混合液共同孵育。在此过程中,末端脱氧核苷酸转移酶(TdT)的作用是催.......
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我衷心感谢斯洛文尼亚研究署提供的支持,资助编号 P4-133。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 2-丙醇 | |||
| ApopTag 过氧化物酶试剂盒(ApopTag 过氧化物酶原位凋亡检测试剂盒) | Sigma-Aldrich | S7100 | 检测方法 B,https://www.sigmaaldrich.com/SI/en/product/mm/s7100?gclid=CjwKCA jw7vuUBhBUEiwAEdu2pPanI9SE j81ZTl-nLHEoxXAv7ViKwPA_QRx H7fciMRNcYwR7lbPQbhoCqcQQA vD_BwE;S7101 包含阳性对照 |
| 盖玻片 | |||
| DeadEnd 比色法 TUNEL 系统 | Promega | G7360 | 检测方法 A,https://worldwide.promega.com/products/cell-health-assays/apoptosis-assays/deadend-colorimetric-tunel-system/?catNum=G7360 |
| 解剖显微镜 (用于蜜蜂解剖) | Zeiss | ||
| 蒸馏水 | |||
| 包埋盒 | |||
| EnVision 系统碱性磷酸酶试剂盒 | Dako | ||
| 伊红 Y 溶液 | Sigma-Aldrich | 醇溶性 | |
| 乙醇 | 95%(或纯度较低)、90%、80% | ||
| Faramount 水性封片介质 | Dako | 封片介质 | |
| 展片台 | Leica | HI1220 | |
| 镊子 (用于蜜蜂解剖) | Fine science tools | 11294-00 | 标准 #4 |
| 10% 甲醛 | 甲醛 | ||
| 苏木精 | Sigma-Aldrich | ||
| HistoChoice 透明剂 | Sigma-Aldrich | 透明剂 | |
| 3% 过氧化氢 | |||
| 培养箱 | BioRad | ||
| 昆虫针 (用于蜜蜂解剖) | Entosphinx | 44594 | 不锈钢昆虫针 – 白色,2 号 |
| ISCDDK, AP(原位细胞死亡检测试剂盒,碱性磷酸酶) | Roche | 11684809910 | 检测方法 C,https://www.sigmaaldrich.com/deepweb/assets/sigmaaldrich/product/documents/362/737/11684809910b ul.pdf |
| KH2PO4 | |||
| 实验室时钟 | |||
| 光学显微镜 | Leica | ||
| 显微镜载玻片 | 载玻片盒必须用塑料膜包裹保存,以防灰尘污染 | ||
| 切片机 | Leica | ||
| 模块化组织包埋站 | Leica | ||
| Na2HPO4 | |||
| NaCl | |||
| 4% 多聚甲醛 | |||
| Paraplast 包埋剂 | Leica | ||
| 巴斯德移液管 | 1.5 mL;3 mL | ||
| PBS | |||
| 培养皿 (用于蜜蜂解剖) | 填充冷凝硅胶 (Xantoprene L 蓝色和 Universal liquid plus 激活剂) | ||
| 蛋白酶 K | Merck | 21627 | |
| Ringer 氏溶液 (用于蜜蜂解剖) | 7.5 g NaCl,2.38 g Na2HPO4,2.72 g KH2PO4,1 L 蒸馏水 | ||
| 剪刀 (用于蜜蜂解剖) | Fine science tools | 1406-09, 14061-09 | 直头和弯头,9 cm |
| Universal liquid plus 激活剂 (用于蜜蜂解剖) | Kulzer | ||
| 钟表镊’s 镊子(用于蜜蜂解剖) | Fine science tools | 91100-12 | |
| 水浴锅 | Leica | ||
| 水彩画笔 | 2 支 | ||
| Xantoprene L 蓝色 (用于蜜蜂解剖) | Kulzer |
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