באמצעות חיסון בחרוזים, הטכניקה המתוארת מאפשרת גירוי של תגובת המלניזציה של היתושים במערכת המחזור של המולימפה. ניתן למדוד את כמות המלנין המכסה את החרוזים לאחר דיסקציה כמדד לתגובה החיסונית.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
באמצעות חיסון בחרוזים, הטכניקה המתוארת מאפשרת גירוי של תגובת המלניזציה של היתושים במערכת המחזור של המולימפה. ניתן למדוד את כמות המלנין המכסה את החרוזים לאחר דיסקציה כמדד לתגובה החיסונית.
הגירוי של המערכת החיסונית הוא כלי נפוץ מחקרים חסרי חוליות לבחון את היעילות ואת מנגנוני חסינות. גירוי זה מבוסס על הזרקת חלקיקים שאינם פתוגניים לתוך חרקים, שכן חלקיקי יזוהו על ידי המערכת החיסונית יניעו את הייצור של effectors החיסונית. אנו מתמקדים כאן על גירוי של התגובה melanization של היתוש אנופלס gambiae. התוצאות בתגובה melanization ב אנקפסולציה של חלקיקים זרים וטפילים בשכבה כהה של מלנין. כדי לעורר את התגובה הזאת, יתושים הם מחוסנים עם חרוזים את חלל בית החזה באמצעות צינורות זכוכית microcapillary. ואז, לאחר 24 שעות, היתושים הם גזורים כדי לאחזר את החרוזים. מידת melanization של החרוז נמדדת באמצעות תוכנת ניתוח תמונה. חרוזים לא צריכים את ההשפעות פתוגניים של טפילים, או יכולתי להתחמק או לדכא את התגובה החיסונית. זריקות אלו הן דרך צפחותמחדש יעילות חיסון ואת ההשפעה של גירויים חיסוניים על תכונות היסטורית חיים אחרות, כגון פוריות או אריכות ימים. זה לא בדיוק אותו דבר כמו ללמוד ישירות אינטראקציות המארח טפיל, אבל זה כלי מעניין ללמוד חסינות אקולוגיה אבולוציונית שלה.
חרקים להסתמך על המערכת החיסונית כדי להגן על עצמם מפני טפילים ופתוגנים 1 - 3 המפרות דרך לציפורן שלהם או midgut שלהם האפיתל 4. בשנת יתושים, התגובות הללו הם יעילים כנגד חיידקים 5, וירוסים 6, נמטודות filarial 7, ו טפילי מלריה 1,8,9. בשנת יתושים, תגובה חיסונית מפתח היא אנקפסולציה של חלקיקים זרים עם מלנין 10 - 12. אנקפסולציה זה עשוי לקרות midgut או ב hemolymph במחזור מערכת 10 - 12. בתגובה melanization זוהי תוצאה של-phenoloxidase פרו מפל 10 - 12, וזה יכול לגרום למוות של טפילים או phagocytosis שלהם. בשנת יתושים בוגרים, שבו מספר תאי hemocytes מוגבל, melanization היא תגובת לחות, כמו נגד טפילי Plasmodium או נמטודות filarial 7.בחלק וחרקים אחרים, זה ישירות התאים hemocytes כי להתאסף סביב הטפיל כדי melanize אותם 7. חוץ מזה, מלנין חיוני גם כמה תהליך פיסיולוגי אחר כמו ייצור ביצים ופצעים לציפורן ריפוי 7.
הגירוי של מערכת חיסונית משמש ככלי ללמוד חסינויות חרקים בכמה מערכות מודל בריאות חקלאית וציבורי 13 - 18. הוא משמש אנופלס יתושי gambiae, הווקטור הגדול של במלריה באפריקה, כדי לחקור אינטראקציות מארח טפיל 14 - 16,19. טכניקות אלו מבוססות על הקיבולת של חרקים כדי לזהות טפילים עם קולטנים זיהוי דפוסים שלהם (PRR) 2. יתושים יכולים גם לזהות מולקולות אחרות מפריעות הביולוגיה שלהם כגון דפוסים מולקולריים הקשורים הפתוגן (PAMPs), או לזהות תאים הפגומים שלהם עקב השחרור של קולגן וחומצות גרעין. תא היתושים החיסוניים כגון hemocytes משמש לגילוי 20 - 23. מסלולי האיתות החיסוניים העיקריים הם IMD, אגרה, JAK / STAT 24, והפרעת חומצה ריבונוקלאית (RNAi) 25,26. שניהם אגרה ושבילי IMD להשפיע על תגובת melanization ולתקשר עם-phenoloxidase פרו מפל 10 - 12.
הכלי הסטנדרטי המשמש לעורר את תגובת melanization הוא החיסון של יתוש עם חרוז קטן לתוך hemolymph של חלל בית החזה. מידת אנקפסולציה מלנין לאחר מכן ניתן למדוד 19 לאחר אחזור חרוז באמצעות דיסקציה של היתוש. במרבית המחקרים, רק חרוז אחד שהוזרק לכל יתוש 15,16,27, אך הזרקת חרוזים יותר אפשרי על מנת ללמוד את גבולות התגובה melanization 19. חרוזים אלה מוזרקים באמצעות פתרון הזרקה (בסרום פיסיולוגי) להגביל הפרעה של פיזיולוגית היתושיםההתייבשות של היתוש 15,16,27. לצבוע מתווסף פתרון זה כדי להקל מבחר חרוז. זה אותו הדבר עבור הפתרון לנתיחה בשימוש כדי לאחזר את 15,16,27 חרוז.
היתרון של יחסינו חרקים עם גירויים שאינם פתוגניים הוא היכולת להתמקד ההשפעה הישירה על התגובה החיסונית. אין תופעות סיבוך עקב פתוגניות טפילה 28, דיכוי חיסוני 29 - 31, או התחמקות חיסון 31 - 34. חוץ מזה, את ההשלכות של הגירויים על תכונות היסטורית חיים אחרות, כגון תוחלת חיים או פוריות, יכולות להיות גם למדו. לפיכך, חוקרים לומדים אקולוגיה אבולוציונית עשויים לדרוש כלים כגון 2,35,36. לדוגמא, דבורי מאותגרים חיסוניים יש תוחלת חיים מקוצרת תחת רעב. דומות השפעות שליליות של גירויים ופריסות חיסוניים נצפו דגמים חסרי חוליות שונים, ופעמים רבות תוצאה הוא קצראה תוחלת חיים או פחות רביית הצלחה 13,27,37. ניתן לבצע מחקרים כאלה בסביבות משתנות 2,4,38. גירוי החסינות היא גם לעניין את אלו מתמקדים ישירות על immunopathology 39,40.
פרוטוקול זה מבוסס על החיסון של חרוזים עם יתושים כדי לעורר את תגובת melanization וישירות למדוד את כמות המלנין. זה מאפשר מחקר כמותי ואיכותי של התגובה melanization במסגרות ניסיוניות שונות. כלי כזה יכול להתארך עד הגירוי של תגובות חיסוניות אחרות, כגון תגובה אנטיבקטריאלי לחום-הרג חיידקים 41. זה גם יכול להתנהל במסגרות אקולוגית רבה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. תמיסת מלח עבור הזרקת Dissection
2. הכנת נימים
3. גידול נגד יתושים
4. בחירות ביד עם הנימים
טיפול נגד יתושים 5. הרכבת חיסון
6. נגד יתושיםDissection וצילום חרוז
7. ניתוח תמונה: חרוז melanization
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
יתושים לא כל melanize חרוזים באותה דרך, כמו כמה חרוזים היו פחות מכוסה המלנין יותר מאחרים (איור 1). ואכן, כמה חרוזים נשאר כחולים בגלל חוסר melanization, בעוד שאחרים היו חושך מוחלט (איור 1). השווי melanization היה טופל על ידי אינטרפולציה ליניארית לערך בין 0 (אשר תואם חרוז כחול unmelanized) ו -100 (המקביל ל חרוז כהה בכבדות melanized) (איור 2 א ו -2 ב). ערכים אלה מציינים את מידת ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
טכניקת ההזרקה זו שימושית כדי לעורר וללמוד את התגובה melanization יתושים. לדוגמא, כאן אנו בחנו את ההשפעה של עומס הגירויים החיסוני.
השלב הקריטי בהליך זה הוא לחסן היתוש כראוי. כל נזק מוגזם לשרירים הטיסה או היתוש עצמו עשוי למנוע את היתושים מן האכלה או עלול להרוג אותו לפני הניתוח. צעד מרכזי שני הוא כדי להרחיק את היתושים על קרח מספיק זמן כדי לדפוק אותם בלי להרוג אותם. מכל קטן יקל ולהאיץ את התהליך, שכן הוא מאפשר מגע הדו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.
מחקר זה התאפשר הודות למימון מאוניברסיטת נוישאטל. ברצוננו להודות לכל התלמידים שעזרו בשיפור הטכניקה הזו, כלומר לעמיתנו קווין טיבנט. אנו גם רוצים להודות לחברי מעבדת תומס על שהפכו את המעבדה שלהם לזמינה. ברצוננו להודות לג'נט טיפל על עזרתה בגידול יתושים. ברצוננו גם להודות ל-Loyal Hall במעבדתו של פרופסור טום בייקר על עזרתו בהכנת צינורות הזכוכית המיקרו-נימיים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| צינורות זכוכית מיקרו-נימיים GB120TF-10 | science-products.com | GB120TF-10 | |
| http://www.science-products.com/Products/CatalogG/Glass/Glass.html Microcaps נורת פיפטה נימית | Drumond | 1-000-9000 | |
| טעון שלילי Sephadex CM C-25 חרוזים | Sigma-Aldrich, Steinheim, גרמניה | C25120 SIGMA | צריך מעט כדי להתחיל |
| מתיל ירוק | סיגמא-אולדריץ' | 323829-ALDRICH | זקוקים למעטים כדי להפעיל |
| את תוכנה ImageJ | בקוד | גרסה 1.47f7 ואילך |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.