Immunohistochemische methoden zijn nuttig in honingbijenonderzoek om het niveau van apoptose en necrose in de midgut- en hypofaryngeale klieren van volwassen bijen te detecteren en te beoordelen.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Immunohistochemische methoden zijn nuttig in honingbijenonderzoek om het niveau van apoptose en necrose in de midgut- en hypofaryngeale klieren van volwassen bijen te detecteren en te beoordelen.
Honingbijen (Apis mellifera L.) in de korf (verpleegsters en andere bijenkorfbijen) en buiten de korf (foerageerders) worden blootgesteld aan klimaat- en weersveranderingen, verschillende pesticiden, pathogenen en ondervoeding, voornamelijk via de mond en voornamelijk van invloed op het spijsverteringskanaal van volwassen bijen. Om de effecten van dergelijke externe en interne stressoren op honingbijen te begrijpen en te voorkomen, is een nuttige onderzoeksmethode de immunohistochemische methode. Een basisprotocol wordt beschreven om de midgut (ventriculus) en hypofaryngeale klieren (HPG's) van volwassen bijen voor te bereiden op histologische analyse. Een gedetailleerde methodologie wordt beschreven om het niveau van celbeschadiging te beoordelen en necrose te onderscheiden van geprogrammeerde celdood (apoptose) als een natuurlijk proces van weefselregeneratie. De resultaten van volwassen honingbijenbehandeling met oxaalzuur en pesticiden (insecticide en acaricide) en de bepaling van celdood in de ventriculus en HPG's worden gepresenteerd. Ook de voor- en nadelen van de methodiek komen aan bod.
Honingbijen (Apis mellifera L.) zijn, naast andere wilde bestuivers, de belangrijkste bestuivers van landbouwgewassen. Gedurende duizenden jaren heeft de veranderende omgeving bijen beïnvloed om hun morfologie, fysiologie, gedrag en tolerantie aan te passen aan verschillende pathogenen en parasieten. Daarom hebben honingbijen een zeer divers scala aan soorten en ondersoorten over de hele wereld ontwikkeld1. Deze resultaten komen overeen met eerdere bevindingen, dat er genetische variatie is in de structuur van het spijsverteringskanaal van de honingbij, maar suggereren ook dat veranderingen van het midgut te wijten zijn aan omgevingsfactoren 2,3.
Het spijsverteringskanaal van de honingbij bestaat uit drie hoofdonderdelen: foregut, midgut (ventriculus) en hindgut4. De ventriculus is een essentieel orgaan voor de vertering van stuifmeel en nectar/honing; in het achterbeen vindt osmotische controle plaats door absorptie van water en ionen2. De hypofaryngeale klieren (HPG's) van honingbijwerkers bevinden zich in het hoofd en synthetiseren en scheiden koninginnengeleicomponenten af om het broed, de koningin en leden van de kolonie te voeden. Hun grootte verandert met leeftijd en taken en is afhankelijk van de juiste voeding (kwaliteit stuifmeel). Verpleegsters van 6 tot 18 dagen voeren broedopfok uit en de grootte van HPG's neemttoe met 5,6. Bij foerageerbijen degenereren de HPG's en scheiden ze alleen enzymen af die belangrijk zijn om de complexe suikers om te zetten in eenvoudige (α-glucosidases, leucine arylamidase, invertase) in honing7.
Honingbijen worden blootgesteld aan verschillende biotische en abiotische stressoren8, en het spijsverteringskanaal kan worden beïnvloed door verschillende negatieve stimulerende middelen. De eerste barrière die het organisme beschermt tegen pathogenen is het peritrofe membraan in het midgut, dat bestaat uit darmslijmvlies om te beschermen tegen pathogenen4. De ontwikkeling en functie van HPG's zijn afhankelijk van dieet, leeftijd en kolonieconditie9 en worden beïnvloed door insecticiden, acariciden10 en pathogenen 11,12,13. Acaricideresiduen in de korf als gevolg van varroabestrijding en pesticiden uit het milieu beïnvloeden foerageerbijen en verpleegbijen14,15. De grootste bedreiging voor honingbijenkolonies is de mijt Varroa-destructor, zowel als vector van virussen die bijdragen aan kolonieverliezen16 als als consument van het vetlichaam van de gastheer (een belangrijk vitaal orgaan in honingbijen), wat bijgevolg het lichaam en de koloniefuncties van het individu beïnvloedt17.
Intensieve landbouwgrondhabitats kunnen echter op korte termijn zorgen voor een voedselvoorziening voor honingbijen. Daarom moeten agromilieuregelingen de beschikbaarheid van honingbloemen in landbouwlandschappen vergroten18. Om de morfologie van verschillende ondersoorten 6,19,20,21 of subletale effecten van deze factoren op cel- of weefselniveau, met name midgut en HPG's, te beoordelen, zijn histologische en immunohistochemische methoden praktisch en voldoende nauwkeurig om te worden gebruikt in histologisch onderzoek bij honingbijen.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
1. Basis histologie voor honingbijenonderzoek

Figuur 1: Dorsale weergave van het lichaam van honingbijen. A1-A7 tergites. De gedetailleerde instructies over honingbijdissectie zijn te vinden in Carreck et al.24. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 2: Dorsale weergave van HPG's, delen van samengestelde ogen die aan de hersenen zijn bevestigd (niet zichtbaar). Een jonge werkbij van 5 tot 6 dagen heeft mollige en roomwitte HPG's. De acini bevinden zich op de hersenen en vullen het hoofdgebied met takken die de achterkant van de hersenen bereiken. Bij foeragerende bijen zijn deze klieren sterk gekrompen en laten ze alleen dunne draadachtige overblijfselen achter. Om deze reden is het beter om klieren samen met de hersenen te verwijderen om het gemakkelijker te maken bij verdere procedures om te voorkomen dat het weefsel verloren gaat. Schaalbalk = 500 μm. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
2. Celdooddetectie in weefselsecties
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Celdooddetectie in het midgut
Nieuw ontstane werkbijen (Apis mellifera carnica) uit de experimentele bijenstal van het Landbouwinstituut van Slovenië in Ljubljana werden individueel behandeld met 3% oxaalzuur (OA)23. OA wordt vaak gebruikt in de bijenteelt voor Varroa destructor controle. Na de behandeling werden de werkbijen (drie uit elke groep) geïmmobiliseerd op ijs. Het midgut werd ontleed en gefixeerd in 10% formaline. Het weefsel werd vervolgens uitgedr...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
In levende organismen wordt celdood gedefinieerd als apoptose of necrose25 en kan gepaard gaan met autofagie26. Het verschil tussen apoptotische en necrotische cellen is dat apoptose een vorm van geprogrammeerde celdood is en voorkomt in normale cellen, terwijl necrose optreedt als gevolg van dodelijke aandoeningen (bijv. Ongeval, ziekte)27,28. Apoptose kan worden gedetecteerd met behulp van testkits op basis van de...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteur heeft geen belangenconflicten.
Ik dank de steun van het Sloveense onderzoeksbureau, subsidie nr. P4-133.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 2-Propanol | |||
| ApopTag Peroxidase kit (ApopTag Peroxidase In Situ Apoptosis Detection) | Sigma-Aldrich | S7100 | Assay B, https://www.sigmaaldrich.com/SI/nl/product/mm/s7100?gclid=CjwKCA jw7vuUBhBUEiwAEdu2pPanI9SE j81ZTl-nLHEoxXAv7ViKwPA_QRx H7fciMRNcYwR7lbPQbhoCqcQQA vD_BwE; Positive controls included in S7101 |
| Covers | |||
| DeadEnd Colorimetric TUNEL system | Promega | G7360 | Assay A, https://worldwide.promega.com/products/cell-health-assays/apoptosis-assays/deadend-colorimetric-tunel-system/?catNum=G7360 |
| Dissecting microscope (voor bijen dissectie) | Zeiss | ||
| Gedestilleerd water | |||
| Inbeddingscassette | |||
| EnVision System alkalische fosfatase kit | Dako | ||
| Eosine Y-oplossing | Sigma-Aldrich | alcoholisch | |
| Ethanol | 95% (of minder zuiver), 90%, 80% | ||
| Faramount montagemedium, waterig | Dako | montagemedium | |
| Vlakmakend tafel | Leica | HI1220 | |
| Pincet (voor bijen dissectie) | Fine science tools | 11294-00 | Standaard #4 |
| Formaline 10% | Formaldehyde | ||
| Hematoxylinen | Sigma-Aldrich | ||
| HistoChoice Clearing Agent | Sigma-Aldrich | clearing agent | |
| Waterstofperoxide 3% | |||
| Incubator | BioRad | ||
| Insectenpinnen (voor bijen dissectie) | Entosphinx | 44594 | Insectenpinnen roestvrij staal – wit, maat 2 |
| ISCDDK, AP (In Situ Cell Death Detection Kit, Alkaline Phosphatase) | Roche | 11684809910 | Assay C, https://www.sigmaaldrich.com/deepweb/assets/sigmaaldrich/product/documents/362/737/11684809910b ul.pdf |
| KH2PO4 | |||
| Lab klok | |||
| Lichtmicroscoop | Leica | ||
| Microscoopglazen | Doos met de glazen moet worden bewaard in een plastic verpakking om stof te voorkomen | ||
| Microtoom | Leica | ||
| Modulaire weefselinbedding station | Leica | ||
| Na2HPO4 | |||
| NaCl | |||
| Paraformaldehyde 4% | |||
| Paraplast | Leica | ||
| Pasteur pipetten | 1.5 mL; 3 mL | ||
| PBS | |||
| Petrischaal (voor bijen dissectie) | Gevuld met condensatie silicon (Xantoprene L blauw en Universal vloeistof plus activator) | ||
| Proteinase K | Merck | 21627 | |
| Ringers' oplossing (voor bijen dissectie) | 7.5 g NaCl, 2.38 g Na2HPO4, 2.72 g KH2PO4, 1 L gedestilleerd water | ||
| Schaar (voor bijen dissectie) | Fine science tools | 1406-09, 14061-09 | Recht en gebogen, 9 cm |
| Universele vloeistof plus activator (voor bijen dissectie) | Kulzer | ||
| Klokkenmaker pincet (voor bijen dissectie) | Fine science tools | 91100-12 | |
| Waterbad | Leica | ||
| Waterverf borstel | 2x | ||
| Xantoprene L blauw (voor bijen dissectie) | Kulzer |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.