Metody immunohistochemiczne są przydatne w badaniach nad pszczołami miodnymi do wykrywania i oceny poziomu apoptozy i nekrozy w jelicie środkowym i gruczołach podgardłowych dorosłych pszczół.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Metody immunohistochemiczne są przydatne w badaniach nad pszczołami miodnymi do wykrywania i oceny poziomu apoptozy i nekrozy w jelicie środkowym i gruczołach podgardłowych dorosłych pszczół.
Pszczoły miodne (Apis mellifera L.) wewnątrz ula (pielęgniarki i inne pszczoły ulowe) i na zewnątrz ula (zbieracze) są narażone na zmiany klimatu i pogody, różne pestycydy, patogeny i niedożywienie, głównie przedostające się przez usta i wpływające głównie na przewód pokarmowy dorosłych pszczół. Aby zrozumieć i zapobiec wpływowi takich zewnętrznych i wewnętrznych stresorów na pszczoły miodne, jedną z przydatnych metod badawczych jest metoda immunohistochemiczna. Opisano podstawowy protokół przygotowania jelita środkowego (ventriculus) i gruczołów podgardłowych (HPG) dorosłych pszczół do analizy histologicznej. Opisano szczegółową metodologię oceny stopnia uszkodzenia komórek i odróżnienia martwicy od programowanej śmierci komórki (apoptozy) jako naturalnego procesu regeneracji tkanek. Przedstawiono wyniki leczenia dorosłych pszczół miodnych kwasem szczawiowym i pestycydami (insektycydem i akarycydem) oraz oznaczaniem śmierci komórek w komorze i HPG. Omówiono również zalety i wady metodologii.
Pszczoły miodne (Apis mellifera L.) są, wśród innych dzikich zapylaczy, najważniejszymi zapylaczami roślin rolniczych. Przez tysiące lat zmieniające się środowisko wpłynęło na pszczoły, aby przystosowały swoją morfologię, fizjologię, zachowanie i tolerancję na kilka patogenów i pasożytów. W związku z tym pszczoły miodne rozwinęły bardzo różnorodną gamę gatunków i podgatunków na całym świecie1. Wyniki te są zgodne z wcześniejszymi ustaleniami, że istnieje zmienność genetyczna w strukturze przewodu pokarmowego pszczoły miodnej, ale sugerują również, że zmiany w jelicie środkowym są spowodowane czynnikami środowiskowymi2,3.
Przewód pokarmowy pszczoły miodnej składa się z trzech głównych części: jelita przedniego, środkowego (ventriculus) i hindgut4. Komora jest niezbędnym narządem do trawienia pyłku i nektaru/miodu; W jelicie tylnym kontrola osmotyczna odbywa się poprzez absorpcję wody i jonów2. Gruczoły podgardłowe (HPG) robotnic pszczół miodnych znajdują się w głowie i syntetyzują oraz wydzielają składniki mleczka pszczelego, aby karmić czerw, królową i członków rodziny. Ich wielkość zmienia się wraz z wiekiem i zadaniami i zależy od prawidłowego odżywiania (jakości pyłku). Pielęgniarki w wieku od 6 do 18 dni zajmują się hodowlą czerwiu, a rozmiar HPG wzrasta5,6. U pszczół zbieraczek HPG degenerują się i wydzielają tylko te enzymy, które są ważne do przekształcenia cukrów złożonych w proste (α-glukozydazy, leucyna-arylamidaza, inwertaza) w miodzie7.
Pszczoły miodne są narażone na kilka biotycznych i abiotycznych czynników stresogennych8, a na przewód pokarmowy może wpływać kilka negatywnych stymulantów. Pierwszą barierą chroniącą organizm przed patogenami jest błona perytroficzna w jelicie środkowym, która składa się z błony śluzowej jelit w celu ochrony przed patogenami4. Rozwój i funkcja HPG zależą od diety, wieku i stanu kolonii9 i mają na nie wpływ insektycydy, akarycydy10 i patogeny11,12,13. Pozostałości akarycydów w ulu spowodowane zwalczaniem warrozy i pestycydami ze środowiska wpływają na pszczoły zbieraczki i pszczoły pielęgniarki14,15. Największym zagrożeniem dla kolonii pszczół miodnych jest roztocza Varroa destructor, zarówno jako wektor wirusów przyczyniających się do utraty kolonii16, jak i jako konsument tłuszczu gospodarza (ważnego ważnego narządu u pszczół miodnych), który w konsekwencji wpływa na funkcjonowanie organizmu i kolonii osobnika17.
Jednak intensywne siedliska na polach uprawnych mogą zapewnić krótkoterminowe źródło pożywienia dla pszczół miodnych. W związku z tym programy rolno-środowiskowe powinny zwiększyć dostępność kwiatów miododajnych w krajobrazach rolniczych18. Aby ocenić morfologię różnych podgatunków6,19,20,21 lub subletalne skutki tych czynników na poziomie komórek lub tkanek, zwłaszcza jelita środkowego i HPG, metody histologiczne i immunohistochemiczne są praktyczne i wystarczająco dokładne, aby można je było stosować w badaniach histologicznych u pszczół miodnych.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
1. Podstawy histologii w badaniach nad pszczołą miodną

Rysunek 1: Widok grzbietowy ciała pszczoły miodnej. Tergity A1-A7. Szczegółowe instrukcje dotyczące sekcji pszczoły miodnej można znaleźć w pracy Carreck et al.24. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Rycina 2: Widok grzbietowy HPG, części złożonych oczu przytwierdzone do mózgu (niewidoczne). Młoda pszczoła robotnica w wieku od 5 do 6 dni posiada pełne i kremowo-białe HPG. Acini znajdują się na mózgu i wypełniają obszar głowy, a ich odgałęzienia sięgają tylnej części mózgu. U pszczół zbieraczek gruczoły te są znacznie pomniejszone i pozostawiają jedynie cienkie, nitkowate szczątki. Z tego powodu lepiej jest usuwać gruczoły wraz z mózgiem, aby w dalszych procedurach uniknąć utraty tkanki. Pasek skali = 500 µm. Proszę kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.
2. Wykrywanie śmierci komórek w przekrojach tkanek
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wykrywanie śmierci komórek w jelicie środkowym
Nowo wyklute pszcz zostały (Apis mellifera carnica) z pasieki eksperymentalnej Instytutu Rolnictwa Słowenii w Lublanie poddano indywidualnie działaniu 3% kwasu szczawiowego (OA)23. OA jest często stosowany w pszczelarstwie do zwalczania Varroa destructor. Po zabiegu pszczół robotnic (trzech z każdej grupy) unieruchomiono na lodzie. Wypreparowano jelito środkowe i utrwalono je w 10% formalinie. Następnie tkankę od...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W organizmach żywych śmierć komórki jest definiowana jako apoptoza lub nekroza25 i może jej towarzyszyć autofagia26. Różnica między komórkami apoptozycznymi i martwiczymi polega na tym, że apoptoza jest formą zaprogramowanej śmierci komórki i pojawia się w normalnych komórkach, podczas gdy nekroza występuje z powodu warunków śmiertelnych (np. wypadku, choroby)27,28. Apoptozę można wykryć za pomocą zestawów testowych...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autor nie pozostaje w konflikcie interesów.
Z wdzięcznością dziękuję za wsparcie Słoweńskiej Agencji Badawczej, grant nr P4-133.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Zestaw peroksydazy 2-propanol | |||
| ApopTag (ApopTag Peroksydaza in situ Wykrywanie apoptozy) | Test Sigma-Aldrich | S7100 | B, https://www.sigmaaldrich.com/SI/en/product/mm/s7100?gclid=CjwKCA jw7vuUBhBUEiwAEdu2pPanI9SE j81ZTl-nLHEoxXAv7ViKwPA_QRx H7fciMRNcYwR7lbPQbhoCqcQQA vD_BwE; Kontrole pozytywne zawarte w S7101 |
| Obejmuje | |||
| system kolorymetryczny TUNEL DeadEnd | Promega | G7360 | Test A, https://worldwide.promega.com/products/cell-health-assays/apoptosis-assays/deadend-colorimetric-tunel-system/?catNum=G7360 |
| Mikroskop preparacyjny (do sekcji pszczół) | Zeiss | ||
| destylowana | |||
| Kaseta | |||
| EnVision System zestaw fosfatazy alkalicznej | Dako | ||
| Eosin Y Solution | Sigma-Aldrich | alkoholowy | |
| Etanol | 95% (lub mniej czysty), 90%, 80% | ||
| Faramount podłoże montażowe | , wodneŚredni | montażowy | |
| Stół spłaszczający | Leica | HI1220 | |
| Kleszcze (do sekcji pszczół) | Narzędzia do nauki precyzyjnej | 11294-00 | Standard #4 |
| Formalina 10% | Formaldehyd | ||
| Hematoxylin | Sigma-Aldrich | ||
| HistoChoice Środek | czyszczący | Sigma-Aldrich | |
| Peroksydaza wodorowa 3% | |||
| Inkubator | BioRad | ||
| Szpilki do owadów (do sekcji pszczół) | Entosphinx | 44594 | Szpilki do owadów ze stali nierdzewnej – białe, rozmiar 2 |
| ISCDDK, AP (zestaw do wykrywania śmierci komórek in situ, fosfataza alkaliczna) | Roche | 11684809910 | Test C, https://www.sigmaaldrich.com/deepweb/assets/sigmaaldrich/product/documents/362/737/11684809910b ul.pdf |
| KH2PO4 | |||
| Zegar laboratoryjny | |||
| Mikroskop świetlny | Szkiełka | ||
| Pudełko ze szkiełkami musi być zabezpieczone w plastikowej folii, aby zapobiec kurzowi | |||
| NaCl | |||
| Paraformaldehyd 4% | |||
| Paraplast | Pipety | ||
| Pasteur | 1,5 mL; 3 ml | ||
| (do sekcji pszczół) | Wypełniony kondensacją krzemu (Xantoprene L niebieski i Płyn uniwersalny plus aktywator) | ||
| Proteinaza K | Merck | 21627 | |
| Roztwór Ringera (do sekcji pszczół) | 7,5 g NaCL, 2,38 g Na2HPO4, 2,72 g KH2PO4, 1 l wody destylowanej | ||
| Nożyczki (do sekcji pszczół) | Narzędzia do nauki precyzyjnej | 1406-09, 14061-09 | Proste i zakrzywione, 9 cm |
| Płyn uniwersalny plus aktywator (do sekcji pszczół) | Kulzer | ||
| Zegarmistrz s kleszcze (do preparacji pszczół) | Narzędzia do nauki o naprawach | 91100-12 | |
| Kąpiel wodna | Pędzel | ||
| 2x | |||
| (do sekcji pszczół) | Kulzer |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.