Иммуногистохимические методы полезны в исследованиях медоносных пчел для выявления и оценки уровня апоптоза и некроза в средней кишке и гипофарингеальных железах взрослых пчел.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Иммуногистохимические методы полезны в исследованиях медоносных пчел для выявления и оценки уровня апоптоза и некроза в средней кишке и гипофарингеальных железах взрослых пчел.
Медоносные пчелы (Apis mellifera L.) внутри улья (медсестры и другие пчелы-ульи) и вне улья (фуражиры) подвергаются воздействию изменений климата и погоды, различных пестицидов, патогенов и недоедания, в основном попадая через рот и в первую очередь поражая пищеварительный тракт взрослых пчел. Чтобы понять и предотвратить воздействие таких внешних и внутренних стрессоров на медоносных пчел, одним из полезных методов исследования является иммуногистохимический метод. Описан базовый протокол подготовки средней кишки (желудочковой) и гипофарингеальной желез (ГПГ) взрослых пчел к гистологическому анализу. Описана подробная методика оценки уровня повреждения клеток и отличия некроза от запрограммированной гибели клеток (апоптоза) как естественного процесса регенерации тканей. Представлены результаты обработки взрослых медоносных пчел щавелевой кислотой и пестицидами (инсектицидами и акарицидами) и определения гибели клеток в желудочках и ГПГ. Также обсуждаются плюсы и минусы методики.
Медоносные пчелы (Apis mellifera L.) являются, среди других диких опылителей, наиболее важными опылителями сельскохозяйственных растений. На протяжении тысячелетий изменяющаяся окружающая среда влияла на пчел, чтобы адаптировать их морфологию, физиологию, поведение и толерантность к нескольким патогенам и паразитам. Поэтому медоносные пчелы развили очень разнообразный диапазон видов и подвидов по всему земному шару1. Эти результаты согласуются с предыдущими выводами о том, что существует генетическая вариация в структуре пищеварительного тракта медоносной пчелы, но также предполагают, что изменения средней кишки обусловлены факторами окружающей среды 2,3.
Пищеварительный тракт медоносной пчелы состоит из трех основных частей: передней кишки, средней кишки (ventriculus) и задней кишки4. Желудочек является важным органом для переваривания пыльцы и нектара/меда; в задней кишке осмотический контроль происходит путем поглощения воды и ионов2. Гипофарингеальные железы (HPG) работников медоносных пчел расположены в голове и синтезируют и выделяют компоненты маточного молочка для питания расплода, матки и членов колонии. Их размер меняется с возрастом и задачами и зависит от правильного питания (качественная пыльца). Работники медсестер в возрасте от 6 до 18 дней занимаются выращиванием расплода, а размер HPG увеличивается на 5,6. У пчел-фуражиров HPG дегенерируют и выделяют только ферменты, которые важны для превращения сложных сахаров в простые (α-глюкозидазы, лейцинариламидазы, инвертазы) вмеде 7.
Медоносные пчелы подвергаются воздействию нескольких биотических и абиотических стрессоров8, а на пищеварительный тракт могут влиять несколько негативных стимуляторов. Первым барьером, защищающим организм от болезнетворных микроорганизмов, является перитрофическая мембрана в средней кишке, которая состоит из слизистой оболочки кишечника для защиты от болезнетворных микроорганизмов4. Развитие и функция HPG зависят от диеты, возраста и состояния колонии9 и подвержены влиянию инсектицидов, акарицидов10 и патогенов 11,12,13. Остатки акарицидов в улье из-за контрольной обработки варроа и пестицидов из окружающей среды влияют на пчел-фуражиров ипчел-кормилиц 14,15. Наибольшую угрозу для колоний медоносных пчел представляет клещ Варроа-деструктор, как переносчик вирусов, способствующих потерям колоний16, так и как потребитель жирового тела хозяина (важный жизненно важный орган у медоносных пчел), который, следовательно, влияет на организм человека и функции колонии17.
Тем не менее, интенсивные места обитания сельскохозяйственных угодий могут обеспечить краткосрочное снабжение продовольствием для медоносных пчел. Поэтому агроэкологические схемы должны повысить доступность медоносных цветов в сельскохозяйственных ландшафтах18. Для оценки морфологии различных подвидов 6,19,20,21 или сублетальных эффектов этих факторов на клеточном или тканевом уровнях, особенно средней кишки и HPG, гистологические и иммуногистохимические методы являются практичными и достаточно точными для использования в гистологических исследованиях у медоносных пчел.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
1. Базовая гистология для исследования медоносных пчел

Рисунок 1: Дорсальный вид тела медоносной пчелы. Тергиты А1-А7. Подробные инструкции по рассечению медоносных пчел можно найти в Carreck et al.24. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 2: Дорсальный вид HPG, частей сложных глаз, прикрепленных к мозгу (не видимых). Молодая рабочая пчела в возрасте от 5 до 6 дней имеет пухлые и кремово-белые HPG. Ацины расположены на головном мозге и заполняют область головы ветвями, достигающими задней части мозга. У пчел-кормильцев эти железы сильно сморщиваются и оставляют только тонкие нитевидные остатки. По этой причине лучше удалять железы вместе с мозгом, чтобы облегчить дальнейшие процедуры, чтобы избежать потери ткани. Шкала = 500 мкм. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
2. Обнаружение гибели клеток в срезах тканей
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обнаружение гибели клеток в средней кишке
Недавно появившиеся рабочие пчелы (Apis mellifera carnica) с экспериментальной пасеки в Сельскохозяйственном институте Словении в Любляне были индивидуально обработаны 3% щавелевой кислотой (OA)23. OA часто используется в пчеловодстве для управления деструктором Varroa . После обработки рабочих пчел (по три из каждой группы) обездвиживали на льду. Среднюю кишку рассекли и зафиксировали в 10% формалине. Затем ткань обез...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
У живых организмов гибель клеток определяется как апоптоз или некроз25 и может сопровождаться аутофагией26. Разница между апоптотическими и некротическими клетками заключается в том, что апоптоз является формой запрограммированной гибели клеток и появляется в нормальных клетках, тогда как некроз возникает из-за летальных состояний (например, несчастный случай, болезнь)27,28. Апоптоз может быть обнаружен с помощью на...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
У автора нет конфликта интересов.
Я с благодарностью отмечаю поддержку Словенского исследовательского агентства, грант No P4-133.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 2-Набор пропанол | |||
| ApopTag пероксидазы (ApopTag Peroxidase in situ Apoptosis Detection) | Sigma-Aldrich | S7100 | Assay B, https://www.sigmaaldrich.com/SI/en/product/mm/s7100?gclid=CjwKCA jw7vuUBhBUEiwAEdu2pPanI9SE j81ZTl-nLHEoxXAv7ViKwPA_QRx H7fciMRNcYwR7lbPQbhoCqcQQA vD_BwE; Положительные элементы контроля входят в состав 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 |
| Диссекционный микроскоп (для вскрытия пчел) | Zeiss | ||
| Дистиллированная вода | |||
| Встраиваемая кассета | |||
| EnVision System набор щелочной фосфатазы | Dako | ||
| Eosin Y Solution | Sigma-Aldrich | спиртовой | |
| этанол | 95% (или менее чистый), 90%, 80% | ||
| Faramount монтажная среда, водная | Dako | монтажный средний | |
| Плющильный стол | Leica | HI1220 | |
| Щипцы (для вскрытия пчел) | Инструменты для тонкой науки | 11294-00 | Стандарт #4 |
| Формалин 10% | Формальдегид | ||
| Гематоксилин | Сигма-Олдрич | ||
| ГистоЧойс Очищающий агент | Сигма-Олдрич | Очиститель | |
| Водород пероксидаза 3% | |||
| Инкубатор | BioRad | ||
| Insect pins (для вскрытия пчел) | Entosphinx | 44594 | Штифты для насекомых нержавеющая сталь – белый, размер 2 |
| ISCDDK, AP (In Situ Cell Death Detection Kit, щелочная фосфатаза) | Roche | 11684809910 | Assay C, https://www.sigmaaldrich.com/deepweb/assets/sigmaaldrich/product/documents/362/737/11684809910b ul.pdf |
| KH2PO4 | |||
| Lab clock | |||
| Световой микроскоп | Предметные | ||
| Microscope | Коробка со стеклами должна быть законсервирована в полиэтиленовую пленку для предотвращения попадания пыли | ||
| NaCl | |||
| Параформальдегид 4% | |||
| Парапласт | Leica | ||
| Пастер пипетки | 1,5 мл; 3 мл | ||
| PBS | |||
| чашка Петри (для вскрытия пчел) | Заполнен конденсационным кремнием (Ксантопрен L синий и универсальный активатор жидкости плюс) | ||
| Протеиназа K | Merck | 21627 | |
| Раствор Рингера (для вскрытия пчел) | 7,5 г NaCL, 2,38 г Na2HPO4, 2,72 г KH2PO4, 1 л дистиллированной воды | ||
| Ножницы (для вскрытия пчел) | Инструменты для тонкой науки | 1406-09, 14061-09 | Прямые и изогнутые, 9 см |
| Универсальная жидкость плюс активатор (для вскрытия пчел) | Часовщик Kulzer | ||
| s щипцы (для вскрытия пчел) | Инструменты для тонкой науки | 91100-12 | |
| Водяная баня | Leica | ||
| Акварельная кисть | 2x | ||
| Xantoprene L blue (для вскрытия пчел) | Кульцер |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.